Nell’ambito dell’esposizione LSR di Sumitomo (SHI) Demag, viene illustrata la produzione di una guarnizione assiale per il settore automobilistico dalla forma libera complessa; la guarnizione è progettata per essere stampata utilizzando un “canale diretto” senza chiusura del materiale. Descrivendo le sfide di lavorazione che un componente dalle specifiche elevate come questo comporta, Henrik Langwald, Direttore del settore Automotive & Electronics, spiega: «Il labbro di tenuta deve essere ben pronunciato per garantire la piena funzionalità. Stiamo definendo un nuovo standard di riferimento per lo stampaggio ripetibile con tolleranze estremamente strette in 16 cavità, senza sbavature e senza necessità di conversione», riassume succintamente.
Prodotto utilizzando uno stampo a due piastre Nexus, un fermo mantiene stabile il componente di tenuta sul lato dell’espulsore. Il robot cartesiano SAM-C “handle & place” di recente lancio, sviluppato internamente da Sumitomo (SHI) Demag, rimuove e immagazzina quindi il pezzo. Ciò comporta l’utilizzo di un sistema di chiusura ad ago a canale freddo e di iniezione diretta. Il concetto dello stampo prevede inserti intercambiabili, garantendo la massima flessibilità di produzione. Grazie all’elevata precisione di lavorazione, viene mantenuta la stabilità necessaria per soddisfare i requisiti di tenuta ottimali, fondamentali per la sicurezza automobilistica.
Allineamento in termini di efficienza e stabilità di lavorazione
Una componente importante dell’innovativa soluzione di produzione è il sistema di dosaggio ServoMix Z200 di Nexus. «Il sistema è autoportante e il cilindro può essere sostituito in modo rapido e sicuro in meno di cinque minuti con un angolo di inclinazione fino a 104 gradi», riferisce Langwald. Ciò garantisce un accesso facile e più veloce per la pulizia e la manutenzione, oltre a contribuire a eliminare gli errori umani.
Inoltre, il sistema di dosaggio di nuova generazione dispone anche di numerose interfacce, tra cui il sistema di controllo del colore TrueFlow Nano per garantire un dosaggio preciso degli additivi coloranti, oltre a una funzione di calibrazione. I flussi di materiale vengono misurati in microlitri per i componenti principali, mentre gli additivi vengono misurati in nanolitri.
Predisposto per OPC-UA, il design del misuratore di portata presenta un corpo pompa a sostituzione rapida con celle di misura situate direttamente sul corpo stesso. «Non sono necessari collegamenti aggiuntivi con tubi flessibili», osserva l’esperto, sottolineando l’importanza di questo aspetto per il settore medico. Un altro vantaggio di questo design è la pulizia più rapida della vite della pressa a iniezione. Inoltre, tutti i nuovi dispositivi di dosaggio sono ora dotati della nuova interfaccia OPC-UA, che collega direttamente i dati di misurazione del dosaggio ai dati di lavorazione dell’IntElect 130/520-450, garantendo un processo produttivo completamente tracciabile e stabile. «Il sistema timeshot o di bilanciamento nello stampo può essere replicato dalla macchina per stampaggio a iniezione tramite VNC», aggiunge Langwald.
Rispetto ai sistemi idraulici, i nuovissimi modelli ServoMix presentano un basso consumo energetico. Funzionano in modo più sostenibile e generano una quantità molto inferiore di scarti e consumo di materiale. Regolando la portata in base alle effettive esigenze, gli utenti possono risparmiare fino al 70% di energia. La perdita di materiale dovuta alle quantità residue nel cilindro è inferiore allo 0,3%. «Nel complesso, i sistemi sono più rispettosi dell’ambiente», afferma Langwald, facendo riferimento alla missione aziendale «Act! Sustainably» e alla dichiarazione di responsabilità sociale d’impresa (CSR) che sono alla base degli sforzi di Sumitomo (SHI) Demag e delle future innovazioni relative a macchinari e attrezzature.
IntElect offre la combinazione più sostenibile
L’attrezzatura Nexus integra in modo ideale l’IntElect 130/520-450, estremamente economica e configurata appositamente per la lavorazione dell’LSR. Progettato per garantire la massima dinamica, il sistema di azionamento dell’IntElect, sviluppato internamente e combinato con convertitori di frequenza e l’intero controllo dei servomotori, la rende una delle presse a iniezione più efficienti sul mercato.
"Rispetto ai sistemi completamente elettrici convenzionali, l’IntElect richiede fino al 20 per cento di energia in meno", afferma Langwald. Una maggiore disponibilità di circa il due per cento, unita a movimenti dinamici, precisi e paralleli, garantisce una produzione fino al dieci per cento superiore. Inoltre, la precisione e la ripetibilità di lavorazione prevengono difetti e scarti. «Questo, a sua volta, aumenta significativamente la produzione e, allo stesso tempo, riduce i costi», aggiunge Langwald.
Secondo il direttore del settore automobilistico ed elettronico, il tempo di ciclo dell’applicazione delle guarnizioni assiali in esposizione sarà compreso tra 30 e 35 secondi utilizzando la Forza di chiusura massima per guarnizioni a pareti spesse. Il design rigido della piastra portastampo dell’IntElect fornisce un supporto ottimale agli stampi, garantendo una distribuzione più equilibrata della pressione tramite la Forza di chiusura. Ulteriori caratteristiche sono il movimento altamente dinamico di tutti gli assi e la massima precisione sugli assi di iniezione e chiusura a supporto della ventilazione. La programmazione adattabile delle sequenze soddisfa le esigenze di lavorazione flessibili della macchina. Inoltre, l’unità IntElect LSR è dotata di un controllo di processo esteso, che include il monitoraggio della pressione di alimentazione e il tempo di accumulo del vuoto.
Oltre alle funzionalità di controllo, monitoraggio e integrazione dell’Industria 4.0, l’interfaccia OPC-UA dell’IntElect include anche il nuovo standard Euromap 40082-3 per i sistemi di dosaggio LSR, introdotto il 1° giugno 2021. «Naturalmente, anche i sistemi Nexus ServoMix sono integrati, consentendo alla pressa a iniezione e al sistema di miscelazione e dosaggio di comunicare senza soluzione di continuità tramite un’unica piattaforma», spiega Langwald. Egli fa inoltre riferimento alla soluzione software basata sul web «myConnect», sviluppata internamente dal team di Sumitomo (SHI) Demag. Questa piattaforma centrale offre ai clienti l’accesso diretto a un’ampia gamma di servizi di assistenza completamente interconnessi, contribuendo a gestire meglio le inefficienze produttive, a ridurre i costi e il costo totale di proprietà, a risolvere gli errori e a minimizzare i tempi di fermo.
Per l’applicazione delle guarnizioni in mostra è stata scelta una gomma siliconica – Elastosil LR3003/50 di Wacker Chemie AG, Monaco di Baviera – che, con un intervallo di temperatura compreso tra -55 °C e +210 °C e una durezza Shore A di 50, è ideale per la produzione della guarnizione a forma libera. Spiegando le ragioni alla base della scelta di questo materiale, Langwald aggiunge: “Oltre che nell’industria automobilistica, le guarnizioni a forma libera vengono utilizzate anche per i componenti elettronici nei beni di consumo e nei prodotti elettronici. Le gomme siliconiche sono resistenti al calore, mantengono la flessibilità a basse temperature e non dovrebbero invecchiare se esposte ai raggi UV, all’aria, ecc. Sono facili da lavorare e presentano buone caratteristiche meccaniche che rimangono stabili in un ampio intervallo di temperature. Inoltre, sono insapori e biologicamente inerti».
Il nuovo robot SAM-C, ideale per lo stampaggio LSR ad alta precisione
Un altro punto di forza integrato nella vetrina dedicata all’LSR nel settore automobilistico è la prima serie di robot SAM-C (Sumitomo Demag. Automation. Machine – Cartesian) a marchio proprio, sviluppata internamente da Sumitomo (SHI) Demag. Progettata specificamente per presse a iniezione con forze di chiusura comprese tra 50 e 500 tonnellate e per applicazioni standard con tempi di ciclo pari o superiori a 10 secondi, l’esposizione dedicata all’LSR dimostra l’importanza dell’utilizzo della robotica per eliminare la contaminazione dei componenti e il conseguente deterioramento del prodotto. In questo caso, la funzione di sigillatura.
«Con SAM-C siamo riusciti a realizzare la più piccola cella di produzione automatizzata per lo stampaggio a iniezione che integra tecnologia robotica e di movimentazione dei materiali», osserva Jürgen Schulze, Direttore dell’Automazione, descrivendo la soluzione “handle&place”.
Sottolineando ulteriori vantaggi di questo entusiasmante lancio interno nel campo dell’automazione, Schulze spiega: “Offriamo un’elevata disponibilità del sistema con interventi di riparazione e manutenzione minimi, grazie alla tecnologia interna dei servomotori di Sumitomo (SHI) Demag e alla tecnologia di azionamento e guida a bassa manutenzione. Grazie alla tecnologia del vuoto integrata, i sistemi garantiscono inoltre un notevole risparmio energetico."
I clienti beneficiano di una tecnologia di processo e di sistema proveniente da un unico fornitore, completa di integrazione hardware e software della tecnologia robotica nell’unità di stampaggio a iniezione e di una meccanica robotica ottimizzata per la produzione e completamente personalizzata per le macchine Sumitomo (SHI) Demag. "Tra i vantaggi principali vi è un interessante rapporto qualità-prezzo che comprende l’intero processo di stampaggio a iniezione e l’automazione, compresa la conformità alla marcatura CE", afferma Schulze.
Grazie al sistema di comunicazione IO-Link, è possibile collegare sensori e attuatori intelligenti al sistema di automazione. Ciò significa che la serie SAM soddisfa pienamente i futuri requisiti dell’Industria 4.0 e della produzione intelligente.