ES2960870T3 - Procedimiento y sistema para moldeo manual de polímeros - Google Patents
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Abstract
Para la producción de una pieza moldeada se utiliza un método de fundición manual de polímeros, en particular de poliuretanos. La producción de la pieza moldeada comprende las etapas de proporcionar un molde con una cavidad para colada manual, preparar un polímero líquido según una receta, colar manualmente el polímero líquido en la cavidad del molde y solidificar el polímero líquido en el molde. dando como resultado la pieza moldeada. Un sistema comprende el molde y al menos un sensor, donde el sensor detecta un parámetro antes y/o durante la producción de la pieza moldeada. El sensor proporciona datos de parámetros al sistema, en donde el sistema utiliza los datos de parámetros del parámetro para calcular la receta. La receta se calcula antes y/o durante la producción de la pieza moldeada, comprendiendo la receta al menos un valor nominal calculado de un parámetro de producción. El sistema comprende un dispositivo electrónico y una pantalla, en donde el dispositivo electrónico controla la pantalla. La pantalla muestra durante la producción de la pieza moldeada al menos una parte de al menos un paso de producción de la receta calculada según los datos de los parámetros. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento y sistema para moldeo manual de polímeros
La invención se refiere a un procedimiento de moldeo manual de polímeros, en particular de moldeo manual de poliuretanos, en el que se produce una pieza moldeada, en el que la producción de la pieza moldeada comprende las etapas de preparación de un polímero líquido de acuerdo con una receta, moldeo manual del polímero líquido en un molde con una cavidad, y solidificación del polímero líquido en el molde dando como resultado la pieza moldeada.
Este procedimiento se conoce, por ejemplo, por el documento DE 69902522 T2, que se refiere a un procedimiento para fabricar elastómeros transparentes de poliuretano/urea. Un usuario calienta un prepolímero y lo desgasifica al vacío. Se añade un extensor de cadena utilizando una balanza para obtener la proporción de mezcla deseada y se agita la mezcla resultante. Finalmente, el usuario vierte la mezcla en un molde para su endurecimiento. Las aplicaciones típicas de estas piezas moldeadas son diversos tipos de rodillos o placas protectoras para superficies expuestas. Un ejemplo de superficies expuestas son ciertos aparatos de la industria minera que deben soportar la caída de trozos de piedra. Por supuesto, el procedimiento de moldeo manual sólo es razonable en el caso de series pequeñas.
Sin embargo, se ha comprobado que las propiedades de las piezas moldeadas varían de tal manera que algunas de ellas no cumplen determinados criterios de calidad. Esto podría deberse a una densidad de reticulación insuficiente, lo que daría lugar a propiedades mecánicas más pobres, como una menor resistencia al desgaste abrasivo. Este defecto puede provocar que las piezas moldeadas sólo puedan utilizarse durante días o semanas en lugar de años. Otro problema típico es la formación de burbujas, que fácilmente torna una pieza moldeada inutilizable.
Los procedimientos de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y los sistemas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10 son conocidos por los documentos WO 2007/122019 A1 y PHILIPS H: "The science of vacuum-casting high-voltage ignition coils", ELECTRICAL INSULATION CONFERENCE AND ELECTRICAL MANUFACTURING & COIL WINDING, CONFERENCE PROCEEDINGS CINCINNATI, 26 October 1999, pages 281-287, DOI: 10.1109/EEIC.1999.826222, ISBN: 978-0-7803-5757-0.
Es por lo tanto un objetivo de la invención proporcionar un procedimiento para el moldeo manual de polímeros, en particular de poliuretanos, que aumente la consistencia de al menos una propiedad material de las piezas moldeadas con el fin de asegurar una calidad constante y alta de las piezas moldeadas. Es en particular un objetivo de la invención proporcionar piezas moldeadas con un alto rendimiento mecánico, preferentemente con una alta y constante resistencia al desgaste abrasivo y/o piezas moldeadas con pocas o incluso sin burbujas.
Para lograr este objetivo, la invención enseña un procedimiento para la moldeo manual de polímeros como se define en la reivindicación 1.
La invención se basa en el hallazgo de que incluso pequeños cambios de parámetros, en particular de humedad y/o temperatura, así como de ciertas proporciones de mezcla o parámetros de materias primas, pueden tener un impacto significativo en la calidad de las piezas moldeadas. Para evitar piezas moldeadas de baja calidad, estos pequeños cambios de parámetros requieren un cálculo/recálculo de la receta que dificulta mucho la producción de piezas moldeadas y, por tanto, aumenta el trabajo durante el procedimiento de producción. Proporcionando un sensor para detectar un parámetro, adaptando la receta de acuerdo con los datos del parámetro detectado y mostrando la receta adaptada en la pantalla durante la producción de la pieza moldeada, el usuario que vierte manualmente el polímero líquido en la cavidad del molde puede concentrarse en el trabajo físico mientras que el dispositivo/sistema electrónico se encarga de al menos una parte del trabajo de cálculo. De este modo, el usuario puede recalcular/adaptar la receta de forma que aumente la calidad de las piezas moldeadas. En consecuencia, el procedimiento ofrece la posibilidad de reaccionar eficazmente ante determinadas condiciones de producción y de eliminar los errores de producción. De este modo se consigue el objetivo mencionado.
El término "receta" designa preferentemente un conjunto de datos de formulación, en particular la composición/cantidad de materias primas que deben utilizarse, y/o al menos un parámetro de producción. es preferente que la receta comprenda al menos una instrucción de tratamiento relativa a la materia prima/materiales y/o componentes y/o subcomponentes y/o el polímero líquido. Una instrucción de tratamiento es, por ejemplo, una instrucción de que el usuario tiene ahora que desgasificar el polímero líquido y qué parámetros de producción de esta instrucción de tratamiento tienen que ser considerados.
La expresión "preparar un polímero líquido" se refiere preferentemente a toda la preparación, incluidas las subetapas de seleccionar un molde y/o identificar las materias primas y/o pesar y/o mezclar y/o agitar y/o desgasificar. Es ventajoso que la producción de la pieza moldeada comprenda una sección de producción en caja y una sección de producción sin caja. La sección de producción de cajas comprende preferentemente las etapas/subetapas de seleccionar un molde y/o identificar las materias primas. La sección de producción sin envasar puede comprender las etapas/subetapas de pesaje y/o mezcla y/o agitación y/o desgasificación y/o moldeado y/o curado.
El término "moldeo manual" significa preferentemente que el usuario utiliza una olla/recipiente/receptáculo/contenedor y controla el vertido del polímero líquido en el molde con la mano. es preferente que el usuario sostenga la olla/recipiente/receptáculo/contenedor con la mano mientras vierte el polímero líquido en el molde. El usuario controla preferentemente el vertido del polímero líquido sin un aparato dosificador accionado. De acuerdo con una realización preferente, el sistema comprende una pluralidad de sensores, en la que es ventajoso que la pluralidad de sensores comprenda el al menos un sensor. La pluralidad de sensores comprende ventajosamente un sensor ambiental para detectar parámetros ambientales como la temperatura ambiente y/o la humedad y/o la presión atmosférica y/o un dispositivo de medición del tiempo para medir el tiempo necesario para una etapa/subetapa de producción y/o un sensor de identificación para identificar una determinada materia prima y/o un sensor de peso para pesar una determinada materia prima y/o un sensor de agitación para detectar un parámetro durante la agitación y/o un sensor de vacío para detectar la presión dentro de un aparato de desgasificación y/o un analizador de gases para analizar los gases residuales durante el moldeo. Es preferente que el al menos un sensor y/o algunos o todos de la pluralidad de sensores estén acoplados a un dispositivo de medición del tiempo.
La expresión "parámetro de producción" designa preferentemente un parámetro que puede controlarse en laboratorio para conseguir un impacto en la pieza moldeada. La palabra "laboratorio" designa preferentemente todo tipo de laboratorios o instalaciones de producción en los que se realice o pueda realizarse un moldeo manual. Algunos ejemplos de parámetros de producción son la potencia/energía de agitación y/o la presión de desgasificación y/o la temperatura de curado. Es muy preferente que el parámetro de producción sea un intervalo de tiempo de una etapa/subetapa de producción. Es muy ventajoso que el al menos un punto de ajuste del parámetro de producción se muestre en la pantalla.
Por "dispositivo electrónico" se entiende preferentemente un teléfono inteligente, un ordenador personal, un servidor, un ordenador tipo tableta, unas gafas inteligentes o un ordenador portátil. Esta expresión también comprende ciertas combinaciones de dichos dispositivos, como un servidor y un ordenador personal o un servidor y un teléfono inteligente. El término "pantalla" se refiere en particular a la pantalla de un dispositivo electrónico móvil y especialmente a una pantalla táctil. El dispositivo electrónico es ventajosamente un dispositivo electrónico móvil, en el que es preferente que la pantalla forme parte del dispositivo electrónico. El término "pantalla" también puede referirse a un monitor de ordenador que puede ser, por ejemplo, una pantalla de cristal líquido.
La expresión "calcular" significa especialmente que la receta se calcula mediante una fórmula/algoritmo o una búsqueda en una tabla o una combinación de ambos. El sistema comprende preferentemente un servidor, en el que además preferentemente el dispositivo electrónico está conectado con el servidor. En particular, el servidor dispone de una unidad de procesamiento y/o una base de datos.
preferentemente, el dispositivo electrónico está conectado a Internet y solicita datos meteorológicos en línea. En particular, la invención contempla que el dispositivo electrónico incluya un receptor del sistema de posicionamiento global (GPS). Es preferente que el dispositivo electrónico determine su posición a través del receptor GPS y, a continuación, solicite datos meteorológicos en línea para un área de la posición determinada.
De acuerdo con una realización muy preferente, un primer componente se mezcla con un segundo componente dando lugar al polímero líquido. Es aconsejable que el primer y/o el segundo componente se pesen. Es conveniente que entonces la mezcla del primer y segundo componente tenga lugar de acuerdo con una proporción de mezcla. Es posible añadir un tercer componente a un primer y/o un segundo componente. El tercer componente puede ser un aditivo, por ejemplo un catalizador, un pigmento, un plastificante o un material ignífugo. Es preferente que el primer componente comprenda un prepolímero. Ventajosamente, el primer componente/prepolímero comprende un primer subcomponente y un segundo subcomponente. De acuerdo con una realización ventajosa, el segundo subcomponente se vierte en el primer subcomponente o viceversa, en la que preferentemente el pesaje tiene lugar de forma continua hasta que se consigue una mezcla con una determinada proporción de mezcla. Es preferente que después la mezcla se agite. El primer subcomponente es preferentemente un diisocianato orgánico, preferentemente un diisocianato aromático, alifático, heterocíclico o cicloalifático o una mezcla de sus mezclas. Algunos ejemplos son el diisocianato de 1,6-hexametileno o el diisocianato de isoforona. En el documento WO 2017/186862 A1 se destacan otros ejemplos. De acuerdo con una realización ventajosa, el segundo subcomponente comprende un poliol y en particular un poliéter diol un policaprolactano diol o sus mezclas. También es posible utilizar un poliéter poliol, un poliéster poliol o policaprolactona poliol con una funcionalidad > 2, así como sus mezclas. Son ejemplos de diol de poliéster el poliadipato de etanodiol, el poliadipato de 1,4-butanodiol o las policaprolactonas. En el documento WO 2017/186862 A1 se mencionan otros ejemplos. Está dentro del alcance de la invención que el segundo componente comprenda un extensor de cadena y en particular dioles y/o diaminas o sus mezclas con un peso molecular entre 60 y 3000 g/mol. El segundo componente comprende ventajosamente dioles alifáticos con 2 a 14 átomos de carbono, por ejemplo 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, o 1,6-hexanediol. En el documento WO 2017/186862 A1 se mencionan otros ejemplos. Es preferente que el primer componente se vierta en el segundo componente o viceversa, en el que el pesaje tiene lugar preferentemente de forma continua hasta que se consigue una mezcla con una determinada proporción de mezcla. Es preferente que la mezcla se agite después de alcanzar la proporción de mezcla.
Es muy ventajoso que la pieza moldeada/polímero líquido comprenda poliuretano y/o poliurea y/o sus respectivas materias primas. Preferentemente, la pieza moldeada comprende un elastómero de poliuretano y/o un elastómero de poliurea. La producción de poliuretano es más crítica que la de muchos otros materiales como, por ejemplo, las resinas epoxi. En particular, la proporción de mezcla del primer y segundo subcomponente es crítica, ya que una desviación de unos pocos puntos porcentuales de un valor ideal puede causar diferencias drásticas en determinadas propiedades del material, como la resistencia al desgaste abrasivo. Es preferente que el polímero/poliuretano tenga un esfuerzo de tracción en el límite elástico de acuerdo con DIN 53504 de al menos 10 MPa, preferentemente de al menos 20 MPa y muy preferentemente de al menos 30 MPa. El polímero tiene preferentemente una densidad de al menos 500, más preferentemente de al menos 950 y muy preferentemente de al menos 1100 kg/m3. Está dentro del alcance de la invención que el polímero tenga una densidad de como máximo 1800, preferentemente de como máximo 1500 y muy preferentemente de como máximo 1300 kg/m3.
Es muy ventajoso que el sistema calcule una previsión de al menos una propiedad del material de la pieza moldeada utilizando los datos de los parámetros, en los que la previsión se muestra preferentemente en la pantalla. Es preferente que la previsión se muestre en la pantalla durante la producción de la pieza moldeada, preferentemente antes de la moldeo y, en particular, preferentemente durante la misma etapa/subetapa de producción en la que el sistema recibió los datos de los parámetros. El sistema utiliza ventajosamente la identificación de las materias primas y/o los datos ambientales y/o una desviación de un punto de consigna de un parámetro de producción para pronosticar, preferentemente durante la producción / antes de la moldeo / dentro de la misma etapa/subetapa de producción en la que el sistema recibió los datos del parámetro en el que se basa el pronóstico, una determinada propiedad del material. La propiedad del material es, por ejemplo, la tensión de fluencia y/o el alargamiento de rotura y/o la resiliencia de rebote y/o la densidad. Es muy preferente que el sistema calcule en caso de desviación de un parámetro de producción una previsión de al menos una propiedad material de la pieza moldeada y/o la desviación de al menos una previsión de una propiedad material de la pieza moldeada. De acuerdo con una realización ventajosa, la desviación de al menos una previsión de la propiedad del material se muestra durante la producción, preferentemente antes de la moldeo y muy preferentemente durante la misma etapa/subetapa de producción en la que el sistema recibió los datos de los parámetros en los que se basa la previsión. En consecuencia, el usuario está en condiciones de decidir durante la producción si la desviación de los parámetros es crítica y si debe detenerse la producción de la pieza moldeada.
Es muy preferente que el procedimiento comprenda una etapa de desgasificación del polímero líquido y/o del primer componente y/o del segundo componente. El sistema dispone ventajosamente de un aparato de desgasificación. El aparato de desgasificación comprende preferentemente un recipiente hermético y ventajosamente una bomba de vacío. La desgasificación puede realizarse antes del moldeo. De acuerdo con una primera realización, la desgasificación tiene lugar antes de la última fase de mezcla. De acuerdo con una segunda realización, la desgasificación tiene lugar después de la última fase de mezcla. Es preferente aplicar vacío y/o calor al polímero líquido. De acuerdo con una realización muy preferente, el aparato de desgasificación comprende un sensor de desgasificación, en el que el sensor de desgasificación es preferentemente un sensor de presión.
Ventajosamente, puede confirmarse manualmente al sistema/dispositivo electrónico que se ha completado la etapa/subetapa de producción, con lo que cambia al menos una parte del contenido de la pantalla. Es muy preferente que la pantalla pueda ser controlada manualmente por el usuario de forma que el contenido de la pantalla corresponda al progreso de la producción de la pieza moldeada. El usuario puede, por ejemplo, controlar la pantalla tocando el dispositivo electrónico y/o mediante control por voz y/o utilizando un teclado de ordenador y/o otro dispositivo electrónico que esté conectado de forma inalámbrica al dispositivo electrónico, en particular mediante Bluetooth. Es posible que el usuario pueda confirmar que ha leído el contenido de la pantalla, con lo que el contenido de la pantalla cambia, con lo que preferentemente la pantalla muestra la siguiente etapa/subetapa de producción.
de acuerdo con una realización muy preferente, los datos del parámetro del al menos un sensor proporcionan un valor real del parámetro, en el que el sistema genera una señal en caso de desviación del valor real del parámetro con respecto al valor de consigna del parámetro. El término "señal" significa ventajosamente que se emite una señal de alerta para el usuario. La señal de alerta puede ser, por ejemplo, una señal acústica y/o visual, pero también una señal interna que no llega al usuario y que sólo podría activar otros cálculos del sistema. En lo sucesivo, el caso de una desviación del valor real del parámetro con respecto al valor de consigna del parámetro o con respecto a un intervalo de tolerancia en torno al valor de consigna del parámetro se denomina "desviación del parámetro". De acuerdo con una realización muy preferente de la invención, el sistema prevé en caso de desviación de un parámetro las desviaciones de las propiedades del material de la pieza moldeada. El sistema prevé ventajosamente las desviaciones de las propiedades del material durante la producción de la pieza moldeada, siendo muy preferente que las desviaciones de las propiedades del material se muestren en la pantalla.
Está en particular dentro del alcance de la invención que el sistema guarde los datos de parámetros, en el que se genera un informe que comprende datos concentrados de los datos de parámetros guardados. El informe incluye, en particular, datos relativos a la materia o materias primas utilizadas y/o datos ambientales y/o vida útil y/o peso de los componentes/subcomponentes utilizados y/o potencia de agitación y/o tiempo de agitación y/o volumen agitado y/o tiempo de desgasificación y/o presión de desgasificación y/o temperatura de desgasificación y/o tiempo de curado y/o temperatura de curado. Es muy preferente que el informe comprenda al menos un punto de consigna de un parámetro. Ventajosamente, el informe comprende una desviación de los parámetros. Es muy preferente que el informe incluya una previsión de una propiedad material y, en particular, una previsión de una propiedad material desviada.
Es aconsejable que el sistema/el servidor/la base de datos/el dispositivo electrónico comprenda un conjunto de datos asignados al molde. El sistema comprende preferentemente una pluralidad de moldes diferentes y una pluralidad de conjuntos de datos acordes diferentes. Ventajosamente, el sistema comprende un conjunto de datos para cada molde de la pluralidad de moldes diferentes. Está dentro del alcance de la invención que el/cada conjunto de datos comprenda un identificador. El identificador puede ser una foto y/o un nombre y/o un número de la pieza moldeada/del molde. De acuerdo con una realización muy preferente, el/cada conjunto de datos comprende un valor de volumen de la cavidad del molde. Es muy preferente que el usuario pueda elegir un conjunto de datos al principio de la producción de la pieza moldeada, por ejemplo desplazándose por un menú o insertando el identificador. Ventajosamente, el/cada conjunto de datos comprende al menos una recomendación relativa a las materias primas apropiadas para la pieza moldeada. De acuerdo con una realización preferente, el sistema calcula un punto de ajuste de una cantidad de materia prima/materiales después de que el molde y la materia prima/materiales hayan sido seleccionados por el usuario. El valor nominal de la cantidad de materia prima/materiales se indica preferentemente en un valor/valores ponderales. En el caso de al menos dos materias primas (primer y segundo componente/subcomponente), el sistema calcula preferentemente el valor de consigna de cantidad/peso del segundo componente/subcomponente en función de una determinada proporción de mezcla. Es preferente que el término "componente" o "subcomponente" signifique una cantidad definida de materia prima.
En una realización muy ventajosa, el al menos un sensor es un sensor de identificación de materias primas. El sistema comprende preferentemente un sensor de identificación de las materias primas. Ventajosamente, el al menos un sensor es un sensor de identificación de materias primas. El sensor de identificación puede ser manual o automático. El sensor de identificación manual puede ser una aplicación del dispositivo electrónico en la que el usuario puede o tiene que seleccionar la materia prima/materiales utilizados o puede o tiene que insertar un identificador, por ejemplo un número o un nombre de la materia prima/materiales. El sensor de identificación automática puede ser un barredor óptico como un código de barras o un barredor óptico de códigos de respuesta rápida (QR). Es preferente que un paquete de la materia prima esté equipado con un código como un código de barras o un código QR y que el barredor óptico lea el código. Es muy preferente que el dispositivo electrónico sea un dispositivo electrónico móvil que incluya el barredor óptico. En otra realización, el barredor óptico es una cámara conectada a una aplicación de reconocimiento óptico de caracteres (OCR). También es posible que el barredor óptico utilice un protocolo de radio, por ejemplo un protocolo de comunicación de campo cercano (NFC) o un protocolo de identificación por radiofrecuencia (RFID). En una realización muy preferente, el código/número permite la identificación de un fabricante/clase de producto/producto/número de lote. Es muy aconsejable que el sistema utilice la(s) materia(s) prima(s) identificada(s) para calcular/recalcular un valor de consigna de vida útil y/o una proporción de mezcla y/o un parámetro de agitación y/o un parámetro de desgasificación y/o un parámetro de curado.
Está en particular dentro del alcance de la invención que el al menos un sensor sea un sensor de peso que proporcione datos de peso. Preferentemente, el sistema comprende un sensor de peso que proporciona datos sobre el peso. El sensor de peso es ventajosamente una balanza. Ventajosamente, el sistema utiliza los datos de peso para el cálculo/recálculo de una etapa/subetapa de producción posterior. Es preferente que los datos de peso o un valor de consigna de cantidad/peso del primer componente/subcomponente se utilicen en combinación con un valor de consigna de una proporción de mezcla para calcular/recalcular un valor de consigna de una cantidad -preferentemente expresada como valor de consigna de un peso- del segundo componente/subcomponente. De acuerdo con una realización muy preferente, el sistema calcula una desviación de un punto de consigna de cantidad/peso restando por un valor real del punto de consigna. es preferente en particular que la desviación de la consigna de cantidad se utilice para un pronóstico de desviación de las propiedades del material, en el que la desviación de las propiedades del material se muestra ventajosamente en la pantalla y se muestra en particular durante la producción de la pieza moldeada. Es muy aconsejable que el sistema utilice los datos de peso del primer/segundo componente/subcomponente para calcular/recalcular el tiempo de vida útil y/o el punto de inicio del tiempo de vida útil y/o un procedimiento de agitación y/o un tiempo de agitación y/o una potencia de agitación y/o un tiempo de curado y/o una temperatura de curado.
Es muy ventajoso que el sistema comprenda un agitador y, preferentemente, un sensor de agitación. El sensor de agitación puede ser, por ejemplo, un vatímetro conectado al agitador, pero también puede formar parte de un agitador digital que proporcione datos preparados como el volumen agitado por segundo. Es preferente que el sensor de agitación detecte el arranque del sensor y, por tanto, el punto de inicio del tiempo de agitación. Además, es aconsejable que el sistema calcule un punto de consigna del final del tiempo de agitación sumando el punto inicial del tiempo de agitación y el punto de consigna calculado del tiempo de agitación. El sensor de agitación es preferentemente capaz de detectar un valor real del tiempo de finalización de la etapa de agitación. El sistema calcula ventajosamente una desviación entre la consigna del final del tiempo de agitación y el valor real del final del tiempo de agitación. Es aconsejable que el sistema emita una señal de alerta visual y/o acústica, preferentemente a través del dispositivo electrónico, de que se ha alcanzado la consigna de tiempo de finalización de la etapa de agitación. De acuerdo con una realización muy preferente, el sistema detecta una desviación entre el valor de consigna del tiempo de finalización de la etapa de agitación y el valor real del tiempo de finalización de la etapa de agitación y, además, preferentemente, muestra debido a esta desviación del parámetro una previsión de desviación de las propiedades del material de la pieza moldeada en la pantalla. Puede ser, por ejemplo, una advertencia referente a posibles burbujas dentro de la pieza moldeada.
Está en particular dentro del alcance de la invención que el al menos un sensor sea un sensor ambiental que proporcione datos ambientales. Preferentemente, el sistema comprende un sensor ambiental que proporciona datos ambientales. El sensor ambiental detecta ventajosamente la temperatura ambiente y/o la presión atmosférica y/o -preferentemente- la humedad. Los datos ambientales se utilizan ventajosamente para calcular/recalcular el punto de rocío y/o la temperatura de bulbo húmedo para estimar el porcentaje de agua dentro del polímero líquido para estimar el porcentaje de isocianato que reacciona con el agua y no con el poliol. El sistema utiliza preferentemente los datos ambientales para estimar la densidad de reticulación del polímero y para predecir las propiedades del material resultantes de la densidad de reticulación. Es muy preferente que la previsión de las propiedades del material se muestre al menos en parte en la pantalla durante la producción/el etapa/subetapa de producción. En particular, los datos ambientales y/o las materias primas identificadas y/o los datos de peso y/o los datos de agitación se utilizan para calcular/recalcular un valor de consigna de tiempo de desgasificación y/o un valor de consigna de presión de desgasificación y/o un valor de consigna de tiempo de curado y/o un valor de consigna de temperatura de curado.
De acuerdo con una realización ventajosa, el al menos un sensor es un sensor de desgasificación para detectar la desgasificación del polímero líquido. En una realización, la pluralidad de sensores comprende un sensor de desgasificación para detectar la desgasificación del polímero líquido. El sensor de desgasificación es preferentemente un sensor de vacío/sensor de presión. es preferente que el sistema comprenda un aparato de desgasificación. El aparato de desgasificación puede tener, en particular, un recipiente hermético en el que se puede colocar una olla y, preferentemente, puede tener una bomba de vacío para generar un vacío dentro del recipiente hermético. El aparato de desgasificación comprende ventajosamente el sensor de desgasificación. Es aconsejable que un sensor de desgasificación esté acoplado a un/el dispositivo de medición del tiempo para detectar el tiempo de desgasificación. El dispositivo de medición del tiempo puede ser, por ejemplo, el dispositivo electrónico y, en particular, el dispositivo electrónico móvil. En una realización muy preferente, el sensor de desgasificación detecta una caída de presión dentro del recipiente hermético, en el que el sistema utiliza la caída de presión como punto de partida de la etapa de desgasificación. Es muy aconsejable que el sistema utilice el punto de inicio de la etapa de desgasificación junto con el tiempo de desgasificación calculado para calcular un punto de consigna del final de la etapa de desgasificación. En una realización aconsejable, el sensor de desgasificación detecta un aumento de la presión cuando se detiene la bomba de vacío y/o se abre el recipiente hermético. Se favorece en particular que el sistema utilice el aumento de presión como valor real del final de la etapa de desgasificación. El sistema compara preferentemente el valor de consigna del final de la etapa de desgasificación con el valor real del final de la etapa de desgasificación, preferentemente por sustracción, para obtener una desviación de parámetro referida al final de la etapa de desgasificación. Si la desviación referida al final de la etapa de desgasificación supera un determinado tiempo de tolerancia, es aconsejable que el sistema proporcione una señal de alerta al usuario y/o una previsión de desviación de una propiedad del material. En particular, es aconsejable que el valor real del final de la etapa de desgasificación se compare con el valor de consigna del final de la vida útil de la olla.
Es muy preferente que el al menos un sensor sea un sensor de temperatura en el molde para detectar el curado térmico de la pieza moldeada. Es posible que la pluralidad de sensores comprenda un sensor de temperatura en el molde para detectar el curado térmico de la pieza moldeada. Es preferente que el sensor de temperatura esté acoplado a un dispositivo de medición del tiempo para detectar el tiempo de curado. Es ventajoso que el molde se caliente, en el que la temperatura dentro de la cavidad del molde -antes de que el polímero líquido se vierta en la cavidad- sea de al menos 40/50/60 °C. Es aconsejable que la temperatura en la cavidad -antes de verter el polímero líquido en la cavidad- sea inferior a 130/120/110 °C. El sensor de temperatura detecta preferentemente una caída de calor cuando el polímero líquido se vierte en la cavidad del molde. De acuerdo con una realización muy ventajosa, el sistema utiliza el descenso de temperatura como punto de partida para la etapa de curado. Es muy preferente que el sistema calcule un punto de consigna de un final de la etapa de curado sumando el punto de inicio de la etapa de curado y el tiempo de curado calculado. preferentemente, el sistema emite una señal de alerta al usuario cuando se alcanza el punto de ajuste del final del tiempo de curado. de acuerdo con una realización preferente, el sensor de temperatura detecta un descenso de la temperatura cuando se abre el molde y se extrae la pieza moldeada. El sistema utiliza preferentemente esta caída de temperatura para determinar un valor real de un final de la etapa de curado. En particular, es aconsejable que el sistema compare la consigna del final del tiempo de curado con el valor real del final del tiempo de curado. Es aconsejable que el sistema emita una señal de alerta si el tiempo de curado es inferior a un determinado tiempo de tolerancia y, preferentemente, proporcione en la pantalla las propiedades previstas del material que se desvían.
de acuerdo con una realización muy ventajosa, el punto de consigna calculado de un parámetro de producción es un intervalo de tiempo y/o una proporción de mezcla. es preferente que el intervalo de tiempo sea el tiempo de vida útil y/o el tiempo de agitación y/o el tiempo de desgasificación y/o el tiempo de curado. Es muy aconsejable que el intervalo de tiempo se presente en forma de cuenta atrás. De acuerdo con una realización muy preferente, el intervalo de tiempo se activa mediante datos de parámetros del sensor que indican la hora de un punto de inicio del intervalo de tiempo correspondiente. Preferentemente, el punto de inicio del lapso de tiempo y el propio lapso de tiempo se utilizan para calcular la hora del final del lapso de tiempo.
Con el fin de lograr el objetivo antes mencionado, la invención enseña un sistema para el moldeado manual de polímeros para la producción de piezas moldeadas como se define en la reivindicación 10.
Es preferente que el sistema comprenda una olla construida para ser utilizada manualmente/a mano por un usuario. Ventajosamente, la olla está fabricada para moldear polímero líquido en el molde. El recipiente comprende preferentemente una boquilla para verter polímero líquido en el molde.
La invención se explica mediante una figura que muestra una realización preferente. La única figura ilustra un diagrama de bloques del sistema de moldeo manual de polímeros de acuerdo con la invención.
El sistema consta de un dispositivo electrónico 7 que puede ser un teléfono inteligente, un ordenador tipo tableta o unas gafas inteligentes. El dispositivo electrónico 7 incluye una pantalla táctil 8, un sensor de identificación 12 en forma de barredor óptico QR y una aplicación. Una función importante de la aplicación de acuerdo con esta realización es que el dispositivo electrónico está conectado de forma bidireccional con un servidor 11. El servidor 11 de acuerdo con esta realización está alejado del dispositivo electrónico 7 y puede incluir una base de datos y una unidad de procesamiento.
El dispositivo electrónico 7 de esta realización está destinado a un usuario que trabaja, por ejemplo, en un laboratorio. El laboratorio está equipado con un sensor ambiental 13 que proporciona datos ambientales y, por tanto, preferentemente un valor de humedad, un valor de temperatura y un valor de presión. Es preferente que el sensor ambiental 13 esté conectado de forma inalámbrica con el dispositivo electrónico 7, en el que la aplicación recoge los datos ambientales del sensor ambiental 13.
Está en particular dentro del alcance de la invención que el dispositivo electrónico 7 esté conectado con otros sensores 3, 4, 5, 6 dentro del laboratorio. El laboratorio comprende preferentemente un sensor de peso 3 en forma de balanza que proporciona datos sobre el peso. Un sensor de agitación 4 está conectado con un agitador 9 y proporciona datos de agitación al dispositivo electrónico 7. El sensor de agitación 4 de acuerdo con esta realización puede ser un vatímetro en una toma de CA en la que esté enchufado un enchufe de alimentación de CA del agitador 9. Por lo tanto, el sensor de agitación 4 puede proporcionar datos de potencia de agitación relacionados con un tiempo de agitación. Un aparato de desgasificación 10 comprende un recipiente hermético en el que puede colocarse una olla. El aparato de desgasificación 10 está equipado preferentemente con una bomba de vacío, así como con un sensor de desgasificación 5 que detecta la presión dentro del recipiente. Por último, se monta un sensor de temperatura 6 en un molde 2, preferentemente para detectar la temperatura dentro de una cavidad del molde 2. El molde 2 de esta realización consta básicamente de dos partes principales que pueden bloquearse y liberarse entre sí para verter un polímero líquido en el molde 2 y extraer una pieza moldeada del mismo. Todos estos sensores 3, 4, 5, 6, 12, 13 proporcionan datos de parámetros al dispositivo electrónico 7 y, por tanto, al servidor 11. De este modo, el servidor 11 sabe qué sensores 3, 4, 5, 6, 12, 13 existen en el laboratorio.
Para producir una determinada pieza moldeada 1, por ejemplo un rodillo, el usuario abre la aplicación y selecciona dentro de un menú el tipo de rodillo que quiere producir. Los diferentes tipos de productos y, en particular, los diferentes tipos de rodillos se almacenan en la base de datos del servidor 11 como un conjunto de datos que se asigna al molde 2 de la pieza moldeada 1 que el usuario desea producir. Este conjunto de datos comprende preferentemente un identificador que incluye una foto de la pieza moldeada y/o un nombre/número que define esta pieza moldeada. Ventajosamente, este conjunto de datos también comprende un valor de volumen de la cavidad del molde. En esta realización, el conjunto de datos comprende además una recomendación relativa a las materias primas apropiadas para la pieza moldeada. En este caso, la aplicación recomienda utilizar un primer componente compuesto por un prepolímero y un segundo componente compuesto por un determinado extensor de cadena. El prepolímero puede producirse mezclando un primer y un segundo subcomponente, en el que el primer subcomponente puede ser un determinado diisocianato orgánico y el segundo subcomponente puede comprender un determinado poliol. De este modo, la pieza moldeada 1 se fabrica preferentemente con tres materias primas diferentes. La receta de esta realización comprende básicamente las etapas de mezclar y agitar el primer y segundo subcomponente para obtener el primer componente, de mezclar y agitar el primer y segundo componente para obtener un polímero líquido, de desgasificar el polímero líquido y de colar y curar el polímero líquido para obtener la pieza moldeada 1, hecha de un elastómero de poliuretano.
de acuerdo con esta realización, el usuario barre ópticamente ahora con el sensor de identificación 12 para la identificación de las materias primas un código QR de cada paquete de las tres materias primas. La aplicación recoge la información de los códigos QR -en particular, un identificador del fabricante, un identificador de los productos y un número de lote- y la envía al servidor 11. A continuación, el servidor 11 verifica preferentemente si estas materias primas son adecuadas para el producto seleccionado. Es muy preferente que el servidor 11 envíe entonces una confirmación de que estas materias primas son apropiadas. El servidor 11 calcula además la receta para la producción del producto seleccionado. En particular, el servidor 11 calcula ahora las proporciones de mezcla para el primer y el segundo subcomponente, así como para el primer y el segundo componente. Es preferente que el servidor 11 calcule además los valores de consigna de los parámetros de vida útil, tiempo de agitación y/o potencia de agitación, tiempo de desgasificación y/o presión de desgasificación y tiempo de curado y/o temperatura de curado.
De acuerdo con una primera parte de la receta mostrada en la pantalla 8, el usuario vierte el primer subcomponente que comprende el diisocianato orgánico en un bote que se coloca sobre el sensor de peso 3. Es preferente que el sensor de peso 3 envíe continuamente datos de peso al dispositivo electrónico 7, que a su vez los envía al servidor 11. A continuación, el servidor 11 calcula una cuenta atrás relativa al peso del primer subcomponente que aún debe verterse en la olla. Esta cuenta atrás del peso se visualiza ventajosamente en la pantalla 8. Es preferente que el dispositivo electrónico 7 emita una señal de alerta acústica y visual si se alcanza el peso calculado del primer subcomponente dentro de la olla.
A su vez, el usuario confirma dentro de la aplicación que ha dejado de verter el primer componente en la olla y que ahora empezará a verter el segundo subcomponente en la olla. A continuación, el usuario vierte en el recipiente el segundo subcomponente que comprende el poliol. El servidor 11 calcula el peso del segundo subcomponente que aún debe verterse en la olla y proporciona una cuenta atrás del peso en la pantalla 8. Esta cuenta atrás del peso depende, en particular, de un valor de consigna de una proporción de mezcla calculada que depende básicamente de las materias primas utilizadas.
Sin embargo, esta proporción de mezcla también podría depender de otros impactos. Por ejemplo, una humedad elevada puede variar la proporción de mezcla, ya que el isocianato/primer subcomponente también reacciona con el agua. Así, el porcentaje del primer subcomponente debería ser mayor si la humedad es alta. Además, la temperatura ambiente puede influir en el curado del polímero líquido. Si, por ejemplo, la temperatura ambiente es elevada, podría producirse un aumento de la viscosidad del polímero líquido. Esto, a su vez, puede causar una vida útil menor, ya que un líquido viscoso tiene más problemas para llenar la cavidad del molde 2 con precisión.
De acuerdo con esta realización, los datos de peso del segundo subcomponente que se vierte en la olla definen un punto de inicio de la vida útil de la olla, ya que la mezcla del primer y segundo subcomponente desencadena una reacción química entre el primer y el segundo subcomponente. El tiempo de vida útil de la olla depende básicamente de las materias primas utilizadas, así como de la temperatura ambiente. La vida útil puede calcularse mediante una fórmula empírica determinada o mediante la consulta de una tabla. La vida útil de la olla en este ejemplo es de tres minutos y su cuenta atrás se visualiza en la pantalla 8. El dispositivo electrónico 7 emite una señal de alerta acústica y visual al final de la cuenta atrás de la vida útil del recipiente. Durante este tiempo, el usuario tiene que cumplir las siguientes etapas/subetapas y, en particular, la agitación del primer y segundo subcomponente para obtener el primer componente, la mezcla y agitación del primer y segundo componente para obtener el polímero líquido y la desgasificación y curado del polímero líquido.
El usuario continúa la producción de la pieza moldeada 1 agitando el primer y segundo subcomponente con el agitador 9. En esta realización, el sensor de agitación 4 no sólo proporciona un valor real de la potencia de agitación en vatios, sino también un valor máximo de la potencia de agitación. De este modo, el servidor 11 es capaz de presumir el valor máximo de la potencia de agitación y, por tanto, puede visualizar en la pantalla 8 del dispositivo electrónico 7 una consigna de tiempo de agitación a este valor máximo de potencia de agitación. De este modo, el usuario sólo tiene que ajustar el agitador 9 al valor máximo de potencia y esperar a que se agote el tiempo de agitación correspondiente. En una segunda realización, el sensor de agitación 4 proporciona continuamente una potencia de agitación en vatios, en la que el servidor 11 calcula continuamente el tiempo de agitación restante hasta que se gasta la energía de agitación recomendada. De acuerdo con otra realización, el usuario lee una placa de características que incluye una potencia nominal del agitador 9 e inserta la potencia nominal en un cuadro de texto correspondiente de la aplicación que es el sensor de agitación 4 de esta realización. El servidor 11 calcula el tiempo de agitación en función de la potencia nominal, que se muestra en la pantalla 8. Es preferente que el usuario pueda iniciar manualmente una cuenta atrás en la pantalla 8 mientras pone en marcha simultáneamente el agitador 9.
Tras agitar el primer y el segundo subcomponente, el usuario obtiene el primer componente. A continuación, sigue pesando, mezclando y agitando el primer y el segundo componente -como se hizo con el primer y el segundo subcomponente- para obtener el polímero líquido.
Mientras continúa la cuenta atrás de la vida útil del recipiente, el usuario introduce el recipiente con el polímero líquido agitado en el aparato de desgasificación 10. El sensor de desgasificación 5 detecta una caída de la presión tras poner en marcha la bomba de vacío y proporciona datos de presión al dispositivo electrónico 7 que, a su vez, proporciona los datos de presión al servidor 11. El servidor 11 calcula el tiempo restante para la desgasificación, que se muestra nuevamente en la pantalla 8 en forma de cuenta atrás. Mientras que la caída de la presión se utiliza como punto de partida del tiempo de desgasificación, el intervalo de tiempo de desgasificación se calcula en función de las materias primas utilizadas, así como de los datos ambientales, preferentemente la humedad. es preferente que el dispositivo electrónico 7 emita una señal acústica y visual al usuario de que la desgasificación ha finalizado. A continuación, el usuario detiene la bomba de vacío y saca la olla con el polímero líquido desgasificado del recipiente del aparato de desgasificación 10.
En una última etapa, el usuario lleva la olla dentro de la cuenta atrás aún en marcha de la vida útil de la olla al molde 2, en el cual vierte el polímero líquido desgasificado en la cavidad del molde 2. En esta realización, el molde 2 se precalienta a una temperatura de 80 °C. Un sensor de temperatura 6 controla la temperatura dentro de la cavidad del molde 2 y, en particular, detecta que un polímero líquido más frío provoca un descenso de la temperatura dentro de la cavidad del molde 2. Esto activa una cuenta atrás que se muestra en la pantalla 8. Esta cuenta atrás se refiere al tiempo de curado durante el cual el polímero líquido se solidifica y se convierte en una pieza moldeada 1. El tiempo de curado de esta realización es de cuatro horas y se basa en un cálculo que incluye las materias primas utilizadas y los datos ambientales, preferentemente la temperatura ambiente.
Es ventajoso que el usuario pueda confirmar después de cada etapa/subetapa de la producción que ha terminado la etapa/subetapa correspondiente. La imagen de la pantalla cambia y muestra más detalles del siguiente etapa o subetapa. Por ejemplo, la pantalla muestra la cantidad total de peso del primer componente que debe verterse en la olla. También es posible que se den ciertas recomendaciones dentro de las etapas de la receta. Un ejemplo puede ser que se recomiende un intervalo de potencia de agitación.
Es preferente que el sistema recalcule la receta. Si, por ejemplo, el usuario comete un error y echa demasiada cantidad de un componente/subcomponente en la olla, el sistema recalcula la receta al instante y proporciona otro valor de consigna de la cantidad en peso del otro componente/subcomponente para mantener la misma proporción de mezcla.
También puede ocurrir que el usuario eche demasiado del segundo componente. Dado que la cuenta atrás de la vida útil de la ollalestá en marcha, puede ocurrir que el usuario no tenga tiempo suficiente para desembalar más materia prima del primer componente con el fin de mantener el punto de ajuste de la proporción de mezcla. Sin embargo, el sistema de esta realización muestra las consecuencias de la desviación del punto de ajuste de la proporción de mezcla en la pantalla. De este modo, el sistema prevé las propiedades del material de la pieza moldeada que resultará. Estas propiedades del material pueden ser, por ejemplo, la tensión a la fluencia, el alargamiento a la rotura o la resiliencia al rebote. De este modo, el usuario sabe lo que puede esperar de la pieza moldeada resultante y puede decidir si desea detener el procedimiento de producción o seguir adelante.
es preferente que los datos de los parámetros se almacenen en el servidor 11 y que éste genere un informe del procedimiento de producción de la pieza moldeada. Este informe comprende básicamente datos de parámetros preparados y concentrados que ofrecen toda la información clave para una determinada pieza moldeada. El informe incluye, por ejemplo, los valores de consigna de las relaciones de mezcla y las desviaciones de los parámetros correspondientes. El informe también puede incluir las previsiones mencionadas sobre las propiedades de los materiales. Además, puede comprender varios intervalos de tiempo de cuenta atrás calculados, así como los valores reales del tiempo necesario para cada etapa/subetapa de producción. Este informe proporciona mucha más transparencia para que el fabricante de las materias primas pueda ofrecer más garantías al usuario si éste completa toda la producción de acuerdo con la receta/puntos de referencia.
Claims (10)
1. Procedimiento para el moldeo manual de polímeros, en particular de poliuretanos, en el que se produce una pieza moldeada (1), en el que la producción de la pieza moldeada (1) comprende las siguientes etapas:
- proporcionar un molde con una cavidad para el moldeo manual,
- preparar un polímero líquido de acuerdo con una receta,
- moldeo manual del polímero líquido en la cavidad del molde (2),
- solidificación del polímero líquido en el molde (2) que da lugar a la pieza moldeada (1),
en el que un sistema comprende el molde (2) y al menos un sensor (3, 4, 5, 6, 12, 13), en el que el sensor (3, 4, 5, 6, 12, 13) detecta un parámetro antes y/o durante la producción de la pieza moldeada (1), en el que el sensor (3, 4, 5, 6, 12) proporciona datos del parámetro al sistema, en el que el sistema utiliza los datos del parámetro para calcular la receta, en el que la receta se calcula antes y/o durante la producción de la pieza moldeada (1), en el que la receta comprende al menos un punto de ajuste calculado de un parámetro de producción, en el que el sistema comprende un dispositivo electrónico (7) y una pantalla (8), en el que el dispositivo electrónico (7) controla la pantalla (8), en el que la pantalla (8) muestra durante la producción de la pieza moldeada (1) al menos una parte de al menos una etapa de producción de la receta calculada de acuerdo con los datos de los parámetros,
caracterizado porque
el al menos un sensor es preferentemente un sensor de identificación (12) para identificar las materias primas, un sensor de peso (3) que proporciona datos de peso, un sensor ambiental (13) que proporciona datos ambientales, un sensor de desgasificación (5) para detectar la desgasificación del polímero líquido y/o un sensor de temperatura (6) en el molde (2) para detectar el curado térmico de la pieza moldeada (1), en el que el sistema adapta la receta en función de los datos de los parámetros detectados y muestra la receta adaptada en la pantalla durante la producción de la pieza moldeada, de modo que un usuario pueda aplicar la receta adaptada para reaccionar en determinadas condiciones de producción y eliminar errores de producción.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un primer componente se mezcla con un segundo componente dando lugar al polímero líquido.
3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la pieza moldeada comprende poliuretano y/o poliurea y/o sus respectivas materias primas.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el sistema calcula una previsión de al menos una propiedad material de la pieza moldeada (1), en el que la previsión se muestra preferentemente en la pantalla (8).
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se puede confirmar manualmente al sistema/dispositivo electrónico (7) que se ha completado una etapa de producción o una parte de una etapa de producción, con lo cual cambia al menos una parte del contenido de la pantalla (8).
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los datos de parámetros del al menos un sensor proporcionan un valor real del parámetro, en el que el sistema genera una señal en caso de desviación del valor real del parámetro con respecto al valor de consigna del parámetro.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el sistema guarda los datos de parámetros, en el que se genera un informe que comprende datos concentrados de los datos de parámetros guardados.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el sistema / la base de datos (11) / el dispositivo electrónico (7) comprende un conjunto de datos asignados al molde (2).
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el punto de consigna calculado de un parámetro de producción es un intervalo de tiempo y/o una relación de mezcla.
10. Sistema para moldeo manual de polímeros para producción de piezas moldeadas (1), en particular de poliuretanos, en particular de acuerdo con el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el sistema comprende un molde (2) para producción de una pieza moldeada (1) y al menos un sensor (3, 4, 5, 6, 12, 13), en el que el sensor (3, 4, 5, 6, 12, 13) es capaz de proporcionar datos de parámetros,
caracterizado porque
el al menos un sensor es preferentemente un sensor de identificación (12) para identificar las materias primas, un sensor de peso (3) que proporciona datos de peso, un sensor ambiental (13) que proporciona datos ambientales, un sensor de desgasificación (5) para detectar la desgasificación del polímero líquido y/o un sensor de temperatura (6) en el molde (2) para detectar el curado térmico de la pieza moldeada (1), en el que el sistema comprende una receta calculada para la producción de la pieza moldeada (1), un dispositivo electrónico (7) y una pantalla (8), en el que el sistema está construido para utilizar los datos de los parámetros con el fin de calcular al menos un punto de ajuste de un parámetro de producción de la receta antes o durante la producción, en el que el dispositivo electrónico (7) está conectado con la pantalla (8) para controlar la pantalla (8), en el que el sistema está construido para mostrar en la pantalla (8) durante la producción de la pieza moldeada (1) al menos una parte de al menos un paso de producción de la receta calculada, en el que el sistema está configurado para adaptar la receta de acuerdo con los datos de parámetros detectados y para mostrar la receta adaptada en la pantalla (8) durante la producción de la pieza moldeada (1) de tal manera que un usuario puede implementar la receta adaptada con el fin de reaccionar en determinadas condiciones de producción y eliminar los errores de producción.
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