Altcam está a un paso de la “fábrica inteligente” de inyección de plásticos

Este 2017 inició en México con un halo de incertidumbre para algunos sectores industriales. Sin embargo, son varias las empresas que mantienen intactas sus expectativas de crecimiento e inversión. Tal es el caso de Altcam, una empresa global dedicada a inyección de plásticos de alta precisión, que surte a los más grandes Tier 1 de la industria automotriz.

Gracias a unos proyectos puntuales, espera un crecimiento sostenido, hasta 2022, de 18 % al año en su planta de Querétaro, y se prepara para recibir durante este primer semestre una orden de cinco máquinas inyectoras, de Wittmann Battenfeld, equipadas con las tecnologías de comunicación de Industria 4.0, con las que dará el gran paso de entrar en la era de la “fábrica inteligente”.

La compañía, una empresa familiar dirigida por padre e hijo, fue creada en 1986 en Valls, en España, muy cerca de Barcelona. Hacia 2006, se expandió con la apertura de dos plantas, una Eslovaquia y la otra en Querétaro, México. Las tres plantas comparten los mismos estándares tecnológicos y se especializan en la inyección de componentes con altos requerimientos técnicos.

En la planta de Querétaro, que tiene cuatro mil metros cuadrados y donde laboran 79 empleados, el énfasis y expertise está en la producción de piezas de seguridad y reglamentación, como son los componentes para cinturones de seguridad, partes de motor, carcasas de airbags o sistemas de elevavidrios, y para los cuales se emplea inyección de termoplásticos mediante máquinas verticales y horizontales para el sobremoldeado de insertos metálicos.

Los procesos y productos que Altcam maneja, principalmente para las industrias automotriz y electrónica, tienen altas exigencias de calidad y control, que deben ser específicas y constantes para cada una de las piezas producidas. Este monitoreo abarca todas las fases de producción: desde el manejo de las materias primas, pasando por toda la fase de desarrollo del producto y finalizando con la trazabilidad y el embalaje de las piezas.

Gerard Gatell, vicepresidente ejecutivo de Altcam Group y gerente general de la operación en México, nos habló sobre los retos tecnológicos que le exige la producción de complejos componentes, y de los nuevos planes de la empresa en su planta de Querétaro.

El paso hacia la fábrica inteligente

La cuarta revolución industrial, más conocida ahora como "Industria 4.0", es la tendencia del momento. El internet de las cosas y sus servicios han entrado en el ambiente manufacturero, con el objetivo final de llegar a lo que se denomina como “la fábrica inteligente”.

Básicamente, las tecnologías detrás del concepto de Industria 4.0 no son completamente nuevas. De hecho, en el ambiente del moldeo por inyección, varias máquinas ya están equipadas con sensores que generan información para optimizar los procesos, así como interfaces de red para la interconexión. Sin embargo, bajo la premisa de Industria 4.0 la clave está en el intercambio de información entre las máquinas, que permite alcanzar un proceso más estable y preciso.

Gracias a un par de proyectos ganados de piezas técnicas de altísima especificación, Altcam se prepara para implementar en su planta de México lo más avanzado a escala mundial en tecnología de fabricación, de la mano de la tendencia mundial de Industria 4.0, que lleva los sistemas de comunicación y el control de todos los aspectos del proceso al siguiente nivel.

Así, con la próxima llegada de 5 máquinas inyectoras, de Wittmann Battenfeld, que traerán incorporada esta tecnología, una de las principales ventajas será vincular al mismo controlador de cada inyectora una amplia gama de robots y auxiliares. Todos bajo un mismo mando.

Junto con otros fabricantes de equipos y tecnologías para la industria del plástico, Wittmann Battenfeld se ha posicionado como líder en promover la integración de celdas de producción y lograr que las máquinas de inyección se comuniquen con una serie de productos auxiliares, e incluso con computadoras centrales, lo que se denomina como "Industria 4.0.".

“Para estas soluciones, una ventaja de Wittmann Battenfeld es que como producen desde la máquina hasta todos los equipos periféricos, se puede alcanzar una interconexión total de todos elementos. Si uno de los elementos presenta alguna falla, al estar todo ligado se genera una alarma y se cierra aún más el cerco a las piezas malas”, asegura Gerard Gatell.

Desde su posición privilegiada como fabricante de máquinas de inyección y de un completo portafolio de productos auxiliares, Wittmann Battenfeld ha avanzado con el lanzamiento de su programa de conectividad llamado "Wittmann 4.0". Este es un protocolo de comunicación estandarizado entre todas las máquinas de Wittmann, robots, y periféricos en un controlador central.

De esta manera, las rutinas de los robots, los ajustes de los controladores de temperatura, las dosificaciones de los mezcladores e inclusive los ajustes de flujo de agua ahora se almacenan como parte de la celda de trabajo/molde en el controlador de la máquina. Cada vez que un molde se cambia, los ajustes para toda la celda se descargan automáticamente a todos los periféricos, lo que reduce las posibilidades de error y ahorra tiempo. El corazón de esta solución es el controlador central, equipado con la tecnología CANbus, que ha migrado desde la industria automotriz hacia el procesamiento de plásticos. 

De las cinco máquinas que llegarán a Altcam con la tecnología Wittmann 4.0, dos se destinarán a la producción de carcasas de motor con sobremoldeo de eje.

“Es una pieza técnicamente compleja y por eso necesita tanto control”, comenta Gatell. Por su parte, las otras tres máquinas serán utilizadas en la fabricación de una nueva gama de carcasas, que son la caja madre de todos los sensores que hay en el coche. “Es un nuevo producto para el que ganamos dos proyectos globales y para los cuales el crecimiento será muy fuerte. Se trata de una pieza de 30 x 25 centímetros con zonas de paredes muy gruesas, pero con casi 80 insertos, donde va toda toda la red de sensores del coche”, comenta Gatell.

“La industria 4.0 no es un tema de conversación para nosotros sino una realidad que ya estamos llevando a nuestros clientes”, asegura Miguel Ángel Tamayo, gerente de ventas en tecnologías de inyección de Wittmann Battenfeld, provedor y aliado tecnológico de Altcam.

La clave está en la automatización

De acuerdo con el director general de Altcam en México, todos los sistemas de la planta están automatizados: procesamiento, verificación de calidad, identificación de piezas, control, almacenamiento e inclusive el programa de mantenimiento predictivo de la planta.

Así, las 18 inyectoras que componen su capacidad instalada en la actualidad y que oscilan entre las 50 y las 700 toneladas de fuerza de cierre, están totalmente automatizadas. Ya sea para apilado, selección de componentes o separación de manos izquierdas y manos derechas, todas las máquinas tienen un robot.

“Con piezas de seguridad nos estamos jugando la vida de las personas. Entonces hacemos un tipo de inyección donde los controles, la forma de inyectar, el proceso, las alarmas para determinar el proceso y todo lo que es la trazabilidad del producto tiene que ser muy compleja. No se permiten rebabas, quemados y ningún defecto, por lo que nuestra producción es altamente automatizada”, asegura Gerard Gatell.

“A veces se tiene la creencia errada de que la automatización desplaza lugares de trabajo, pero sucede todo lo contrario porque justamente permite hacer más eficientes los procesos para que una empresa sea competitiva y pueda mantenerse. Por ejemplo, para hacer los procesos que se realizan en esta planta, sin automatización, se necesitaría todo un ejército, lo cual no sería viable, y con el alto riesgo de que no sea tan preciso. Un robot permite repetibilidad y eficiencia”, asegura Miguel Ángel Tamayo, de Wittmann Battenfeld.

De acuerdo con Héctor Martín Chávez Sosa, del área de ventas de robots y periféricos de Wittmann Battenfeld, una de las cualidades de Altcam es que la empresa le apuesta a invertir en el cuidado de su producto, mediante la continua inversión en nuevas tecnologías para mejorar sus procesos y ser cada vez más competitivos. “Ellos han confiado en nosotros como sus proveedores y nosotros hemos crecido también a la par de Altcam”, comenta.

Procesos complejos, soluciones a la medida

Así como las piezas producidas por Altcam son de gran complejidad, también lo es la configuración de sus celdas de manufactura, que son únicas, y se ajustan al proceso de producción de cada componente. Todas las configuraciones son diseñadas internamente por un equipo dedicado a planear los automatismos de cada proceso de producción.  “Hacemos los moldes y piezas de alta tecnología que nadie quiere hacer. Esos son los proyectos que Altcam persigue”, asegura Gatell.

Por ejemplo, una de las piezas más retadoras que actualmente fabrican en la planta de Querétaro y que a su vez conlleva una de las configuraciones de línea más elaboradas es una pieza para airbag que es entregada al cliente lo más finalizada posible. Para ello, inyectan el componente principal y los subcomponentes, para luego proseguir con el ensamble donde se realizan las operaciones de soldadura por ultrasonido, remachado, inserción de componentes y diversos tests.

Una vez que se ha hecho todo el montaje, este pasa a una extensión de verificación, donde las cámaras de visión inspeccionan cada pieza al cien por ciento. Las piezas malas son descartadas y las piezas buenas reciben un 2D matrix que contiene toda la información de cada pieza y permite su trazabilidad con solo escanearla.

El componente principal es fabricado en PP con un refuerzo de 35% de fibra de vidrio, pesa unos 170 gramos y es inyectado en un molde de cuatro cavidades, en 42 segundos de ciclo. Gran parte de su complejidad de fabricación reside en que es una pieza grande con paredes y costillas, pero cuyo centro debe ser totalmente liso, sin remanentes de plástico que pudieran ocasionar la ruptura de la bolsa del airbag a destiempo. 

“Utilizamos un molde con diferentes aceros para mejorar el flujo del plástico y tres temperaturas de refrigeración diferentes”, resalta Gatell. Este tipo de moldes usan sistema de canal caliente de MoldMasters y cuentan con sensores de presión y sensores de temperatura con el sistema Priamus.

La inyectora empleada en esta celda es de 500 toneladas. Una Macro Power, de la nueva generación de máquinas de gran tamaño de Wittmann Battenfeld, equipada con todos los equipos periféricos, como controladores de temperatura, robots y sistemas de manejo de materias primas y un paquete de calidad ampliado.

“Montado tiene un robot W832, con un brazo reforzado para dar pie a la automatización y la precisión que se necesita en este tipo de piezas. Adicional, la máquina tiene la opción servo power para disminuir el consumo de energía, que es muy importante y que los clientes ven como un beneficio a largo plazo”, comentó Miguel Ángel Tamayo, de Wittmann Battenfeld.

“En esta pieza, lo que necesitamos aparte de repetibilidad en las máquinas es asegurar que la dosificación sea exactamente la misma en cada pieza, que la presión de inyección y que el proceso de llenado y el colchón de masa siempre sean iguales o con muy poca variación. El paquete de calidad ampliado nos permite tolerancias muy precisas y controlar 24 parámetros a la perfección. Así, cuando la máquina detecta que alguno de esos parámetros no es correcto separa las piezas de una vez, y desde un momento anticipado del proceso tenemos la posibilidad de descartar las piezas malas y evitar que se mezclen con las buenas”, asegura Gatell.

Otra especialidad de Altcam en México es la estampación de microinsertos para ensamblado en los componentes plásticos. “Tenemos unas mini prensas de estampación en las celdas automáticas de la máquina, donde hacemos el corte, el doblado y el posicionamiento automático en nuestra línea de ensamble para insertarlo en el sobremoldeado con una máquina vertical o en otros casos en máquina horizontal”, comenta Gatell.

Para fabricar una carcasa de motor con inducido para el quemacocos, deben incorporar 12 insertos metálicos sobre un panel giratorio. Para esta aplicación, utilizan una inyectora vertical que les permite trabajar con molde y medio, lo que significa que mientras el molde está inyectando, los operarios están trabajando en el otro medio molde. Esto permite obtener un ciclo corto muy estable.

“Es una celda cerrada donde hacemos todo el troquelado, corte y doblado del inserto. Hacemos los test eléctricos y el doblado de los insertos en la máquina. Verificamos la pieza al ciento por ciento, desde continuidad hasta que la abertura de los pines siempre sea la misma”, comenta Gatell.

Por su parte, Tamayo asegura que la tecnología empleada para esta celda incluye una máquina vertical de 200 toneladas, cuya unidad de inyección es vertical, y con un plato giratorio a 180 grados centígrados.

“El movimiento del plato giratorio se realiza a través de un servo motor, el cual nos ayuda a tener menor tiempo de giro, con una reducción de aproximadamente un segundo y medio con respecto a un motor hidráulico. Esta celda aún no tiene la tecnología de Industria 4.0, sino que trabaja con base en interfaces. Sin embargo, permite visualizar todos los componentes”, comenta.

La apuesta por la tecnología inicia en el molde

Altcam ha cultivado por años el manejo de tecnologías de punta en su planta de Querétaro, donde produce piezas con moldes de varias cavidades que hacen parte de complejas celdas de producción. Para manejar más de 120 proyectos al año, la empresa tiene en México su propio taller de moldes para realizar cualquier tipo de prototipo, reparación, corrección y modificación internamente.

“Tenemos en el corporativo un departamento de ingeniería, exclusivo para el diseño de moldes, con gran expertise y know how en diseño de moldes de varias cavidades. Sin embargo, en 2017 hemos creado un departamento de ingeniería para nuevos proyectos en la planta de México, que está compuesto por 4 personas y que aumentará a 10 para finales de este año, con el objetivo de dar servicio de ingeniería desde México.  Como muchos de los centros de nuestros clientes se están moviendo para México, es importante darles el soporte que requieren desde el país”.

“Nuestra estrategia de venir a México no fue por la mano de obra barata sino para traer la misma tecnología que estábamos utilizando en Europa para surtir al mercado mexicano del mismo producto de alto requerimiento tecnológico. México tiene una situación estratégica al estar en el centro del continente. Con la ayuda de tecnología y de un personal local muy capacitado, que cada vez tiene mayor formación de base, el país es una potencia excelente en manufactura”, asegura Gatell.