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Aplicaciones

Aplicaciones para el mundo Plástico: Máquina de moldeo por soplado


Las máquinas de moldeo por soplado transforman un termoplástico fundido en un cuerpo hueco a partir de un tubo fundido (parison). En las versiones de cabezal continuo, la extrusora alimenta directamente el cabezal y el proceso de soplado (sujeción, corte, inflado y enfriamiento) se realiza en ciclo continuo. Para contenedores de gran volumen o mayor espesor se utiliza un cabezal acumulador, que permite la liberación rápida de grandes cantidades de material.
Las máquinas de cabezal continuo se utilizan normalmente para botellas y bidones de hasta 10-15 litros, mientras que con el cabezal acumulador se pueden fabricar barriles e IBC. La calidad del producto depende de la estabilidad térmica de la masa fundida, el perfil de espesor, la sincronización de los ejes (carro, molde, blowpin) y la gestión de la línea aguas abajo (desbarbado, prueba de fugas).
Un control integrado de la termorregulación, el perfil de espesor y los movimientos hidráulicos/servo garantiza la repetibilidad, tiempos de ciclo reducidos y mínimos desechos, con recetas y diagnósticos avanzados para maximizarel OEE.

Necesidades:

Necesidad:

Control del proceso de soplado

El control del proceso de soplado requiere un complejo equilibrio entre calidad y velocidad en función del material utilizado y del diseño del producto. El control del proceso debe tener en cuenta estas características para mover los diferentes accionamientos eléctricos o hidráulicos gestionando recetas complejas. Además, el PLC debe ser capaz de soportar cambios rápidos en los materiales, ofrecer diagnósticos integrados y proporcionar una respuesta rápida en caso de desviaciones.

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G-Mation es la plataforma para el control completo, sincronizado e integrado del proceso de soplado. El corazón del sistema es la CPU G-Mation P6, acompañada por los módulos remotos G3 con comunicación por bus EtherCAT. El control térmico se confía a reguladores PID integrados, al igual que la gestión de los accionamientos. La interfaz de usuario se gestiona a través de un servidor web integrado y se visualiza a través de los paneles del navegador G-Mation W55, que permiten la proyección de paneles de control personalizables.
Características principales:
  • Plantillas de aplicaciones preconfiguradas y personalizables;
  • Tecnología Docker para la instalación de aplicaciones como paneles de control IoT, mantenimiento predictivo o integración con sistemas MES y ERP;
  • Arquitectura abierta y preparada para el edge computing.

Necesidad:

Gestión de la termorregulación del extrusor

Un comportamiento reológico estable y la constancia dimensional de la preforma se obtienen con una termorregulación rápida y uniforme de las zonas del tornillo. El sistema debe reaccionar a las variaciones de carga, material o condiciones ambientales, manteniendo las temperaturas dentro de tolerancias estrictas. Un control inadecuado provoca variaciones de peso, defectos superficiales y degradación del material, lo que reduce la repetibilidad del proceso.

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Solución:

Termorregulación Gefran:

1850, GRP-H
La tecnología de Gefran para el control térmico de los extrusores se basa en relés estáticos, reguladores PID y termopares:
  • Cada resistencia se gestiona en bucle cerrado mediante regulación PID, integrada en el PLC o confiada a controladores dedicados como el 1850, lo que permite mantener la temperatura del fundido dentro de ±0,5 °C del punto de consigna, garantizando una viscosidad constante y la ausencia de defectos superficiales o dimensionales;
  • El relé estático GRP-H, compacto y con disipador integrado, garantiza un control preciso de la corriente hasta 120 A. La comunicación IO-Link permite reducir las tarjetas de E/S, gracias a la gestión integrada de comandos, alarmas y corriente absorbida.
La solución es escalable y compatible con PID integrados en PLC o en módulos remotos. Las funciones de almacenamiento de recetas y registro histórico de tendencias permiten cambios rápidos en la producción y una mejora continua de la calidad.

Necesidad:

Regulación del perfil de espesor del parison

El perfil de espesor del parison influye en la calidad final del envase y en la eficiencia del proceso. Una distribución no uniforme puede provocar puntos delgados y hundimientos o, por el contrario, exceso de material innecesario que aumenta los costes y reduce la eficiencia de la producción. Es esencial controlar con precisión la posición del mandril o del casquillo, sincronizándola con el husillo y con la secuencia de soplado para obtener uniformidad y repetibilidad de ciclo a ciclo.

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El sensor de posición magnetostrictivo WPA de Gefran utiliza la tecnología Hyperwave, que garantiza una resolución de hasta 0,5 μm, una alta linealidad y la ausencia total de contacto mecánico entre el sensor y el cursor. Es ideal para aplicaciones sometidas a fuertes solicitaciones dinámicas y en las que se requiere la máxima precisión en el posicionamiento del husillo o del casquillo.
Características principales:
  • Instalación simplificada gracias a los cursores flotantes y a la barra de aluminio anodizado, que garantiza rigidez y resistencia mecánica;
  • Alto rendimiento metrológico;
  • Disponible con salidas analógicas y digitales CANopen o Real-Time Ethernet.

Necesidad:

Control de apertura/cierre del molde

La fase de cierre del molde es crítica: debe realizarse con precisión y con la fuerza adecuada para evitar defectos de unión, rebabas y desgaste prematuro de los acoplamientos. Un cierre impreciso puede provocar colisiones, deformaciones o una reducción de la vida útil de los componentes mecánicos. Es fundamental supervisar la posición y la velocidad del movimiento para garantizar la seguridad y la calidad.

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El sensor magnetostrictivo WPA detecta en tiempo real la posición y la velocidad del molde móvil, lo que permite paradas suaves y movimientos controlados. Gracias a la ausencia de contacto mecánico entre los componentes, el sistema no sufre desgaste, lo que garantiza un mantenimiento reducido y una mayor fiabilidad a lo largo del tiempo.
Características principales:
  • Alto rendimiento metrológico;
  • Disponible con salidas analógicas y digitales CANopen o Real-Time Ethernet;
  • Protección IP67 y robustez mecánica para entornos industriales exigentes.

Necesidad:

Control de la posición del carro portamoldes

El carro debe moverse en sincronía con la extrusión del parison para evitar tracciones y deformaciones. Una posición incorrecta compromete la calidad de la pieza y aumenta el desperdicio. Además, un movimiento no optimizado y sin supervisión de las aceleraciones conlleva un alargamiento del ciclo y un estrés mecánico excesivo.

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El sensor de posición magnetostrictivo WPA proporciona una retroalimentación puntual y continua al PLC sobre la posición y la velocidad del carro, lo que permite un acercamiento preciso con el parison. Gracias a la ausencia de contacto mecánico entre los componentes, el sistema no sufre desgaste, lo que garantiza un mantenimiento reducido y una mayor fiabilidad a lo largo del tiempo.
Características principales:
  • Instalación simplificada gracias a la barra con cursor;
  • Alto rendimiento metrológico;
  • Disponible con salidas analógicas y digitales CANopen o Real-Time Ethernet.

Necesidad:

Control de la posición de la boquilla de soplado

Durante el ciclo de soplado, el blowpin entra en el molde para insuflar aire comprimido y moldear el parison contra las paredes de la cavidad. Una inserción desalineada o una carrera incorrecta pueden comprometer el cierre del cuello, causar deformaciones o pérdidas de estanqueidad. Además, un descenso demasiado rápido puede dañar el molde o la pieza en formación. Por lo tanto, es necesario controlar con precisión la posición de la boquilla durante todo el ciclo, sincronizándola con el cierre del molde y el tiempo de soplado.

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El sensor de posición magnetostrictivo WPA se fija con una barra de aluminio al cuerpo de la máquina y un cursor conectado a la boquilla de soplado, detectando la posición y la velocidad en tiempo real.
Características principales:
  • Instalación simplificada gracias a la barra con cursor;
  • Alto rendimiento metrológico;
  • Disponible con salidas analógicas y digitales CANopen o Real-Time Ethernet.

Necesidad:

Regulación de la posición del extractor o brazo

Después de la fase de soplado y enfriamiento, la pieza debe retirarse del molde en sincronía con el ciclo de la máquina. Un movimiento incontrolado del brazo puede provocar colisiones con el molde u otros órganos móviles, generando paradas, daños o desechos de producción. Por lo tanto, el control preciso de la posición y la velocidad del extractor es indispensable para reducir los tiempos de ciclo, mantener la eficiencia general de la línea y preservar la integridad de la pieza.

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El sensor de posición magnetostrictivo con tecnología Hyperwave WPP-A de Gefran está diseñado para aplicaciones dinámicas y repetitivas, como en el caso de los sistemas de recogida automática. Su perfil compacto de aluminio anodizado, combinado con el cursor flotante, lo hace ideal para su integración en ejes lineales y cinemáticos cartesianos, garantizando precisión y fiabilidad incluso en los ciclos más rápidos.
Característicasprincipales del :
  • Medición sin contacto de alta resolución (hasta 0,5 µm) y completamente libre de deriva en el tiempo;
  • Disponible con salidas analógicas, CANopen o Real-Time Ethernet;
  • Protección IP67 y robustez mecánica para entornos industriales exigentes.

Necesidad:

Monitorización de la presión del cambiador de filtro

El filtro protege la matriz de las impurezas presentes en el polímero fundido y evita que estas permanezcan en el producto, por lo que el filtro tiende a obstruirse progresivamente. La obstrucción aumenta la presión aguas arriba y puede comprometer la calidad del producto o dañar la línea. La medición continua de la presión antes y después del filtro permite calcular la diferencia de presión y activar alarmas para guiar al operador hacia una intervención manual o iniciar sistemas automáticos de cambio de filtro.

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Para un control preciso y fiable de la presión aguas arriba y aguas abajo del filtro, Gefran ofrece el sensor de presión MELT- Serie Impact, ideal para altas temperaturas (hasta 350 °C), entornos difíciles o el procesamiento de polímeros cargados.
Características principales:
  • Membrana hasta 15 veces más gruesa que los sensores tradicionales, sin fluido de transmisión interno, que transfiere directamente la presión al chip sensible de silicio;
  • Alta resistencia al desgaste y a los golpes dinámicos, estabilidad térmica inferior al 1 % FS de 20 °C a 350 °C;
  • Versión IE PLc con salida eléctrica y certificación PLc, para su integración en sistemas de control de seguridad y configuración de alarmas certificadas.

Necesidad:

Monitorización de la temperatura y la presión del fundido

La temperatura y la presión efectiva del polímero fundido son parámetros críticos en el proceso de extrusión, ya que influyen directamente en la viscosidad del material y en sus propiedades finales, tanto mecánicas como ópticas. Medir la temperatura en contacto directo con la masa fundida, en lugar de en la superficie del cilindro, permite obtener una representación más precisa de las condiciones reales del proceso y, en combinación con la medición continua de la presión, ofrece una ventaja significativa en el control reológico.

Gefran ofrece una solución integrada para el control de la presión y la temperatura del polímero fundido, combinando la precisión de los sensores de presión MELT- Serie Impact con la fiabilidad de los termopares MELT TCM.
Los sensores TCM, con funda de acero inoxidable o Hastelloy para polímeros corrosivos, permiten la medición directa de la temperatura del fundido y están disponibles con termopares:
  • Tipo K (NiCr-NiAl): hasta 850 °C, respuesta rápida.
  • Tipo J (Fe-CuNi): hasta 400 °C, para entornos menos agresivos.
Integrables en una configuración compacta con la serie Impact, garantizan mediciones coherentes e instalaciones simplificadas. Los sensores Impact, sin fluido de transmisión, aseguran una estabilidad térmica <1 % FS hasta 350 °C y están disponibles en la versión IEPLc certificada PLc para sistemas de seguridad.

El principio de funcionamiento

El granulado termoplástico se plastifica en la extrusora; a continuación, la masa fundida entra en el cabezal de extrusión y se moldea en una preforma tubular con espesor variable a lo largo del eje, modulado mediante el ajuste de la luz entre el casquillo y el cilindro según un perfil predefinido. Una pinza y el cierre del molde sujetan la preforma, que se corta en la parte superior y se aplana en la parte inferior para obtener el sellado. A continuación, el carro transfiere el molde a la estación de soplado, donde el soplador introduce el aire de proceso: el parison se expande, se acerca a las paredes del molde y se enfría hasta estabilizar la geometría final. Las fases auxiliares incluyen aire programado para mantener el tubo abierto, vacío Venturi si es necesario y dispositivos de seguridad del molde. La línea aguas abajo realiza el desbarbado, el enfriamiento adicional, la prueba de fugas a baja presión y la descarga de la pieza conforme o desechada. La sincronización entre la velocidad del tornillo, el perfil de espesor, los tiempos del molde y las funciones auxiliares es esencial para garantizar el peso nominal y la correcta distribución del material en los puntos críticos (hombro, asa, rosca, fondo).

Necesidades y tecnología

En el proceso de soplado, el control integrado de los parámetros de la máquina es esencial para obtener envases de alta calidad, reducir los desechos y garantizar una productividad constante. La aplicación requiere una plataforma de automatización capaz de gestionar de forma sincronizada la termorregulación, el movimiento de los ejes y la presión del proceso, adaptándose rápidamente a las variaciones de materiales y formatos. La precisión de la termorregulación en el extrusor y en el cabezal garantiza la estabilidad del fundido y la uniformidad del espesor del parison, mientras que el ajuste del perfil de espesor requiere mediciones de posición fiables y de alta resolución. Del mismo modo, el movimiento del carro, la boquilla y el brazo de recogida debe supervisarse constantemente para garantizar una alineación correcta, tiempos de ciclo reducidos y la máxima seguridad. La integración de sensores de posición, transductores de presión y soluciones de control térmico de Gefran en una única arquitectura G-Mation permite combinar fiabilidad, diagnóstico avanzado y flexibilidad, favoreciendo el mantenimiento predictivo y la mejora continua del rendimiento de la máquina.
Gefran ofrece una gama completa de plataformas de control, sensores de presión y posición y solucionese s modulares, fácilmente integrables en cualquier instalación, para garantizar la eficiencia,la seguridad y la calidadconstante del n el proceso de soplado.

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