Alta capacidad de proceso en el moldeo por inyección de plásticos
Alltrista Plastics LLC se especializa en fabricación de gran volumen de productos plásticos como envases y soluciones moldeadas a la medida para mercados médico, salud y de consumo. Las dos máquinas de medición de coordenadas (CMM) CNC que Alltrista Plastics había estado utilizando 24 horas al día, 7 días a la semana durante más de 10 años en su fábrica de Christchurch (Reino Unido) se habían vuelto ineficaces.
La precisión y la repetibilidad del palpado por contacto se estaban viendo comprometidas por la antigüedad de las máquinas. A veces, el software se bloqueaba, con el riesgo de colisión física, daños en el palpador e incluso en el componente que se estaba comprobando. Como las piezas y los ensambles médicos de plástico producidos se habían vuelto más complicados con el tiempo, a menudo se necesitaba un palpador en ángulo en un ciclo de inspección, por lo que un operario tenía que elegir entre configuraciones de palpador preestablecidas, montar una manualmente y calibrarla. Además, la persona tenía que buscar entre distintos programas en una pantalla para identificar y cargar el correcto.
Todo este proceso se ha optimizado y automatizado con la instalación de dos nuevas CMM Altera S 10.7.6 fabricadas por LK Metrology. También el software CAMIO de exploración y generación de reportes de 3 ejes, junto con un palpador de exploración Renishaw SP25M y un cabezal indexador motorizado PH10M. En efecto, se trata de dos sensores en uno, que permiten la exploración táctil de trayectoria continua, así como el palpado de disparo por contacto de puntos discretos. Junto con una placa matriz de Renishaw que permite la colocación precisa de las piezas y moldes para su inspección, la configuración es una gran mejora en la productividad de la metrología, ya que facilita la fijación de las muestras, acelera los ciclos de medición, elimina prácticamente la intervención humana y el riesgo de errores. No habría sido factible adaptar la capacidad de escaneado a las CMM anteriores, ya que el costo habría sido prohibitivo y, en cualquier caso, las máquinas se estaban quedando obsoletas.
"Utilicé CMM LK durante varios años cuando trabajaba para un fabricante aeroespacial, que había estandarizado su uso. Cuando Alltrista decidió renovar su laboratorio de metrología, nos pusimos en contacto con cuatro posibles proveedores de máquinas. La respuesta de LK fue la más completa.” Comenta Peter Makosa, responsable de control de calidad en Alltrista
"Hicieron una demostración en línea de unos productos y moldes y otra prueba cuando visitamos sus oficinas. Realizaron un estudio exhaustivo in situ en nuestra fábrica para comprobar la viabilidad de la instalación de la máquina.
"Sobre la base de las mediciones tomadas, teniendo en cuenta que las máquinas LK son más altas que nuestras CMM anteriores, el proveedor se ofreció a reducir la altura de los modelos Altera S durante su fabricación para que cupieran a través de nuestras puertas y en nuestra sala de inspección rediseñada".
Peter Makosa en una de las CMM LK Altera S en la sala de inspección a temperatura controlada de la fábrica de Alltrista en Christchurch (Reino Unido).
La planta localizada en Christchurch es uno de los cinco centros de producción de Alltrista, y destaca por ser la primera del grupo Jadex en funcionar íntegramente con electricidad renovable. La empresa, que cuenta con la certificación ISO13485, está especializada en el moldeo por inyección de plásticos de dispositivos como sistemas de administración de fármacos y envases como blísteres de lentes de contacto para los sectores médico, farmacéutico y nutrición. Las máquinas de moldeo por inyección se alojan en una sala blanca (clean rooms) de clase 7 y dos de clase 8 como laboratorio de metrología. La proporción de productos del sector salud va en aumento, así como en la variedad y el volumen: en la última década ha pasado del 30% al 50% de la producción y sigue creciendo. Otra tendencia es el requerimiento de tolerancias más cerradas de los nuevos productos y de GD&T (geometric dimensioning and tolerancing).
La fabricación de todos los productos en las instalaciones de Alltrista se basa en un riguroso proceso de validación. Los clientes solicitan una capacidad de proceso de al menos Cpk 1.33 y a menudo 1.67 o 2 (seis sigma). Por lo general, al inicio de una nueva corrida de producción, se realizan y comprueban proceso y moldes con 30 disparos que contienen 15 componentes cada uno. Las tolerancias suelen ser bastante abiertas en los artículos de plástico, normalmente entre 50 y 100 micras, pero cualquier inexactitud de medición es indeseable, ya que consumiría parte de la banda de tolerancia. Aún más importante para la validación es un alto nivel de repetibilidad.
Alltrista también necesitaba más datos para comprender mejor ciertas características de las piezas moldeadas, como la planicidad de las caras de sellado, los perfiles de forma libre y los chaflanes. El uso de un palpador de exploración de Renishaw ha dado como resultado un orden de magnitud de más información para el departamento de producción para el ajuste fino del mecanizado y la fabricación. Además, permite elaborar reportes más completos para que los clientes comprendan con más detalle la fabricación actual de sus pedidos. Además, el diseño de los reportes es mucho mejor, ya que las anteriores hojas de cálculo Excel se han sustituido por PDF bloqueados generados en CAMIO. Incluyen una comparación pieza-CAD codificada por colores que muestra la conformidad del producto, con todos los datos adjuntos, el logotipo de Alltrista, la fecha y la hora.
Cuando se instalaron las CMM, LK programo los algoritmos para inspeccionar los envases de los cuatro principales clientes de Alltrista y también diseñó un panel de control en la pantalla del PC para que todo el proceso estuviera controlado por menús. La primera pantalla muestra un icono para cada cliente, que al hacer clic revela todas las piezas que se moldean por inyección para esa empresa. Al hacer clic en el icono correspondiente, el programa se envía automáticamente a la CMM, donde el operario teclea su nombre, si necesita un reporte de inspección estándar o de primer artículo, y hace clic en iniciar.
Sin embargo, antes de poder ejecutar el programa, hay que colocar un conjunto de componentes en una posición conocida en la mesa de granito. Para facilitar y acelerar el procedimiento, LK suministra una placa matriz Renishaw con cada Altera S 10.7.6. Se taladraron orificios para pernos de anclaje en el granito en centros no estándar para que las placas pudieran fijarse desde abajo, evitando que las abrazaderas de sujeción sobresalieran de la superficie de la mesa. Junto con el programa de inspección, se incluye en la pantalla del tablero un procedimiento operativo estándar (SOP) que indica al operario la ubicación exacta en la cuadrícula numerada de orificios de la placa matriz que debe ocupar el lote de muestras fijadas.
Nadie dirá nunca que el error humano puede eliminarse por completo, pero este sistema de posicionamiento de componentes correcto y preciso, junto con el sistema CAMIO de LK para la instigación de programas, inspección CNC y la generación automática de reportes, está muy cerca de eliminar todos los errores potenciales. añade el Sr. Makosa.
Los controladores Altera S y el software CAMIO se suministraron para aceptar la entrada de datos de un sensor de escaneado láser en el futuro, en caso de que Alltrista decida que la creciente complejidad de sus dispositivos de plástico requiera esta nueva actualización. Por el momento, el escaneo táctil y el palpado por contacto ofrecen capacidad y posibilidades suficientes, incluso con un palpador de varias puntas para acceder a la parte inferior de los componentes sin necesidad de cambiar la sonda.
Fuente: LK Metrology
