PPS 1 – Ferramenta a ser testada com o revestimento autoadaptavivo. Redução dos ciclos de manutenção, no que diz respeito a limpeza.
Para a indústria de moldes, a superfície dos materiais adquire uma importância crucial, em particular no tratamento das superfícies moldantes. São essas superfícies que irão ditar o aspeto exterior da peça injetada, são elas que vão ditar a facilidade com que a peça pode ser desmoldada e são elas que irão ditar, em última análise, a durabilidade do molde.
A Empresa Leica - Aparelhos Óticos de Precisão, indicou a produção em Famalicão nos anos setenta. Passados alguns anos passou a ser responsável pelo Tratamento de Superfícies das peças mecânicas, como por exemplo da pintura cataforética, da anodização e da cromagem.
Por esse motivo, a PMM sempre demonstrou um particular interesse pelos tratamentos de superfícies, tendo sido pioneira na introdução do polimento electroquímico (ECP) no tratamento de superfícies complexas, onde outros tipos de tratamentos superficiais não são viáveis.
O processo de cromagem é de extrema importância para a Leica, podendo ser dado especial enfase na cromagem a negro. Pois as câmaras Leica negras são emblemáticas no setor da fotografia. O processo de cromagem a negro tem um impacto ambiental relevante, devido ao crómio hexavalente. A procura de soluções alternativas a este processo, levou a Leica a procurar novos parceiros com conhecimento na área da Engenharia de Superfícies. A Leica procura atualmente soluções que permitam a eliminação do crómio hexavalente dos seus processos, dando especial enfase a soluções na área eletroquímica.
A participação da PMM no On-Surf visa a partilha de experiências com os parceiros científicos e empresariais, com vista à melhoria da qualidade dos tratamentos. Em particular, a PMM pretende explorar as potencialidades oferecidas pelas técnicas de deposição de filmes superficiais e a possibilidade de utilização de superfícies sensoriais nas zonas moldantes das ferramentas.
PRIREV Há mais de 15 anos que a Prirev trabalha na área da deposição de filmes finos pelo método de deposição física em fase de vapor (PVD – Physical Vapour Deposition). Recorrendo a duas tecnologias, pulverização catódica reativa assistida por magnetrão (sputtering) e arco catódico, disponibiliza ao mercado revestimentos numa gama de cores alargada que combinam o aspeto decorativo com a função de proteção. A multifuncionalidade está assim presente em todos os filmes desenvolvidos pela empresa e a inovação faz parte do quotidiano. Neste contexto, a participação da Prirev no On-Surf tem como objetivo contribuir com o seu know-how na área das soluções de filmes superficiais baseadas na deposição em vácuo, partilhando a sua experiência com os diversos parceiros e participar ativamente no desenvolvimento de filmes multifuncionais inovadores com alto valor acrescentado para o cliente final.
A personalização do produto é uma das grandes tendências nos diferentes setores de mercado, não em pequena escala como no passado, mas a uma escala elevada e equiparável à produção em série, de onde aliás surge o termo massificação da personalização. Esta tendência aliada à miniaturização dos produtos leva a desafios de elevada complexidade nas ferramentas de injeção de plástico obrigando a um maior nível de inovação. A Edilásio, como fabricante de moldes para peças de reduzida dimensão, teve necessidade de responder a estes novos desafios e criar novos produtos adicionados ao seu portfólio de produtos para a área da reduzida dimensão. Neste contexto surge o projeto I4M – Inovação no Micromolde e Micromanipulação, o qual pretendeu contribuir com o desenvolvimento de ferramentas para injeção de plástico capazes de dar resposta aos novos desafios tecnológicos. O projeto I4M está alinhado com o trabalho desenvolvido anteriormente no bem-sucedido projeto microHANDLING, pretendeu-se dotar o molde-ferramenta com as seguintes funcionalidades: i) a incorporação de funções de montagem de componentes (em molde multi-componente), ii) um sistema automático de corte de jito no molde, e a iii) identificação personalizada do produto final, em que todas estas operações ocorrem em ambiente de célula industrial. Esta incorpora novos sistemas de visão artificial, permitindo realizar todas as operações de controlo de qualidade e correções de posicionamento de peças durante a manipulação. A interface contemplou um manipulador versátil que foi desenvolvido para operar em combinação com o restante sistema, e para ser adaptativo, ou seja, para responder a novas geometrias de peças. Para atingir os objetivos pretendidos foi criado um consórcio entre a Edilásio, líder do projeto, e duas entidades do sistema científico e tecnológico nacional, o CENTIMFE e o Instituto Pedro Nunes, que através da conjugação de domínios em diferentes áreas de conhecimento desenvolveram um novo conceito de ferramenta, novos sistemas de manipulação e uma célula de fabrico inovadora para testes, que integra os diferentes desenvolvimentos do projeto. Os resultados do projeto foram demonstrados através de um caso de estudo desenvolvido para apresentar as novas competências e tecnologias, e responder aos objetivos a que o consórcio se propôs atingir neste projeto. Numa fase inicial do projeto foram especificadas e criadas as geometrias de teste, especificamente quatro componentes diferentes, dos quais três são peças injetadas e um quarto que corresponde a uma etiqueta de identificação (RFID – Radio Frequency Identification). Os componentes e respetivas dimensões são: Cilindro: 4.56x4.00x4.32 mm; Grelha: 4.56x4.00x2.80 mm; Cubo exterior: 5.00x5.00x5.00 mm; Etiqueta RFID: 2.00x1.25x0.55 mm.
F1 – a) grelha; b) cilindro; c) cilindro, grelha e tag RFID (em roxo) montadas; d) peça final (sobremoldação da peça anterior); e) Peça final.
A Figura 1 mostra o conjunto de todos os componentes, onde se destacam os furos de secção quadrada com 100 µm de aresta e a peça final injetada. As peças Cilindro e Grelha foram injetadas em poliacetal (vulgo POM) preto, enquanto a sobremoldação foi realizada em polipropileno (vulgo PP) transparente. O caso de estudo foi desenvolvido e materializado numa célula de fabrico que inclui as valências de injeção, de manipulação, de verificação e controlo, de personalização e armazenamento do produto desenvolvido. A célula de fabrico foi divida em três áreas principais de ação, nomeadamente: a injeção, manipulação e uma terceira área de armazenamento.
A área de injeção contém uma máquina BabyPLAST de 10 Ton, que se encontra ligada ao controlador principal de manipulação. A área de manipulação envolve um robô EPSON C4 de 6 graus de liberdade, um sistema de visão artificial (Epson) incorporado e uma cabeça para montagem rápida de ferramentas de manipulação e, por fim uma área de armazenamento, a qual contém um sistema linear cartesiano de 4 eixos (Robo Cylinder IAI), um sistema de visão artificial, um sistema de alimentação e escrita de etiquetas RFID automático, e uma área de paletização para o armazenamento de peças.
A Figura 2 em a) mostra, em planta, o conceito da célula de fabrico, com os equipamentos principais e as suas localizações, e em b) apresenta uma vista de cima da célula final. A estratégia delineada para a injeção destes componentes consistiu no desenvolvimento de dois moldes de injeção. O primeiro, para a injeção dos componentes cilindro e grelha, e para a inserção da etiqueta RFID (personalizando a peça) e a montagem de todos os componentes numa nova peça. O segundo molde tem como função juntar todos os componentes anteriores, selando-os e dando a forma final de um cubo transparente de 5 mm de aresta, terminando com o corte automático do jito de moldação. A Error: Reference source not found 3 em a) mostra o molde de montagem, enquanto em b) mostra o molde de selagem. Os sistemas de atuação de cada molde são acionados pelo controlador principal do sistema manipulador.
O sistema de manipulação consiste num braço robótico de 6 graus de liberdade, onde estão acoplados uma câmara de visão artificial e um sistema de acoplamento automático de ferramentas de manipulação. A Figura 4 mostra em a) O controlador do braço permite fazer a gestão toda de informação e de comandos entre o sistema de injeção e o sistema de armazenamento; em b) mostra a ferramenta manipuladora de paletes; e em c) mostra a ferramenta manipuladora de peças, ambos dispositivos versáteis e adaptativos a diferentes tipos e geometrias de peças. O armazenamento é constituído por um sistema linear de 4 eixos, um sistema de visão com 3 câmaras e uma seleção de lentes e iluminações adequadas às diferentes peças a inspecionar, e um sistema de leitura e escrita de tags RFID, ver Figura 5. Estes sistemas permitem fazer a interface com o sistema de manipulação em dois sentidos; quando as peças são trazidas da máquina de injeção para o tabuleiro de armazenamento, e no sentido inverso quando se pretende levar as peças montadas e as etiquetas RFID. Nesta área é feito o controlo de qualidade das peças e a correção do posicionamento e orientação das peças. O funcionamento da célula ocorre em duas fases. A primeira consiste na injeção com o molde de montagem, o qual injeta duas peças (cilindro e grelha); o molde abre e é colocada uma etiqueta RFID previamente inspecionada e posicionada pelo sistema de armazenamento e transportada pelo braço robótico; o molde é atuado – deslocamento lateral, colocando as peças injetadas frente a frente. Ao fechar o molde as duas peças são montadas. Quando este abre novamente, o braço robótico transporta a nova peça (cilindro + grelha) para o sistema de armazenamento, onde é realizado o controlo de qualidade, se escreve a identificação na etiqueta RFID, e armazena o produto intermédio numa palete até que se inicie a segunda fase. Segue-se a fase de sobremoldagem das peças anteriormente injetadas e a criação do cubo final, e o
F5 – a) Sistema linear. b) Correção automática do posicionamento das peças através do sistema de visão artificial.
transporte para o sistema de armazenamento, no qual é feita nova controlo de qualidade, agora com a parametrização do cubo e é atualizada a informação da etiqueta RFID nas peças que cumpram os requisitos, finalizando a cadeia do produto. O projeto I4M – Inovação no Micromolde e Micromanipulação permitiu validar o conceito de solução integrada inteligente de micromolde, manipulador personalizado e respetivo sistema de controlo. A solução desenvolvida pode ser implementada nas linhas de produção dos clientes para o fabrico e montagem de microcomponentes complexos e personalizáveis, com total rastreio de fabrico (ex. parâmetros de injeção) e com outra informação complementar. Esta solução preconiza o aumento da eficiência dos sistemas de produção, a diminuição dos defeitos nas micropeças, a redução dos desperdícios e de custos em matéria-prima, bem como reduz o impacto ambiental e os custos dos processos, reforçando a posição do fornecedor junto do cliente.
I4M – Inovação no Micromolde e Micromaquinação, Projeto n.º17703 SI I&DT, Aviso n.º 33/SI/2015 projetos em co-promoção