Camino de la fábrica digital: marcaje flexible de piezas moldeadas por inyección con láser

En la era de la digitalización industrial y la economía circular para aumentar la sostenibilidad, este enfoque común es un anacronismo. El marcado totalmente digital y sin contacto de piezas moldeadas por inyección mediante láser ofrece aquí un enorme potencial, que se explicará a continuación.

Las llamadas a revisión de los fabricantes de automóviles no son infrecuentes hoy en día y los costes y daños de imagen asociados son enormes. Con una producción de varios miles de vehículos al día, está claro que las marcas de tiempo con resolución mensual no son una opción. Más bien, es deseable poder ver la producción al segundo para poder localizar con precisión los daños en caso de problema. Otros datos, como el lote de material, la máquina de producción y el operario, son igual de relevantes y también pueden vincularse a la información del cliente.

Sin embargo, no tiene por qué ser un desastre para reconocer las ventajas de las soluciones digitales flexibles. Si nos fijamos en la industria del envasado y sus procesos de reciclaje, nos damos cuenta de que muchos envases tienen varias capas y están compuestos de diversos materiales. Los envases son cada vez más complejos, y también en este caso -para aplicaciones alimentarias o farmacéuticas, por ejemplo- el contenido informativo y, por tanto, la trazabilidad del envase pueden mejorarse considerablemente.

Si la identificación del producto se combina con el control de calidad previo, el etiquetado puede ir acompañado de la identificación de piezas buenas o malas, evitando así automáticamente el uso de piezas mal clasificadas. Un paso que puede vincularse a la verificación del código aplicado.

Siguiendo con el ejemplo de la automoción: Aquí no es infrecuente aplicar posteriormente información adicional sobre el producto mediante el etiquetado adhesivo. Un proceso que requiere pasos de trabajo y logística adicionales y tiene el inconveniente de que estas etiquetas pueden dañarse o perderse, es decir, no son necesariamente permanentes. Este no es el caso del marcado por láser, que incorpora el contenido de la información en el cuerpo moldeado y, por tanto, es tan permanente como el material del que está hecha la pieza moldeada por inyección. Además, el marcado láser representa un obstáculo mucho mayor contra la falsificación de productos.

Dado que el marcado por láser implica un paso adicional del proceso en comparación con el uso de piezas estándar, se plantea la cuestión de la integración y la rentabilidad. Existen varios enfoques conceptuales.

Una opción elegante es utilizar también el marcador láser para separar el bebedero, marcando y separando así los componentes en una sola operación. Para ello se utilizan_{fuentes láser de CO2} con una radiación de 10,6 µm en la gama de infrarrojos (IR), ya que para el corte de separación hay que vaporizar el material. El borde cortado puede producirse en muy alta calidad para la mayoría de los materiales y no hay necesidad de postprocesado. A continuación, el marcado suele ser un grabado, con la excepción de unos pocos materiales.

Salvo excepciones, como el PVC, se produce un cambio de color, como también se sabe por el marcado con láser de fibra en la gama de infrarrojos cercanos (NIR).

Los láseres de fibra se utilizan con éxito para el marcado de productos tanto en la fundición a presión de aluminio como en el moldeo por inyección de plásticos. Mientras que la interacción del material con los metales va desde el marcado por recocido (cambio de color del metal debido al calentamiento) hasta el grabado, el resultado deseado en el sector de los plásticos es el cambio de color. Muchos plásticos, como los productos rellenos o sin rellenar de las familias PA o PP, reaccionan automáticamente a la radiación láser en el NIR. Sin embargo, el efecto puede mejorarse añadiendo aditivos y, por ejemplo, producir un etiquetado blanco puro sobre PA66 negro. Para que la etiqueta sea legible a máquina, es necesario un alto índice de contraste. El uso de aditivos ha llegado a un punto en el que también es posible el marcado en otros colores, así como la libre elección de colores para las piezas moldeadas.

Si el proceso de marcado se definía anteriormente como un paso adicional del proceso, se pueden conseguir ahorros considerables en toda la cadena del proceso, si el marcado por láser sustituye de forma permanente las etiquetas y las piezas estándar. En el proceso de producción controlado digitalmente, desaparecen las fuentes de error como las flechas de fecha mal colocadas y todo el esfuerzo para las piezas estándar en la propia fabricación de moldes. La información del marcado por cambio de color puede mostrarse como texto sin formato y con los símbolos habituales, pero también como código de matriz de datos. En cada caso concreto, es importante considerar cuánta información y qué tipo, tamaño y tiempo de ciclo del marcado es el adecuado. Esta decisión puede revertirse y adaptarse a las nuevas condiciones en cualquier momento. La máxima flexibilidad en la producción con una mayor transparencia en el ciclo de vida del producto cumplen los requisitos de los clientes y de la legislación de una manera igualmente eficiente y consciente de los costes.

El hecho de que la tecnología láser industrial, una tecnología que ya lleva 60 años disponible, evolucione constantemente y abra nuevas puertas puede apreciarse en el aumento anual de las cifras de ventas. Además del desbarbado por láser de piezas moldeadas por inyección, las aplicaciones descritas son otro campo de aplicación útil para introducir más sostenibilidad en la industria de transformación de plásticos y, al mismo tiempo, aumentar la competitividad de los distintos proveedores.