Novedades de pelicula soplada en la NPE 2012

En la NPE, las torres de película soplada se levantaban desde el piso de exhibición como los árboles en un bosque. Ya no es así, debido principalmente el tiempo y los costos de instalación. Sin embargo, el constructor italiano de máquinas Macchi Spa corrió una línea de tres capas produciendo película de agrupamiento en su exhibidor. Dos extrusoras de 65 mm para la piel y una máquina de 80 mm para el núcleo corrieron una variedad de poliolefinas en una configuración ABC.

Macchi fue uno de los pocos proveedores de maquinaria de película soplada
que corrió en la NPE 2012, su sistema de 3 capas para película de
agrupamiento (Foto de Jeff Norgord).

Se dice que un nuevo anillo de aire de triple labio de Gloucester aumenta la producción en un 15% a 30% con respecto a anteriores versiones. Gloucester también anunció "mejoras termicas" para los diseños de sus cabezales, ahora despliega termocuplas más cerca de la corriente de masa fundida en el interior del mandril para proporcionar un control de temperatura más preciso.

Gloucester también puso en evidencia su sistema de control Symphonix, el cual tiene una interfaz de pantalla táctil gráfica de usuario y proporciona medición, control, seguimiento, análisis de tendencias y generación de informes, a tiempo completo. El sistema, que pueden adaptarse a la anteriorpaquete de control Extrol de Gloucester, también ofrece funciones avanzadas de red, capacidades inalámbricas de control remoto y acceso remoto simple para resolver problemas fuera de sitio.

También fueron grandes temas el control de espesor y burbuja . Como se informó en el informe previo de marzo, Addex mostró un sistema de calibración nueva en el cual el sensor se encuentra dentro del mismo marco de colapsamiento, lo que le permite adaptarse a una amplia gama de anchos de tubo plano. Addex también está ofreciendo un nuevo sensor infrarrojo para la medición de espesores en línea de materiales de barrera como el nylon y el EVOH dentro de estructuras multicapa.

El sistema de control del IBC de tercera generación de D.R. Joseph incorpora nuevas funciones automatizadas para optimizar el desempeño y maximizar la producción, mientras mantiene estrechas tolerancias. Las nuevas características incluyen la calibración automática de válvula , detección de fallas en conductos , el control automático de tamaño de jaula, control automático de tubo plano, y la integración de recogida de datos.

Alpha Marathon anunció que está trabajando con el fabricante de cabezales BBS Corp., Spartanburg, Carolina del Sur, inventor del Cabezal de Disco Modular (CDM) y el Repetidor de Secuencia de Capas (RSC). El RSC es un módulo que puede ser insertado dentro del CDM para producir nanocapas en grupos de 25 dentro de una matriz de microcapas. Un CDM de 18" esta diseñado para 800 lb/hr. En la mesa de diseño esta un cabezal más grande que puede funcionar a 2000 lb/h.

Como se informó en marzo, Brampton Engineering presentó el control eCool IBC descrito como una solución rentable para la mejora de las líneas existentes con IBC. Brampton también mostró un nuevo SCD FlexStack (Cabezal de Coextrusión Aerodinámico) con un perfil de cabezal que es 50% más pequeño que los diseños anteriores. Y Macro Engineering exhibió su más reciente cabezal de película soplada de 9 capas. Es una iteración del diseño apilable TaperPack de la empresa.

Davis-Standard mostro el cabezal de coextrusión Vertex para los procesadores de películas que cambian mucho las resinas. Las ventajas incluyen IBC altamente eficiente, la energía superficial baja, altas velocidades de corte, estricta distribución y control de calibre y mínimo tiempo de residencia y presión.

Hosokawa Alpine estaba enlazado electrónicamente a su línea de siete capas de Dow en Freeport, Texas. Dow corrió con el nuevo anillo en V de alto rendimiento de Alpine, lo que aumenta las tasas de 25% a 50% y mejora la estabilidad de la burbuja y el control de espesor total.

Plastics Technology
Junio 2012

Técnicas para la reducción del consumo energético en el proceso de extrusión

La creciente conciencia medioambiental ha derivado en algunas medidas políticas y legislativas que repercuten directamente en el usuario final de la energía

El proceso de extrusión es uno de los más utilizados para la transformación de materiales plásticos. El término extrusión es muy amplio y en él se incluyen procesos de diferentes índole, como puede ser la extrusión de film soplado, de lámina plana, de perfiles y tubos, extrusión soplado de botellas, etc.
Ana Espert Bernia, departamento de extrusión de Aimplas (Instituto Tecnológico del Plástico)

Energéticamente, los procesos de transformación de plásticos en general, requieren de un gran aporte de energía, tanto calorífica como mecánica. Por una parte, los plásticos deben calentarse hasta temperaturas altas hasta fundirlos para poder ser manejados. Por otra, este flujo de plástico fundido es transportado dentro de la extrusora, presurizado a altas presiones y llevado hasta un cabezal donde adquiere la forma. Posteriormente, el producto se enfría, transporta, corta, bobina, etc., procesos que a su vez también requieren de un aporte energético considerable.

Vista general de una línea de extrusión soplado de film multicapa.

En los últimos años, la creciente conciencia medioambiental ha derivado en algunas medidas políticas y legislativas que repercuten directamente en el usuario final de la energía. El creciente coste de la energía se debe principalmente a varios factores: mayor coste de los combustibles fósiles utilizados para su producción, a las tasas penalizadoras impuestas a consumos excesivos, etc. Este incremento en el precio de la energía hace que la factura de la electricidad en las empresas transformadoras de plástico represente una de las partidas más considerables dentro de los gastos generales, y que afecta al margen de beneficios, al precio final del producto, y en definitiva, a la competitividad de la empresa.

Para poder afrontar una política de reducción energética, es necesario conocer en profundidad el consumo energético en las diferentes áreas de la empresa y evaluar en qué áreas es posible actuar y en cuáles no. Principalmente, este es el objetivo de las denominadas ‘auditorías energéticas’. Las auditorías energéticas pueden llevarse a cabo por profesionales dedicados a ellos, o bien, por personal de la propia empresa que conozca en profundidad el funcionamiento de la misma.

Así mismo, es importante familiarizarse con la terminología que aparece tanto en los contratos como en las facturas de la compañía eléctrica y entender las implicaciones que conlleva en el gasto de la electricidad factores como el tipo de contrato, la potencia contratada, etc.

Respecto al proceso de transformación en sí, existen una serie de medidas, más o menos sencillas, que pueden tomarse para reducir el consumo energético en el proceso de extrusión. Se pueden distinguir entre medidas correctoras y medidas preventivas. Medidas correctoras son aquellas que pueden realizarse directamente sobre equipamiento o instalaciones ya existentes y que están en funcionamiento para minimizar el consumo mediante el ajuste de diferentes parámetros. Medidas preventivas serían aquellas a tener en cuenta cuando se planifica la compra o el diseño de nuevo equipamiento o auxiliares, para asegurar un consumo mínimo una vez puesto en marcha el equipo.

Motores
En la actualidad, los fabricantes de maquinaria son capaces de ofrecer motores muy potentes con un consumo eléctrico reducido. En el pasado, los motores de corriente contínua (DC) se preferían respecto a los motores de corriente alterna (AC) debido a su mayor rendimiento en un amplio rango de potencias. Sin embargo, los motores AC han evolucionado mucho en los últimos años y ahora ofrecen un buen rendimiento con consumos energéticos relativamente bajos. Además, el mantenimiento de los motores AC es menor.

La mayoría de fabricantes de maquinaria para extrusión ofrecen líneas optimizadas energéticamente para sacar el mayor rendimiento con el menor consumo.

Otro aspecto muy importante es el mantenimiento. Es de sobra conocido que un buen mantenimiento, no sólo de los motores, sino de toda clase de equipamiento eléctrico en general, permite una reducción del consumo. La edad del motor, su frecuencia de uso, así como el hecho de trabajar siempre a la máxima potencia son factores que influyen decisivamente en el consumo.

Dimensionamiento de equipos
Este es un factor de gran importancia en extrusión, no sólo para reducir el consumo energético, sino para tener un proceso estable y reproducible. Cualquier línea de extrusión posee varias etapas o secciones: la propia extrusora, el cabezal o boquilla, el sistema de calibración y enfriado, y el sistema de arrastre, corte y/o bobinado.

Los sistemas deben estar correctamente dimensionados para el producto que se vaya a obtener, y sobre todo, deben estar correctamente dimensionados entre ellos. Por ejemplo, montar una extrusora de gran tamaño junto con un sistema de arrastre de pequeñas dimensiones, no es una solución muy eficiente. Lo único que conseguiremos es que el sistema de arrastre esté trabajando a su máxima potencia, mientras que en la parte trasera de la línea tendremos una extrusora con un motor de gran consumo que estará trabajando a una potencia baja, en la que probablemente el rendimiento no sea el óptimo.

Este tipo de situaciones son frecuentes en aquellas empresas que disponen de múltiples opciones de equipamiento, cabezales, sistemas de arrastre, etc. y que cambian frecuentemente las disposiciones de los equipos según la demanda o los requerimientos de sus clientes.

Cabezales y utillajes
En cuanto al tema de moldes y otros utillajes, el principal consumo energético se debe a la necesidad de mantener los mismos a una temperatura determinada. Los sistemas de calefacción y/o enfriamiento deben ser los adecuados para el molde en cuestión sin estar ni sobredimensionados ni infradimensionados.

Además hay que procurar fabricar los moldes lo más compactos posibles, porque si están sobredimensionados requerirán más energía para calentarlos y/o enfriarlos.

Sistemas de aire comprimido
Junto con los sistemas de refrigeración y calentamiento, los sistemas de aire comprimido suelen demandar un consumo energético bastante grande. Además, sobre este tipo de sistemas es fácil actuar aplicando una serie de medidas correctoras bastante sencillas.

Una de ellas sería asegurar que la presión del aire comprimido no es excesiva para la aplicación en cuestión. Reducir la presión del sistema de aire puede ser una medida para ahorrar energía.

Detalle de un sistema de aire comprimido, donde se muestra la presión de trabajo.

Otra medida fácil de tomar sería mantener los sistemas libres de fugas. Las fugas, por pequeñas que sean, conllevan una pérdida de presión y de volumen de gas que repercute en el consumo.

Referencias
Estos consejos, junto con muchos otros, han sido recopilados principalmente a través de dos proyecto de investigación a nivel Europeo en los que AIMPLAS ha participado: 
ENERPLAST (EIE/07/052/SI2.466695), www.enerplast.eu, y ENERGYWISE-Plastics (UK/09/LLP-LdV/TOI-163_230), www.energywiseplastics.eu.

Fuente: Interempresas - España

Comunicación es la clave en el diseño de cabezales de película soplada

Los diseñadores de cabezales de película soplada no son magos, pero para que hagan un buen trabajo de diseño, necesitan saber algunas cosas. Ahora si ellos no piden esta información, entonces busquemos otro proveedor.

Primero, lo básico: Un cabezal puede perfectamente correr un material a una temperatura y a una capacidad de producción...si el diseño es perfecto. Para ponerlo de forma mas técnica, un cabezal está diseñado para un volumen determinado de material con características especificas de viscosidad. Si tú le pides algo mas al cabezal, entonces habrá que llegar a un compromiso de alguna manera. (Por supuesto, hay algunos diseños de cabezales mas permisivos que otros). Lo primero que el diseñador debe saber es que material piensas correr y cuan rápido. Esto puede parecer obvio, pero algunas veces no se comunica bien. 

No es suficiente decirle al diseñador, por ejemplo, que queremos correr una resina de 18 % de EVA de I.F. de 2.0 con una resina de PEAD con I.F. de 1.0 en una relación de capas 10/90 a 500 kg/h. Esta información sola no logrará que tengas el cabezal que quieres. En vez de esto, el diseñador necesitará las curvas reológicas reales (es mejor aun tener tablas tabuladas de datos reales) para las mezclas específicas que quieres correr. (Favor tomar nota: es la reología de tu mezcla la que cuenta). Proporcionales estos datos reológicos a las temperaturas que traspasan tus condiciones de operación (típicamente tres temperaturas).

Siempre debes tener un acuerdo de confidencialidad a la mano antes de compartir información con tu diseñador. Pero si tu tienes un producto que es súper secreto, recuerda que el diseñador solo necesita los datos reológicos y los volúmenes de producción. El diseñador no necesita saber si tú quieres correr PEBD o PEBDL (aunque las curvas reológicas le darán una buena idea, de cualquier forma).

Después de darle a tu diseñador lo que necesita, hay algunas cosas que tú necesitas de él: Garantías! Las más generales figuran a continuación:

1. Uniformidad de Espesor: Esto debería definirse de entrada. Es un rango total de dos o tres desviaciones estándar? Mucho mas importante, como se medirá? Por un micrómetro o un estándar determinado? Cada pulgada? Con un medidor beta o de capacitancia en la burbuja o en el laboratorio? A cierta velocidad/ancho para recolectar datos? El punto es ser específico y claro, por escrito. Esto debería involucrar solo variación en DM o DT, ya que el diseñador del cabezal tiene poco control sobre la variación DM de tu proceso. 
2. Uniformidad de Capa: Casi todos los cabezales de coextrusión de película soplada son realmente cabezales múltiples "apilados" juntos de una forma u otra. De manera que, cada "cabezal" modular en la columna debe ser evaluado aparte. Las reglas son las mismas delineadas arriba. Los métodos de medición de uniformidad y espesor de capa son diferentes, pero debería definirse de entrada, por escrito. Cuando se define espesor de capa no olvidar especificar volumen vs masa, ya que puede haber un amplio rango de densidades entre polímeros. 
3. Producción vs Caída de Presión y uniformidad de calibre: Este es un buen punto para probar a tu diseñador de cabezales y su software. Cuando tengas el cabezal corriendo, cuan cerca llega a los valores calculados? Ninguno es perfecto, pero... Para ser honestos, cuando se calcula la caída de presión, el resto del sistema necesita restarse cuando la producción cambia. 
4. Solicitar diagramas: El momento de llegar a un acuerdo respecto a tener diagramas detallados del cabezal, tanto interno como externos, es antes de colocar la orden. La mayoría de fabricantes de cabezales se resisten a dar dimensiones internas. (Después de todo, esta es la magia). A veces tú puedes tener esta información si los sacas de la sección espiral o distribución. Esto ha funcionado en el pasado para algunos, porque el interés principal como procesadores lo tenemos en las áreas de no distribución. Y si realmente queremos tener las otras dimensiones, podemos conseguirlas midiéndolas nosotros mismos. 

Recomendamos también abrir el cabezal cuando recién se recibe, aun cuando esto puede ser un proceso desagradable, aparentemente innecesario. Al hacerlo, permitimos a nuestro personal de mantenimiento la oportunidad de ver y aprender lo que esta involucrado en su trabajo futuro y prepararse para ello. Además que se pueden encontrar algunos defectos. Y si el fabricante rechaza suministrar las dimensiones, podemos obtenerlas en este momento.

Autor
Eric Hatfield es Gerente de Implementacion de tecnologia en Clopay Plastic Products, Mason, Ohio. Se le puede escribir a ephatfield@clopay.com.

Plastics Technology

01 Marzo 2010