Reduzca los costos de fabricación con el proceso avanzado de dispensación de espuma

Los desafíos de los lineales curvos y personalizados

Adaptarse a las nuevas y rompedoras tendencias en la fabricación y sellado de ventanas requiere un proceso cada vez menos intensivo en mano de obra. La moda que está ahora en boga es el uso de ventanas con formas de menor diámetro (semicírculos, círculos completos, óvalos e incluso signos omega). Si bien son atractivos, pueden ser difíciles de producir.

Una parte clave del proceso de fabricación de ventanas es el doblado lineal, tubos de plástico extruidos huecos que sirven como marco interior de una ventana terminada. Los lineales mantienen el vidrio en su lugar para que el marco exterior se pueda asegurar al marco lineal interior.

El proceso tradicional y laborioso requería calentar los lineales huecos en un horno durante una cierta cantidad de minutos. El operario saca las piezas del horno e inserta una cuña de goma flexible precalentada que coincide con la apertura del carril para la cavidad lineal específica. Las piezas lineales pueden tener múltiples pistas huecas y se inserta una serpiente en cada una. Estas serpientes de goma en realidad están hechas de un material maquinado con precisión que puede costar hasta 12,000€ por juego. Su vida útil no suele ser muy larga, ya que continuamente están pasando por un proceso de calentamiento y enfriamiento que los debilita.

Luego, los lineales se colocan sobre una mesa de metal calentada donde los operadores usan clavijas insertadas en la mesa como soporte mientras doblan lentamente el lineal en la forma deseada. El sistema manual da como resultado espacios en el sello y el plástico lineal puede torcerse si no se dobla correctamente. Esta torcedura arruina el producto y crea desperdicios, porque el lineal no sellará adecuadamente el vidrio. También resulta en pérdida de tiempo, esfuerzo y costos de calefacción. El proceso intensivo en mano de obra no solo es costoso, también es bastante lento.

Un fabricante estadounidense busca una mejor solución para producir lineales personalizados

Un importante fabricante de ventanas estaba utilizando este método manual que consumía mucho tiempo para doblar elementos lineales para ventanas personalizadas. Buscaban una forma de mejorar el proceso porque el ciclo de producción excesivamente lento no podía satisfacer la necesidad de la empresa de aumentar la producción para satisfacer la demanda del mercado.

Este fabricante contactó a un distribuidor local para encontrar una forma diferente de rellenar los lineales, y el distribuidor presentó el desafío a Graco, que desarrolla sistemas modulares y configurables para el procesamiento de poliuretano.

Graco comenzó examinando el material que formaba el relleno de espuma. El fabricante de ventanas había estado trabajando en estrecha colaboración con un fabricante de espuma de poliuretano que recomendó una fórmula que se mezclaría bien, se procesaría fácilmente a un costo razonable y ofrecería la densidad adecuada para brindar soporte al doblarse sin agregar peso significativo. La fórmula del material fue diseñada específicamente para reaccionar y curar en un cierto período de tiempo, subiendo y llenando los lineales de abajo hacia arriba, pasando de líquido a sólido.

Graco trabajó con el fabricante de la espuma para refinar aún más el medio adecuado para este proceso, incluida la colaboración para obtener productos químicos con densidad, mezclabilidad y procesabilidad satisfactorias.

El éxito requirió pruebas rigurosas de materiales

El equipo de Advanced Fluid Solutions (AFS) de Graco realizó investigaciones y pruebas en las instalaciones de laboratorio de Graco en Ohio. Ajustaron los aditivos en el poliol base, cambiando la proporción para alcanzar la densidad deseada para la espuma terminada. También probaron una variedad de pistolas para determinar la mejor para el proceso. El equipo de AFS continuó trabajando con el fabricante de la espuma para ajustar el material varias veces más hasta que finalmente llegaron a una formulación exitosa.

Basado en la nueva formulación, Graco configuró el sistema. Recomendaron el uso de un sistema hidráulico de relación fija (HFR), en el que dos materiales se mezclan bajo un impacto de alta presión, lo que los obliga a convertirse en un solo líquido. Después de que el líquido se inyecta con una pistola especializada, comienza a reaccionar en cuestión de 8 a 10 segundos, primero se hace crema, luego se gelifica y finalmente se convierte en espuma sólida.

El equipo seleccionado incluye el sistema de medición Graco HFR™ (calentado), equipado con una pistola de purga de aire Fusion® y un adaptador de boquilla de vertido, que proporciona la mezcla y dispensación por impacto de alta presión. Se bombean dos líquidos separados y se mezclan en el momento de la inyección en la pistola patentada y se inyectan en las cavidades lineales. La fórmula de densidad de la espuma permite que el lineal se llene completamente, lo que le brinda un excelente soporte durante el plegado sin agregar peso significativo.

Capacidades mejoradas y tiempo de producción reducido

Graco llevó el sistema a varias instalaciones de fabricación de ventanas para realizar pruebas de producción, donde se utilizó para inyectar la espuma en líneas lineales para doblarlas en pruebas de producción simuladas. El resultado mostró que los fabricantes podían doblar los lineales en curvas de radio más pequeñas y concisas. Los lineales rellenos de espuma no tienen vacíos ni huecos en las cavidades, lo que les proporciona un excelente soporte interno del lineal durante el plegado.

Además, mientras que el fabricante de ventanas original comenzó el proyecto buscando una mejor manera de doblar las líneas lineales, obtuvieron una solución que reduce el tiempo de producción en un 50 por ciento y proporciona una reducción de desechos muy significativa.

El proceso ha sido adoptado ahora por varios otros fabricantes de ventanas en todo el mundo.