Tecnología de extremo caliente

Herman Green* nos comenta que la tecnología de prensado ESERVO de última generación de Waltec y los componentes de alto rendimiento están impulsando la optimización sustentable de los procesos de extremo caliente.

Fig. 1. La servotecnología les permitirá a � las fábricas de vidrio aumentar su eficiencia y su sostenibilidad.

Waltec avanza hacia una mejor «economía» para las líneas de prensado

Muchas máquinas y procesos de prensado en el mercado para vajillas de mesa, utensilios de cocina, baldosas, aislantes, ventanas de lavadoras y otros productos prensados continúan funcionando con tecnologías obsoletas. Aunque la mayoría de las veces siguen siendo funcionales, estas máquinas y procesos ya no cumplen con los requisitos económicos y medioambientales actuales.

Esto se ha convertido en un gran reto para las fábricas de vidrio más veteranas. Ahora, más que nunca, la supervivencia y la rentabilidad están vinculadas a las inversiones en tecnologías inteligentes y no contaminantes. Los accionistas, propietarios, los bancos y otros inversores están impulsando este tema cada vez más. La validación de inversiones en nuevas máquinas ya no se basa únicamente en la velocidad y el rendimiento. Resulta indispensable alcanzar los objetivos obligatorios de usar de manera eficiente los recursos, reducir costes, disminuir el impacto ambiental y fortalecer los valores de la cadena de suministro. En este sentido, las nuevas transiciones tecnológicas están transformando los costes en ingresos de manera rápida.

Realizar inversiones en la moderna tecnología de servomotores eléctricos - ESERVO - puede aumentar los beneficios y mejorar las líneas de prensa existentes (o añadir otras nuevas). Los componentes clave accionados por servomotor reducen el consumo de energía a la vez que mejoran la eficiencia y el rendimiento; en otras palabras, «eco-nomía» (Fig. 1).

El punto de partida de Waltec es una fábrica de cristalería promedio especializada en la producción de artículos prensados, que funciona con prensas de entre 20 y 40 años de antigüedad. Algunas de estas prensas todavía funcionan con sistemas neumáticos obsoletos de alto consumo energético, mientras que otras lo hacen con sistemas hidráulicos proporcionales más nuevos, pero igual de anticuadas y muy ineficientes. El cambio a la tecnología de prensas servoaccionadas generará los siguientes beneficios y ahorros sustentables.

Cilindro de presión accionado por servomotor

El cilindro de presión ESERVO (Fig. 2) genera una fuerza de compresión para trabajos pesados de hasta 20 toneladas, y ahorra hasta un 85 % en costes de energía, en comparación con el hidráulico convencional (Cuadro 1).

Ya no es necesario cambiar el aceite hidráulico y, por lo tanto, los costes de mantenimiento son más bajos a la vez que se contribuye a un ambiente más limpio. Si reducimos las emisiones (salud del operario) y disminuye el peligro (incendio por aceite), la consecuencia lógica es una mayor seguridad en el taller.

Cierre principal accionado por servomotor

Disponible únicamente para elementos con moldes de bisagras o compuestos, tal como la jarra de cerveza.

El cierre y el bloqueo convencionales de los moldes se realizan mediante un cilindro accionado neumáticamente, en el que no se puede controlar ni el movimiento ni la fuerza. Las limitaciones de esta tecnología antigua son el elevado consumo de aire comprimido, el gran desgaste de los bordes de los moldes, la contaminación por vapores de aceite, y la limitada velocidad de los ciclos.

La nueva generación de cierres principales mejora tanto la repetición como la precisión del proceso de cierre (Fig. 3). El uso de un servomotor potente y energéticamente eficiente ahorra hasta 80 m³/h de aire comprimido a una presión de funcionamiento estándar de 5 bares (Cuadro 2). El movimiento de alta precisión y el cierre y bloqueo suaves prolongan la vida útil del molde. El bloqueo a gran velocidad del molde de hasta 0,1 segundos ahorra un valioso tiempo de prensado.

Empujador servoaccionado para empujar el artículo dentro del túnel de recocido

Los cilindros neumáticos accionan los empujadores tradicionales con movimientos horizontales y verticales, pero esto consume una gran cantidad de aire comprimido y los movimientos son difíciles de controlar. Al instalar un empujador accionado por servo (Fig. 4) en esta parte del proceso, se ahorra hasta 10 m³/h de aire comprimido (Cuadro 3). El servoempujador funciona con dos servomotores, y cada uno de ellos es responsable de forma independiente del movimiento horizontal o del vertical. De

Ahorros en comparación con GOTA ÚNICA 6T

cilindro hidráulico proporcional 118 000 kW/año

cilindro neumático (aire comprimido) 1 700 000 m³/año DOBLE GOTA 6T GOTA ÚNICA 16T

236 000 kW/año

3 400 000 m³/año 294 000 kW/año

2 900 000 m³/año

� Cuadro 1. Ahorros del cilindro hidráulico proporcional en comparación con el cilindro neumático.

Ahorros en comparación con GOTA ÚNICA GOTA DOBLE

cierre principal neumático (aire comprimido) 118 000 kW/año 236 000 kW/año

� Cuadro 2. Ahorros de un cierre principal neumático (solo para elementos con molde de bisagras o compuesto).

Ahorros en comparación con el EMPUJADOR ESERVO

empujador neumático (aire comprimido) 59 000 /año

� Cuadro 3. Ahorros de un empujador neumático.

Los ahorros que se muestran en los cuadros están basados en operaciones 24 horas al día, los 7 días de la semana, 350 días al año, sobre la base de estimaciones de gestión de las mejores prácticas que requieren una validación local in situ y una verificación cruzada con nuestra unidad de servicio técnico. La referencia es una prensa de utensilios de cocina/vajilla mejorada.

� Fig. 2. Los cilindros de prensado les podrían ahorrar a las fábricas hasta un 85 % en costes de energía. � Fig. 3. El cierre principal, de gran precisión, permitirá ahorrar un valioso tiempo al prensar.

este modo, la velocidad y el movimiento se vuelven 100 % precisos, repetibles y controlables al empujar el producto en el túnel de recocido. El movimiento de toque suave y parejo garantiza un menor nivel de rechazo de los cristales rayados y dañados. La ausencia de válvulas neumáticas implica que también se reducen los costes de mantenimiento.

Al cambiar a la tecnología de prensado ESERVO, la «eco-nomía» para esta fábrica de vidrio puede llegar a ahorrar hasta

� Fig. 4. Al utilizar dos servomotores, el servoempujador logra una precisión del 100 %.

130 m3/h de aire comprimido, un 80 % menos de consumo de energía y un 20 % más de producción. La servotecnología también es más precisa y altamente repetible.

Por consiguiente, esta fábrica tiene dos opciones para avanzar: actualizar las líneas de prensas con las que ya cuenta u optar por líneas de prensas nuevas. A partir de los datos anteriores, la fábrica puede equilibrar más fácilmente el gasto de capital disponible con las inversiones, los beneficios y los ahorros potenciales.

Por último, pero no menos importante, la servotecnología facilita el cumplimiento de los requisitos de la Industria 4.0. Se pueden utilizar la digitalización y la recopilación de los datos del proceso, combinados con la analítica operativa, para estar siempre un paso adelante de la competencia.

La tecnología ESERVO, junto con el software de productividad WTRACK de Waltec, puede mejorar los procesos basados en datos y llevar la «eco-nomía» de Waltec al siguiente nivel.

Un cliente de Waltec, quien recientemente actualizó la configuración de su prensa con cilindros de prensado ESERVO, así como otros componentes, expresó lo siguiente con respecto a su experiencia: «Debemos admitir que, a día de hoy, estamos superando con creces nuestros objetivos relacionados con el ahorro de costes y energía, la velocidad y la eficiencia.

«La puesta en marcha de esta nueva tecnología con el equipo de Waltec fue muy rápida, sin complicaciones y fiable.

«Nuestros tiempos de producción han mejorado, y nuestro proceso de formación se ha vuelto más seguro y sostenible.

«Como consecuencia, el equipo está llevando a cabo un proceso más estable y predecible, recogiendo al mismo tiempo datos para nuevas mejoras del proceso». �

Director de ventas globales, Waltec Maschinen, Wilhelmsthal, (Steinberg), Alemania https://www.waltec.de/