ES2962858T3 - Molde, máquina y procedimiento para la fabricación de artículos tridimensionales y planta de fabricación asociada a la misma - Google Patents

Molde, máquina y procedimiento para la fabricación de artículos tridimensionales y planta de fabricación asociada a la misma Download PDF

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Abstract

Molde (1) para la fabricación de artículos tridimensionales, que comprende un cuerpo (2); una tapa (4) configurada para cerrar dicho cuerpo (2); y medios de cierre y apertura propios (5) configurados para mantener unidos el cuerpo (2) y la tapa (4) durante el movimiento del mismo. Máquina (M1) para la fabricación de artículos tridimensionales, que comprende un módulo de recepción (M2) configurado para recibir el molde (1); un módulo de acondicionamiento (M3) configurado para recibir el molde (1) procedente del módulo de recepción (M2) y actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para separar la tapa (4) del cuerpo (2); y un módulo de manipulación (M4) configurado para recibir el cuerpo (2) procedente del módulo de acondicionamiento (M3) y permitir la colocación de los componentes del artículo a fabricar. Procedimiento para la fabricación de artículos tridimensionales y planta de fabricación asociada a dicha máquina (M1).

Description

DESCRIPCIÓN
Molde, máquina y procedimiento para la fabricación de artículos tridimensionales y planta de fabricación asociada a la misma
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un molde para la fabricación de artículos tridimensionales, en especial de pared flexible, tales como calzado, bolsos, prendas de vestir, etc., y en general todo tipo de artículos que estén limitados por una pared externa flexible compuesta a base de piezas laminares, de naturaleza flexible, que se unen entre sí por sus bordes enfrentados. Así como, para la fabricación de artículos de pared flexible dotados de un forro interno, o que comprenden una pared o núcleo de naturaleza semirrígida como, por ejemplo, muebles de asiento, salpicaderos de vehículos, etc.
La presente invención se refiere también a un procedimiento para la fabricación de artículos tridimensionales en general, así como a una planta de fabricación asociada a dicha máquina.
La presente invención permite la implementación, tanto en producciones a gran escala como en partidas reducidas, de las nuevas tecnologías 3D Bonding, 3D Printing, entre otras de la Industria 4,0, a objeto de fabricar de manera flexible e inteligente, con costes reducidos y cerca del consumidor.
Antecedentes de la invención
Tradicionalmente, los artículos del tipo indicado se han venido fabricando mediante la unión por cosido sin inyección de las piezas laminares que los componen. Cuyas costuras requieren la realización de orificios que, a su vez, constituyen vías de penetración de agua que obligan al empleo de forros a base de membranas especiales, cintas de sellado interno, etc. para la fabricación de productos de carácter impermeable. En el caso particular del calzado, una vez cosidas las piezas laminares, es preciso realizar también un posterior proceso de pegado de la suela sobre dichas piezas laminares. Coser las piezas antes de poner la suela se conoce como “aparado”. Todo ello supone una elevada cantidad de mano de obra y tiempo de proceso, así como un incremento de los costes de producción. Además, también implica limitaciones en el diseño y en la comodidad de dichos artículos, así como una pérdida de estabilidad de los mismos.
Las fábricas tradicionales usualmente requieren:
una separación de procesos complejos en un gran número de tareas básicas, secuenciadas en serie dentro de la cadena de producción;
una disponibilidad de máquinas de diversa complejidad para dar soporte a los operarios en la ejecución de las diferentes etapas de proceso; y
una distribución específica de los puestos de trabajo para la ejecución de las tareas de fabricación, de acuerdo a las principales fases de los procesos de fabricación y a los sistemas utilizados para el transporte de las materias primas, componentes, productos acabados o semi-acabados, de un lugar a otro de la fábrica.
En resumen, todo esto implica:
la presencia de forma generalizada de abundantes trabajadores en las diferentes áreas de proceso;
la supervisión y el control manual de un gran número de operaciones;
el empleo de un gran número de clásicas bandas o cintas transportadoras mecánicas, de gran rigidez y con poca o nula flexibilidad para adaptarse a cambios y/o nuevos procedimientos; y
la clásica organización compartimentada, hecha de unidades y almacenes, en los cuales las unidades de procesos se alimentan mediante el stock de materiales almacenados en almacenes de entrada, y desde las que posteriormente se envían como productos semi-acabados hacia los almacenes de salida.
Por otro lado, actualmente se conocen también los denominados procesos de inyección directa al corte, en los que una vez cosidas las piezas se conforma sobre las mismas un componente del artículo mediante inyección. En el caso particular del calzado, consiste en fabricar un corte de calzado con costuras y cerrarlo por la planta con una tela, según una técnica de cosido denominada“strobef,que configura un calcetín. Dicho calcetín, una vez aparado, se calza en una horma que se encuentra conectada a una unidad de inyección que, a su vez, tiene dos medios moldes laterales de suela que se cierran abrazando la horma con el calcetín. Ello produce un cierre que permite mantener el polímero inyectado o colado en el volumen que constituye la suela.
Los procesos de inyección directa al corte resultan de gran utilidad porque reducen el coste de mano de obra en los procesos de montado y pegado de la suela. Sin embargo, no alteran el proceso tradicional de aparado que, en términos de mano de obra, representan más del 50% del coste total del producto. Por ello, a pesar de que presentan ahorros, éstos no compensan el coste de fabricación de los moldes de inyección. Adicionalmente, los moldes de inyección directa presentan los siguientes problemas.
En primer lugar, los moldes de inyección directa están compuestos generalmente de varias piezas de metal mecanizadas. En el caso del calzado, para hacer una modelo hacen faltas varias tallas de moldes, con sus correspondientes pies derechos e izquierdos, por ello el coste de fabricar una serie de moldes es muy costoso. Esto ha generado que a pesar de ser beneficiosa la inyección directa solo pueda ser utilizada para partidas de producción bastante más altas que la media, lo que ha sido una gran barrera para esta tecnología durante décadas. Esto sumado a que la moda cada vez es más rápidamente cambiante, hace más necesario las partidas cortas de producción, generando así más falta de competitividad del sistema. En conclusión, si los moldes fuesen sustancialmente más económicos, la inyección directa se expandiría rápidamente en el mercado y a otros procesos similares.
En el caso concreto de los moldes de inyección directa para dos inyecciones con dos polímeros de diferentes características, éstos están compuestos por las siguientes piezas:
Horma de aluminio donde se calza el corte y que va atornillada a la máquina, y que además suele girar para colocar una segunda horma.
Horma de aluminio con pisada de primer patín de contacto con el suelo (drummy plate) que también va atornillada a la máquina.
Dos moldes laterales internos y externos que siguen
la suela en los lados y cerrar con la parte superior, o anillos laterales.
Molde de pistón que sube y baja para permitir la entrada y cierre de polímero y el punto de inyección. A su vez, también tiene el dibujo de la pisada (bottom mould).
Dado que ambas hormas se encuentran sujetas a la máquina, y los “side rings” también sujetos a la máquina de manera independiente, resulta muy difícil obtener una precisión exacta en el centrado de las mismas respecto a la parte inferior del molde. Para ello hace falta invertir mucho tiempo de calibración entre las hormas y el resto de componentes del molde.
El hecho de tener que sujetar varios moldes izquierdos y derechos en diferentes tallas, implica la utilización de maquinarias tipo carrusel de grandes dimensiones que sujetan generalmente entre 24 y 36 estaciones. Estas maquinarias son costosas, ocupan un gran espacio, tienen un gran peso y consumen mucha energía eléctrica. Aspectos que limitan aún más el empleo de esta tecnología.
Los moldes de inyección directa cierran generalmente contra el corte con la superficie de aluminio y, en otros casos, mediante un apósito de un material más blando, como el teflón, que se introduce en la ranura manualmente. Con esto se intenta compensar las irregularidades debidas a las piezas superpuestas del corte que son las causantes de flujos de poliuretano hacia el exterior de la suela, entre piel y molde. Sin embargo, dicha deformación no es suficiente para compensar estas irregularidades y suelen existir escapes.
Por otro lado, las suelas de inyección directa tienen una línea divisoria (parting line) en la parte delantera y trasera del calzado, por efecto de la unión entre los “side rings”. Este detalle desmejora sensiblemente en la estética en comparación con otros procesos como el montado y pegado donde las suelas no tienen dicho “parting line”. Esto se produce debido a que los moldes para configurar la entresuela cierran con dos medias secciones que, aunque el molde esté bien ajustado, igualmente dejan siempre una línea de cierre visible en la entresuela del calzado.
Durante el proceso de producción se utilizan agentes desmoldeantes aplicados en spray contra el molde de aluminio con el objetivo de evitar que el poliuretano se adhiera a la superficie del molde. Los problemas en este caso son varios. Por un lado, no son positivos para el medioambiente, y por otro, estos desmoldeantes crean una capa superficial en el molde que actúa sobre la reacción química evitando su pegado, pero al mismo tiempo destruyendo la piel superficial que genera la reacción de poliuretano que suele ser lisa y sin burbujas. Por el contrario, los agentes destruyen esa capa lisa, y las burbujas producto de la reacción de expansión de poliuretanos ligeros terminan siendo visibles en el exterior, generando de esta manera una apariencia de baja calidad superficial.
Principalmente, los costes de los moldes de inyección directa son altos porque están constituidos por varias piezas de aluminio mecanizadas generalmente por control numérico. Estos moldes están diseñados para atrapar el corte sobre la horma, mediante una pieza de aluminio que configura la cara externa de la suela y otra pieza de aluminio que configura la cara interna de la suela del calzado. Además, tienen una pieza sujeta a un pistón por la parte inferior que tiene el diseño de la pisada y dos hormas (una metálica con contra dibujo de pisada que sirve para configurar la inyección de un patín fino, y la otra horma que es la que le permite enfundar el calzado).
Otro inconveniente desde el punto de vista del diseño es que, con los moldes de aluminio las suelas suelen diseñarse considerando las contra salidas de la pieza según las direcciones de apertura de los moldes y considerando la capacidad de deformación del material inyectado para poder doblarse y salir. Esto representa un problema de limitación de diseño dado que se considera que se depende sólo de la deformación de la suela al salir y nada de deformación del molde al ser de aluminio.
Otro inconveniente desde el punto de vista estético es que, con los moldes de inyección directa la presión ejercida sobre el material de corte por el molde de aluminio suele marcar los materiales de corte como piel, por la alta presión y dureza del molde. Esta presión a su vez suele ser de varias toneladas para poder comprimir pieles superpuestas y evitar el derrame (overflow) de material inyectado que escape entre la superficie del corte y el molde.
Finalmente, estos sistemas de inyección directa son giratorios estilo carrusel o banana para colocar varias tallas de calzados, de modo que mientras unos se preparan, otros calzados encuentran el tiempo necesario dentro del molde para el curado del polímero.
Por otro lado, otros inconvenientes significativos de este tipo de moldes, relacionados con su unión permanente a las máquinas de inyección, se resumen a continuación:
El montaje y/o atornillado de los diferentes componentes del molde en la máquina implica un considerable tiempo de trabajo, el cual se repite cada vez que se tiene que fabricar un modelo y/o artículo distinto. Además, requieren su conexión a otros elementos de alimentación (cableado, conductos de succión de aire, etc.) y/o funcionamiento (calefactores, componentes mecánicos de la máquina, etc.) de tipo externo.
Los artículos a medio fabricar deben permanecer en el molde hasta que se encuentran preparados para afrontar una siguiente etapa del proceso de fabricación (por ejemplo; una segunda etapa inyección, desmolde, etc.). A su vez, dado que el molde se encuentra vinculado a la máquina y unido permanentemente a ella hasta que se produce su cambio, dicha máquina resulta inutilizable hasta que se cumplen las condiciones necesarias (por ejemplo; una vez transcurre el tiempo de curado necesario del artículo a medio fabricar).
La mayoría de piezas que componen estos moldes se encuentran diseñadas para modelos y/o tallas específicas que resultan incompatibles con otros modelos y/o tallas.
Las presiones ejercidas entre molde y contra-molde (horma) durante la inyección resultan considerables.
Existe un limitado control del estado de los artículos en proceso y/o de las condiciones físicas que se producen dentro del molde en cualquier momento, así como una baja trazabilidad de los componentes del molde.
La presente invención resuelve los problemas anteriormente expuestos mediante un molde independiente que se mantiene cerrado sin necesidad de estar conectado a una máquina, cuya configuración permite su movilidad a lo largo de la cadena de proceso de una planta de fabricación (por ejemplo; desde su almacenamiento hasta el desmolde del articulo fabricado en su interior y posterior reutilización del molde). Permitiendo conocer la posición del molde en cualquier momento del proceso, así como el estado del artículo contenido en su interior y la información relativa al mismo, de forma local y/o remota. Y utilizar dichos sistemas inteligentes para incorporar el molde en la línea de proceso y dirigirlo de forma automática hacia las diversas estaciones de trabajo. Donde dicho molde cuenta con un mayor número de componentes estándar e intercambiables de fácil fabricación y bajo coste, compatibles con distintos modelos y/o tallas de los artículos a fabricar, y que además le permiten trabajar a presiones más bajas y aumentar su eficiencia. En el que dicho molde no se encuentra permanentemente unido a una determinada máquina de la cadena de proceso, sino que se puede mover libremente a lo largo de dicha cadena de proceso para trabajar en otras máquinas configuradas para realizar procesos distintos, y/o dirigirse al almacén con un producto a medio fabricar en su interior hasta que se cumplen las condiciones necesarias en el mismo para afrontar una siguiente etapa del procedimiento de fabricación.
El documento WO97/46371A1 divulga un molde para fabricar un artículo de calzado. El documento EP0907481A1 divulga un aparato y método de moldeo por inyección. El documento US4952366A divulga un proceso de moldeo.
Asimismo, cabe señalar que el molde de la presente invención resulta de aplicación tanto en los procesos de inyección directa al corte descritos anteriormente, como en la fabricación de artículos tridimensionales de pared flexible mediante el procedimiento descrito en el documento WO2018109242A1. En dicho procedimiento, los artículos tridimensionales de pared flexible se fabrican mediante un molde y un contra-molde entre los que se delimita un volumen que corresponde al del artículo a obtener. El artículo suele estar compuesto por una o más piezas laminares flexibles que se montan sobre una plantilla flexible que presenta múltiples funcionalidades y que se dispone sobre la superficie interna del molde, uniéndose entre sí las piezas laminares mediante un material adherente que se inyecta en estado fluido a través de una red de conductos limitados entre molde, plantilla flexible y bordes enfrentados de piezas laminares.
Sin embargo, actualmente se desconoce de la existencia de máquinas que permitan trabajar con este tipo de moldes independientes, así como procedimientos de fabricación de artículos tridimensionales mediante el empleo de los mismos y plantas de fabricación asociadas a los mismos.
La presente invención resuelve los problemas anteriormente expuestos mediante una máquina para la fabricación de artículos tridimensionales en general, especialmente diseñada para trabajar con este tipo de moldes independientes, a fin de aprovechar al máximo las prestaciones que ofrecen los mismos. La presente invención se refiere también a un procedimiento para la fabricación de artículos tridimensionales en general que emplea dichos moldes de un modo eficiente, así como a una planta de fabricación inteligente asociada a dicha máquina.
La presente invención permite la creación de nuevas fábricas inteligentes (smart factories) que, a diferencia de las tradicionales, presentan las siguientes ventajas:
son capaces de hacer series de producción muy cortas (por ejemplo; un solo par de zapatos) según los requerimientos de un cliente en particular;
son capaces de tomar sus decisiones por inteligencia artificial, contando con varios puntos de toma de decisiones, tanto al comienzo de la línea de entrada, como a la salida de moldes al almacén;
tienen la capacidad de conectarse a los moldes de manera remota para conocer su estado;
son capaces de utilizar realidad aumentada para ver in situ y de manera virtual lo que sucede en producción; cuentan con robots colaborativos para ayudar en tareas repetitivas, tales como poner piezas en el molde; y cuentan con robots de transporte que envían piezas de procesos previos a la sección de inyección de moldes.
Descripción de la invención
El molde para la fabricación de artículos tridimensionales de la presente invención se define por las características de la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas de las mismas se definen por las características de las reivindicaciones dependientes 2-17.
El molde para la fabricación de artículos tridimensionales de la presente invención comprende:
un cuerpo que define una superficie interna, el cual puede estar compuesto por una o más piezas;
una tapa configurada para cerrar dicho cuerpo; y
medios de cierre y apertura propios configurados para mantener unidos el cuerpo y la tapa durante el movimiento de dicho molde.
Esta configuración permite que el molde se mantenga cerrado sin necesidad de estar conectado o fijado a una máquina. Esto le confiere la ventaja de poder moverse hacia cualquier otro punto de la planta de fabricación o línea de proceso, por ejemplo, zona de inyectores, almacenes de moldes, estaciones de trabajo para la colocación de las piezas laminares, zonas de desmolde, etc. Con la ventaja adicional de que el molde, además de vacío, se puede mover de una zona a otra con el artículo a medio fabricar en su interior. Ello permite dejar libres las máquinas de la cadena de proceso para que puedan ser utilizadas por otros moldes, mientras que los artículos a medio fabricar acaban de reunir las condiciones necesarias (tiempo de curado, resistencia, presión, temperatura, etc.) dentro del propio molde, y en cualquier otro lugar de la fábrica, para afrontar las siguientes etapas del procedimiento de fabricación.
Preferentemente, el molde comprende una plantilla elásticamente deformable dispuesta entre el cuerpo y la tapa, por ejemplo, de silicona, que se ajusta sobre dicha superficie interna y que se encuentra configurada para recibir una o más piezas laminares de un artículo a fabricar. Al ser la silicona un material químicamente resistente, permite prescindir de agentes de desmoldeantes durante el proceso de producción.
Preferentemente, el molde comprende un contra-molde, u horma en caso de calzado, que ocupa un volumen definido entre el cuerpo y la tapa, y más preferentemente, entre la plantilla y la tapa, que se encuentra configurada para presionar las piezas laminares contra la plantilla cuando el cuerpo y la tapa se encuentran unidos. Ello permite que, una vez realizada la inyección del fluido plástico que une los bordes enfrentados de piezas laminares, o previamente al proceso de inyección en el caso de piezas laminares que se encuentran cosidas, la horma mantenga la presión necesaria sobre dichas piezas laminares durante el tiempo de curado, o en cualquier otro momento, para asegurar que las piezas no se separan. Así pues, el molde se puede mover hacia otras zonas de la línea de producción mientras se va realizando el curado en su interior, estando el cuerpo y la tapa unidos entre sí y apretando la horma que se encuentra ajustada entre ambos.
Otra ventaja destacable de tener la horma dispuesta dentro del molde es que queda perfectamente centrada, a diferencia de los moldes de inyección conocidos en el estado del arte, en los cuales se suelen producir problemas de centrado debido a que las piezas del molde y las hormas se encuentran unidas a la máquina, tal y como se ha descrito en el apartado de antecedentes.
Preferentemente, el cuerpo comprende un orificio de desmolde configurado para permitir el paso de un elemento de empuje o desmolde externo para la extracción de la horma mediante el empuje ejercido sobre la misma por dicho elemento de desmolde externo. De este modo, una vez fabricado el artículo se puede extraer la horma del mismo.
El cuerpo comprende:
una parte fija sobre la que se soporta el molde, formada por una o más piezas; y
una parte intercambiable en la que queda definida la superficie interna del cuerpo, y que se encuentra configurada para montarse de forma extraíble sobre la parte fija. Donde la parte intercambiable puede estar formada por una o más piezas, intercambiables de forma conjunta o individual.
Ello permite estandarizar los componentes del molde, de modo que la parte fija, o chasis, actúa como elemento de soporte y/o elemento estructural del molde, independientemente del modelo y/o de la talla del artículo a fabricar, por lo que dicha parte fija es común para un gran número de artículos, así como para un gran número de modelos y/o tallas de los mismos. Por otro lado, la parte intercambiable es la que determina la forma, tamaño y/o las características del diseño de cada artículo a fabricar. Por lo tanto, con un menor número de componentes y/o piezas del molde se puede fabricar un mayor número de artículos diferentes. Asimismo, la parte fija y la parte intercambiable presentan formas complementarias que facilitan su montaje y sustitución de un modo rápido y sencillo.
De acuerdo a un caso de realización particular, la tapa puede comprender también una o más partes intercambiables, definiendo otras formas y/o superficies del artículo a fabricar, a fin de estandarizar aún más los componentes del molde.
Preferentemente, la parte fija es de material metálico, por ejemplo aluminio, para ofrecer al molde la robustez y resistencia necesaria para llevar a cabo las funciones descritas anteriormente.
La parte intercambiable puede ser también metálica, si bien, preferentemente es de material plástico, para llevar a cabo una triple función:
Facilitar la propia fabricación de dicha parte intercambiable con materiales más económicos, permitiendo su rápida y económica fabricación mediante técnicas de impresión 3D.
Ofrecer una base de apoyo para las piezas laminares, de modo que cuando éstas reciben la presión de la horma sobre la plantilla elásticamente deformable, presionada a su vez por la tapa al cerrarse contra el cuerpo, dicha deformidad ejerce una presión contraria, o en sentido opuesto, perpendicular a las piezas flexibles, garantizando un cierre eficiente durante el paso del material plástico fluido para evitar su derrame (overflow) fuera del molde.
Emplear materiales metálicos rígidos, como el aluminio, en la parte fija del cuerpo y en la tapa, combinados con otros materiales en la parte intercambiable del cuerpo y/o en la plantilla de material elásticamente deformable. De modo que, al ser el material de apoyo más blando que el aluminio, se genera un cierre más eficiente que permite cubrir las irregularidades de la superficie del producto o artículo a fabricar, o inclusive dos piezas superpuestas de corte. Este tipo de cierre resulta más suave y no requiere presiones de cierre tan altas, porque en lugar de deformar el artículo para evitar el derrame lo que se deforma es parte del molde. Las presiones de cierre pueden bajar a una relación de 10 a 1 comparado con las que reciben los moldes de aluminio no transportables que se encuentran unidos a las máquinas existentes. Pudiéndose con ello fabricar maquinaria para la manipulación de este tipo de moldes más pequeña y económica.
Preferentemente, el cuerpo comprende:
una o más cámaras de vacío que comunican con una pluralidad de orificios succión que llegan hasta la superficie interna del cuerpo; y
una o más boquillas de extracción que permiten la extracción del aire de la cámara de vacío.
A su vez, la plantilla comprende:
una pluralidad de orificios en comunicación con los orificios succión, configurados para atraer contra dicha plantilla una o más piezas laminares del artículo a fabricar cuando se extrae el aire de la cámara de vacío.
Ello facilita el trabajo de colocación de las piezas laminares dentro del molde, dado que dichas piezas se mantienen atraídas sobre la plantilla a medida que el operario las va colocando ordenadamente, sin necesidad de tener que pegarlas sobre dicha plantilla mediante el empleo de productos adherentes.
Esta misma configuración se puede realizar también en el contra-molde, u horma en caso de calzado, con la misma finalidad. Es decir, dicho contra-molde u horma puede comprender también una cámara de vacío en comunicación con una pluralidad de orificios de succión que lleguen hasta la superficie de una o más de sus caras. De modo que, al colocar las piezas laminares sobre dichas caras, las piezas se mantengan atraídas contra ellas debido a la extracción de aire de la cámara de vacío, mientras dura el proceso de colocación de las piezas. Por lo que no es necesario tener que pegarlas sobre el contra-molde u horma mediante el empleo de productos adherentes, ni tampoco es necesario cubrir la horma con un calcetín cosido como es tradicional en procesos de inyección directa.
Preferentemente, el cuerpo comprende:
una primera pieza lateral que define una primera porción de la superficie interna en la que se ajusta la plantilla; y una segunda pieza lateral que define una segunda porción de la superficie interna en la que se ajusta la plantilla;
donde la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral se encuentran unidas entre sí cuando la tapa se encuentra unida al cuerpo, y configuradas para desplazarse en sentidos opuestos una vez retirada la tapa del cuerpo. La primera pieza lateral y la segunda pieza lateral también pueden permanecer unidas sin necesidad de que la tapa esté colocada. Asimismo, sobre las partes laterales se encuentra posicionada la plantilla elásticamente deformable, de modo que para separarlas hace falta vencer la resistencia a la elongación de dicha plantilla.
Ello permite abrir lateralmente el molde, una vez dispuestas las piezas laterales sobre la plantilla, para a su vez permitir la introducción de la horma. Por otro lado, para impedir que se pierda el vacío dentro del molde en dicha situación, hecho que podría hacer que las piezas laterales se descolocaran, preferentemente, la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral se encuentran conjuntamente cubiertas por una funda elástica configurada para impedir la entrada de aire externo cuando se separan ambas piezas laterales. De forma más concreta, la plantilla elásticamente deformable ajustada sobre las porciones de superficie interna del cuerpo, en combinación con la funda elástica, también deformable, permiten que dicho cuerpo se mantenga estanco a pesar de la separación entre la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral.
Para incrementar el deslizamiento y/o movilidad del molde a lo largo de la línea de proceso, dicha funda elástica puede comprender en su cara inferior externa, o cara de apoyo, una o más planchas metálicas para evitar la fricción que causaría el material plástico de la funda sobre otros elementos de transporte (cintas o bandas transportadoras, etc.) y/o maquinaria (estaciones de trabajo, etc.).
Para permitir la interactuación de accionamientos y/o elementos externos con el molde, la funda elástica comprende también una pluralidad de aberturas o ventanas de diferentes formas y tamaños para dejar visibles elementos funcionales y/o de conexión del mismo como, por ejemplo; los medios de cierre y apertura propios, los medios de cierre y apertura laterales, la boquilla de extracción de aire de la cámara de vacío, conectores eléctricos, etc.
Preferentemente, el molde comprende al menos uno o más calefactores eléctricos dispuestos dentro del cuerpo. Preferentemente, dichos calefactores se encuentran aislados térmicamente del exterior de dicho cuerpo por la funda elástica. Ello permite retener el calor dentro del molde, de modo que se pueden utilizar calefactores eléctricos de menor potencia y consumo eléctrico. En concreto, el hecho de que el molde se encuentra cubierto por un material de menor conductividad térmica que el aluminio permite mantener el molde atemperado y, de esta manera, reducir energía.
El calefactor eléctrico puede estar cableado a la vía de producción, o alimentado eléctricamente por el propio molde mediante el empleo de baterías.
Preferentemente, el molde comprende medios de cierre y apertura laterales configurados para mantener unidas la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral, y para permitir una posterior separación lateral de las mismas, formados por:
al menos un pestillo lateral que discurre a través de un orificio lateral del cuerpo, en cuyo extremo presenta un elemento de cierre lateral configurado para unir la primera pieza lateral a la segunda pieza lateral; y
al menos un accionamiento inferior que discurre a través de un orificio inferior del cuerpo, en cuyo extremo presenta un elemento de apertura lateral configurado para desbloquear el elemento de cierre del pestillo lateral.
La configuración descrita aumenta la accesibilidad de los medios de cierre y apertura laterales, de modo que pueden ser fácilmente accionados de forma externa actuando sobre las caras laterales del molde y sobre la cara inferior del mismo.
Preferentemente, la tapa comprende:
una primera cara que define un primer contra-molde asociado a un primer volumen del artículo a fabricar; y una segunda cara que define un segundo contra-molde asociado a un segundo volumen del artículo a fabricar; donde la tapa presenta un carácter reversible que permite cerrar el cuerpo a través de la primera cara o de la segunda cara.
De este modo se obtiene una tapa reversible que permite realizar una primera inyección de material plástico mediante la primera cara, y una segunda inyección de material plástico mediante la segunda cara. Gracias a ello se puede reducir aún más el número de componentes del molde, además de simplificar el procedimiento de fabricación.
Preferentemente, la tapa comprende al menos un revestimiento parcial o lámina de un material elásticamente deformable, por ejemplo, de silicona, dispuesto en uno o ambos contra-moldes de la primera y de la segunda cara (por ejemplo, adherido sobre uno o ambos contra-moldes). La finalidad de este revestimiento es conformar formas y/o configuraciones adicionales (canales, huecos, contornos, etc.) del producto que se suman a las ya definidas por el propio mecanizado de los contra-moldes (por ejemplo, adicionales a la forma y/o configuración de la suela de una zapatilla deportiva). De este modo se puede conseguir un diseño continuo alrededor del producto, en combinación con la plantilla elásticamente deformable de silicona situada en el cuerpo del molde. Es decir, una circulación de 360° del poliuretano inyectado en el molde, aprovechando los pasos y/o canales definidos para ello en la plantilla y el revestimiento.
Como medios de cierre y apertura propios se entienden todos aquellos que se encuentran integrados en el propio molde, o forman parte del mismo, y que se mueven conjuntamente con dicho molde a lo largo de la línea de producción para mantener cerrada la tapa contra el cuerpo. Ello, con independencia de que dichos medios de cierre y apertura propios requieran o no otros elementos externos (accionamientos, mecanismos, herramientas, etc.) para abrir y/o cerrar la tapa respecto del cuerpo.
Preferentemente, los medios de cierre y apertura propios comprenden:
al menos un pestillo superior que discurre a través de un orificio superior que se extiende del cuerpo a la tapa, en cuyo extremo presenta un elemento de cierre superior configurado para unir el cuerpo a la tapa; y
al menos un elemento de bloqueo que trabaja en colaboración con el elemento de cierre superior; y
al menos un accionamiento de desbloqueo configurado para liberar el elemento de cierre del elemento de bloqueo.
La configuración descrita aumenta la accesibilidad de los medios de cierre y apertura propios, de modo que pueden ser fácilmente accionados de forma externa actuando, por ejemplo, sobre sobre la cara inferior del mismo. Además, dicha configuración garantiza un cierre seguro y hermético del molde, capaz de resistir las presiones de trabajo que se producen dentro del mismo, por ejemplo, durante las etapas de inyección del procedimiento de fabricación, sin que se produzcan derrames del material fluido.
De acuerdo a un caso de realización particular, los medios de cierre y apertura propios pueden comprender uno o más electroimanes dispuestos en el molde, configurados para unir el cuerpo y la tapa de forma electromagnética.
El carácter móvil y/o transportable del molde de la presente invención, que además permite llevar diferentes etapas del procedimiento de fabricación en áreas de trabajo y/o máquinas distintas, hace que sea conveniente llevar un control exhaustivo en todo momento de la posición del molde, de la información del artículo contenido en su interior, de determinadas condiciones físicas que influyen en el estado de dicho artículo durante su fabricación, etc. Todo ello, a fin de obtener un procedimiento de fabricación inteligente que permita hacer una gestión óptima y eficiente de los recursos disponibles (maquinaria, moldes, materiales y/o componentes del artículo a fabricar, etc.), además de aumentar la capacidad de producción de la planta, reducir los tiempos de fabricación y simplificar los costes.
Para ello, preferentemente, el molde comprende medios de identificación remotos configurados para transmitir información del molde mediante radiofrecuencia a una red de datos. De este modo, el sistema central de datos de la planta de fabricación puede recibir dicha información y enviar las órdenes correspondientes al molde para su operación.
Preferentemente, el molde comprende medios de identificación locales configurados para transmitir información del molde mediante cableado y/o conexión directa a un dispositivo electrónico.
Preferentemente, el molde comprende medios de conexión inalámbrica configurados para conectarse a Internet y/o a una red de datos.
Preferentemente, el molde comprende uno o más sensores de presión y/o de temperatura para conocer las condiciones físicas en el interior del mismo.
Preferentemente, el molde se alimenta eléctricamente de una fuente de alimentación propia mediante una o más baterías dispuestas dentro del mismo, y/o de una fuente de alimentación externa a través de una toma de conexión eléctrica dispuesta en el mismo.
La máquina para la fabricación de artículos tridimensionales comprende:
un módulo de recepción configurado para recibir un molde formado por un cuerpo y una tapa unidos mediante medios de cierre y apertura propios;
un módulo de acondicionamiento configurado para recibir el molde procedente del módulo de recepción y actuar sobre los medios de cierre y apertura propios para separar la tapa del cuerpo; y
un módulo de manipulación configurado para recibir el cuerpo procedente del módulo de acondicionamiento y permitir la colocación de los componentes del artículo a fabricar.
Como medios de cierre y apertura propios se entienden todos aquellos que se encuentran integrados en el propio molde, o forman parte del mismo, y que se mueven conjuntamente con dicho molde a lo largo de la línea de producción para mantener cerrada la tapa contra el cuerpo. Ello, con independencia de que dichos medios de cierre y apertura propios requieran o no otros elementos externos (accionamientos, mecanismos, herramientas, etc.) para abrir y/o cerrar la tapa respecto del cuerpo.
Preferentemente, el módulo de recepción comprende:
una primera banda transportadora configurada para recibir el molde; y
un primer mecanismo de alineación configurado para alinear el molde según una dirección de avance de la primera banda transportadora.
Preferentemente, el módulo de acondicionamiento comprende:
una segunda banda transportadora configurada para recibir el molde procedente del módulo de recepción; y un segundo mecanismo de centrado configurado para centrar el molde horizontalmente, de forma longitudinal y transversal a una dirección de avance de la segunda banda transportadora.
Preferentemente, el módulo de acondicionamiento comprende:
un mecanismo de elevación configurado para elevar el molde.
Preferentemente, el módulo de acondicionamiento comprende:
un mecanismo de apertura configurado para actuar sobre los medios de cierre y apertura propios del molde y separar la tapa del cuerpo; y
un mecanismo de sujeción configurado para sujetar la tapa una vez separada del cuerpo.
Preferentemente, el módulo de acondicionamiento comprende:
un mecanismo de volteo configurado para voltear la tapa.
Preferentemente, el módulo de acondicionamiento comprende:
un mecanismo de cierre configurado para actuar sobre los medios de cierre y apertura propios del molde y unir la tapa al cuerpo tras el paso de dicho cuerpo por el módulo de manipulación.
Preferentemente, el módulo de manipulación comprende:
un mecanismo de apertura lateral configurado para actuar sobre unos medios de cierre y apertura laterales de dicho cuerpo para separar lateralmente una primera pieza lateral y una segunda pieza lateral del mismo.
Preferentemente, el módulo de manipulación comprende:
un mecanismo de desmolde configurado para permitir la extracción de un artículo fabricado dispuesto dentro del cuerpo. Preferentemente, el módulo de manipulación comprende:
un mecanismo robotizado configurado para permitir la colocación dentro del cuerpo de los componentes del artículo a fabricar.
El mecanismo robotizado puede adoptar diferentes configuraciones (un brazo, dos brazos, doble brazo, visión artificial, etc.), dependiendo de las prestaciones y/o funcionalidad de los robots existentes en el mercado. En este sentido, resulta de especial interés el empleo de robots colaborativos (cobots) debido a sus múltiples prestaciones.
Preferentemente, el módulo de manipulación comprende:
un mecanismo de cierre lateral configurado para actuar sobre los medios de cierre y apertura laterales de dicho cuerpo para unir lateralmente la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral del mismo.
La configuración descrita del mecanismo de apertura lateral y del mecanismo de cierre lateral permite actuar sobre la cara inferior del molde y sobre las caras laterales del mismo, respectivamente. Ello permite liberar espacio en la parte central y superior del módulo de manipulación, a fin de facilitar el trabajo de colocación de los componentes del artículo a fabricar a un operario o al mecanismo robotizado.
La máquina puede comprender también un sistema de vacío para su conexión a una o más cámara de vacío dispuestas en el molde (especialmente en el cuerpo del mismo), y/o en el contra-molde u horma. En las que dichas cámaras de vacío comunican con una pluralidad de orificios de succión, de modo que, al colocar las piezas laminares sobre las superficies en las que se encuentran dichos orificios de succión, los componentes del artículo a fabricar se mantengan atraídos contra ellas debido a la extracción de aire de las cámaras de vacío, mientras dura el proceso de colocación de dichos componentes. Por lo que no es necesario tener que pegarlos sobre el cuerpo (o la plantilla), ni en el contra-molde u horma, mediante el empleo de productos adherentes, ni tampoco es necesario cubrir la horma con un calcetín cosido como es tradicional en procesos de inyección directa.
El método para la fabricación de artículos tridimensionales de la presente invención se define por las características de la reivindicación 18.
El método para la fabricación de artículos tridimensionales de la presente invención comprende las siguientes etapas: a) recibir un molde formado por un cuerpo y una tapa unidos mediante medios de cierre y apertura propios;
b) actuar sobre los medios de cierre y apertura incorporados a fin de separar la tapa del cuerpo; y c) colocar los componentes del artículo que se va a fabricar dentro del cuerpo.
Preferentemente, la etapa a) comprende:
a1) recibir el molde en una primera correa de transportador; y a2) alinear el molde de acuerdo con una dirección de avance de la primera banda transportadora.
Preferentemente, la etapa b) comprende:
b1) recibir el molde en una segunda banda transportadora; b2) centrar el molde horizontal, longitudinal y transversalmente de acuerdo con una dirección de avance de la segunda banda transportadora;
b3) elevar el molde;
b4) actuar sobre los medios de cierre y apertura propios del molde para separar la tapa del cuerpo; y
b5) sujetar la tapa una vez separada del cuerpo.
Preferentemente, la etapa b) comprende adicionalmente:
b6) voltear la tapa.
Preferentemente, la etapa b) comprende adicionalmente:
b7) actuar sobre los medios de cierre y apertura propios del molde para unir la tapa al cuerpo.
Preferentemente, la etapa c) comprende:
c1) actuar sobre unos medios de cierre y apertura laterales del cuerpo para separar lateralmente una primera pieza lateral y una segunda pieza lateral del mismo.
Preferentemente, la etapa c) comprende adicionalmente:
c2) extraer un artículo fabricado dispuesto dentro del cuerpo; y/o
c3) colocar dentro del cuerpo los componentes del artículo a fabricar.
Preferentemente, la etapa c) comprende adicionalmente:
c4) actuar sobre los medios de cierre y apertura laterales del cuerpo para unir lateralmente la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral del mismo.
Preferentemente, los artículos tridimensionales a fabricar son de pared flexible.
La planta para la fabricación de artículos tridimensionales de la presente invención se define por las características de la reivindicación 19.
La planta para la fabricación de artículos tridimensionales de la presente invención comprende:
un área de selección configurada para almacenar una pluralidad de moldes formados por un cuerpo y una tapa unidos mediante medios de cierre y apertura propios;
un área de ensamblaje que presenta al menos una máquina de ensamblaje configurada para:
recibir un molde procedente del área de selección;
actuar sobre los medios de cierre y apertura incorporados a fin de separar la tapa del cuerpo; permitir la colocación de los componentes del artículo que se va a fabricar dentro del cuerpo; y actuar sobre los medios de cierre y apertura incorporados a fin de unir la tapa al cuerpo después de la colocación de los componentes del artículo que se va a fabricar; y
un área de inyección que presenta al menos una primera máquina de inyección configurada para:
recibir un molde procedente del área de ensamblaje tras la colocación de los componentes del artículo a fabricar, cuya tapa se encuentra unida al cuerpo; y
unir los componentes del artículo a fabricar dispuestos dentro del molde mediante una primera inyección de material plástico.
Preferentemente, el área de ensamblaje comprende una zona de adelantamiento que permite el adelantamiento de un molde seleccionado sobre otros moldes en espera para dirigirlo a una máquina de ensamblaje libre.
Preferentemente, el área de inyección incluye:
una máquina de volteo configurada para:
recibir un molde procedente del área de ensamblaje tras la colocación de los componentes del artículo a fabricar, o para recibir un molde procedente de la primera máquina de inyección tras la primera inyección de material plástico; y voltear la tapa y unirla de nuevo al cuerpo;
y
una segunda máquina de inyección configurada para:
recibir el molde procedente de la máquina de volteo; y
realizar una segunda inyección de material plástico.
El carácter móvil y/o transportable del molde permite llevar diferentes etapas del procedimiento de fabricación en áreas de trabajo y/o máquinas distintas, lo que hace que sea conveniente llevar un control exhaustivo en todo momento de la posición del molde, de la información del artículo contenido en su interior, de determinadas condiciones físicas que influyen en el estado de dicho artículo durante su fabricación, etc. Todo ello, a fin de obtener un procedimiento de fabricación inteligente que permita hacer una gestión óptima y eficiente de los recursos disponibles (maquinaria, moldes, materiales y/o componentes del artículo a fabricar, etc.), además de aumentar la capacidad de producción de la planta, reducir los tiempos de fabricación y simplificar los costes.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como ejemplo no limitativo de la misma.
FIG. 1: Vista en perspectiva de un primer despiece del molde de la presente invención.
FIG. 2: Vista en perspectiva de un segundo despiece del molde de la presente invención.
FIG. 3: Vista en planta superior del molde de la presente invención.
FIG. 4: Vista seccionada según la línea de corte A-A' de la FIG. 3.
FIG. 5: Vista en planta inferior del molde de la presente invención.
FIG. 6: Vista lateral de un tercer despiece del molde de la presente invención.
FIG. 7: Vista seccionada según la línea de corte B-B' de la FIG. 6.
FIG. 8: Vista seccionada según la línea de corte C-C' de la FIG. 6.
FIG. 9: Vista seccionada según la línea de corte D-D de la FIG. 6.
FIG. 10: Vista seccionada según la FIG. 9a, con la tapa unida al cuerpo del molde.
FIGS. 10a-10f: Secuencia de funcionamiento para la fabricación de calzado mostrada mediante secciones transversales del molde.
FIG. 11: Diagrama esquemático de los elementos de alimentación y control del molde.
FIG. 12a: Vista seccionada según la línea de corte EE' de la FIG. 6, sin la horma y con la tapa abierta. FIG. 12b: Detalle Z de la FIG. 12a.
FIG. 13a: Vista seccionada según la línea de corte EE' de la FIG. 6, sin la horma y con la tapa cerrada. FIG. 13b: Detalle W de la FIG. 13a.
FIG. 14: Vista en perspectiva de un primer despiece del molde de la presente invención, de acuerdo a un segundo ejemplo de realización.
FIG. 15: Vista en perspectiva de un segundo despiece del molde de la presente invención, de acuerdo al segundo ejemplo de realización.
FIGS. 16a-16d: Secuencia de unión de la tapa al cuerpo del molde, de acuerdo al segundo ejemplo de realización. FIG. 17: Vista en perspectiva de un despiece del cuerpo del molde de las FIGS. 14 y 15.
FIG. 18: Vista en perspectiva mostrando el modo de separación de las piezas laterales del molde de la FIG. 17.
FIG. 19: Vista en perspectiva de la máquina para la fabricación de artículos tridimensionales.
FIG. 20: Vista lateral de la máquina para la fabricación de artículos tridimensionales.
FIG. 21: Vista en planta del módulo de recepción recibiendo un molde.
FIG. 22: Vista lateral del módulo de recepción recibiendo un molde.
FIG. 23: Vista en planta del módulo de recepción llevando a cabo la alineación del molde.
FIG. 24: Vista en planta del módulo de recepción con el molde alineado según la dirección de avance.
FIG. 25: Vista lateral del módulo de acondicionamiento llevando a cabo el centrado de molde.
FIG. 26: Vista frontal del módulo de acondicionamiento con el molde centrado según la dirección de avance.
FIG. 27: Vista lateral del módulo de acondicionamiento llevando a cabo la elevación del molde.
FIG. 28: Vista frontal del módulo de acondicionamiento llevando a cabo la apertura de la tapa.
FIG. 29: Vista lateral del módulo de acondicionamiento llevando a cabo el descenso del cuerpo mientras la tapa queda sujeta por encima del mismo.
FIG. 30: Vista frontal del módulo de acondicionamiento llevando a cabo el descenso del cuerpo mientras la tapa queda sujeta por encima del mismo
FIG. 31: Vista lateral del módulo de acondicionamiento llevando a cabo el volteo de la tapa.
FIG. 32: Vista frontal del módulo de acondicionamiento llevando a cabo el volteo de la tapa.
FIG. 33: Vista en planta del módulo de manipulación llevando a cabo la apertura lateral del cuerpo.
FIG. 34: Vista lateral del módulo de manipulación llevando a cabo la apertura lateral del cuerpo.
FIG. 35: Vista frontal del módulo de manipulación con el cuerpo seccionado transversalmente, mostrando la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral unidas.
FIG. 36: Vista frontal del módulo de manipulación con el cuerpo seccionado transversalmente, mostrando la primera pieza lateral y la segunda pieza lateral separadas.
FIG. 37: Vista en planta del módulo de manipulación llevando a cabo el desmolde.
FIG. 38: Vista lateral del módulo de manipulación llevando a cabo el desmolde.
FIG. 39: Vista esquemática de la planta de fabricación de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Como se ve en las figuras 1 y 2, el molde (1) para la fabricación de artículos tridimensionales de pared flexible de la presente invención comprende:
un cuerpo (2) que define una superficie interna (S<2>), ver FIG. 7;
una plantilla (3) elásticamente deformable, por ejemplo, de silicona (que también presenta un carácter impermeable que no permite el paso del aire), que se ajusta sobre dicha superficie interna (S<2>) y que se encuentra configurada para recibir una o más piezas laminares (L) de un artículo a fabricar;
una tapa (4) configurada para cerrar dicho cuerpo (2), quedando dispuesta la plantilla (3) entre el cuerpo (2) y la tapa (4); y
medios de cierre y apertura propios (5) configurados para mantener unidos el cuerpo (2) y la tapa (4) durante el transporte/movimiento del molde (1).
Esta configuración permite que el molde (1) se mantenga cerrado sin necesidad de estar conectado o fijado a una máquina. Esto le confiere la ventaja de poder moverse hacia cualquier otro punto de la planta de fabricación o línea de proceso, ver FIG. 39.
El cuerpo (2) comprende:
una primera pieza lateral (2a) que define una primera porción (S<2a>) de la superficie interna (S<2>) sobre la que se ajusta la plantilla (3); y
una segunda pieza lateral (2b) que define una segunda porción (S<2b>) de la superficie interna (S<2>) sobre la que se ajusta la plantilla (3);
donde la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b) se encuentran unidas entre sí cuando la tapa (4) se encuentra unida al cuerpo (2), y configuradas para desplazarse en sentidos opuestos (d<2a>, d<2b>) una vez retirada la tapa (4) del cuerpo (2). Ello permite abrir lateralmente el molde (1), una vez dispuestas las piezas laterales (L) sobre la plantilla (3), para a su vez permitir la introducción de un contra-molde (6), u horma (6) para la fabricación de calzado, ver FIG. 9b. Por otro lado, para impedir que se pierda el vacío dentro del molde (1) en dicha situación, hecho que podría hacer que las piezas laterales (L) se descolocaran, la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b) se encuentran conjuntamente cubiertas por una funda elástica (7) configurada para impedir la entrada de aire externo cuando se separan ambas piezas laterales (2a, 2b). Para permitir la interactuación de accionamientos y/o elementos externos con el molde (1), la funda elástica (7) comprende también una pluralidad de aberturas o ventanas (71) de diferentes formas y tamaños para dejar visibles elementos funcionales y/o de conexión del mismo como, por ejemplo; los medios de cierre y apertura propios (5), los medios de cierre y apertura laterales (9), la boquilla de extracción (25) de aire de la cámara de vacío (23), orificios de inyección (111) de material fluido, conectores eléctricos, etc.
Los medios de cierre y apertura propios (5) se encuentran integrados en el propio molde (1), o forman parte del mismo, y se mueven conjuntamente con dicho molde (1) a lo largo de la línea de producción manteniendo cerrada la tapa (4) contra el cuerpo (2).
De acuerdo al presente ejemplo, los medios de cierre y apertura propios (5) comprenden:
una pluralidad de pestillos superiores (51), uno por cada esquina del molde (1), donde cada uno de ellos discurre a través de un orificio superior (52) que se extiende del cuerpo (2) a la tapa (4), en cuyo extremo presenta un elemento de cierre superior (53) configurado para unir el cuerpo (2) a la tapa (4); y
al menos un elemento de bloqueo (54) que trabaja en colaboración con el elemento de cierre superior (53); y al menos un accionamiento de desbloqueo (55) configurado para liberar el elemento de cierre (53) del elemento de bloqueo (54).
De acuerdo al presente ejemplo, cada accionamiento de desbloqueo (55), o chaveta, comprende un muelle interior (no ilustrado), de modo que cuando se presiona dicho muelle mediante el accionamiento de desbloqueo (55) se libera el cierre superior (53) del elemento de bloqueo (54). Por el contrario, si no se lleva a cabo acción alguna sobre el accionamiento de desbloqueo (55) el cierre superior (53) permanece bloqueado, impidiendo la apertura de la tapa (4).
La configuración descrita aumenta la accesibilidad de los medios de cierre y apertura propios (5), de modo que pueden ser fácilmente accionados de forma externa actuando, por ejemplo, sobre sobre el contorno de la tapa (4).
La FIG. 3 muestra una vista en planta del molde (1).
Como se ve en la FIG. 4, el molde (1) comprende un contra-molde (6), u horma (6) para la fabricación de calzado, que ocupa un volumen (V) definido entre la plantilla (3) y la tapa (4), y que se encuentra configurada para presionar las piezas laminares (L) contra la plantilla (3) cuando el cuerpo (2) y la tapa (4) se encuentran unidos, ver FlG. 9b.
El cuerpo (2) comprende un orificio de desmolde (60) configurado para permitir el paso de un elemento de desmolde externo para la extracción de la horma (6) mediante el empuje ejercido sobre la misma por dicho elemento de desmolde externo. De este modo, una vez fabricado el artículo se puede extraer la horma (6) del mismo.
La FIG. 5 muestra una vista inferior del molde (1) en la que se pueden apreciar con mayor detalle los distintos elementos que permiten la interactuación del molde (1) con una máquina para la manipulación del mismo.
En concreto, el molde (1) comprende cuatro accionamientos de desbloqueo (55) configurados para liberar, cada uno de ellos, un elemento de cierre (53) de los medios de cierre y apertura propios (5).
Por otro lado, se aprecian también dos orificios inferiores (95) situados en la parte central que dan acceso a otros dos accionamientos inferiores (94) configurados para desbloquear, cada uno de ellos, un elemento de cierre (93) de los medios de cierre y apertura laterales (9).
También se aprecia desde otro punto de vista el orificio de desmolde (60) configurado para permitir el paso de un elemento de desmolde externo para la extracción de la horma (6), así como las boquillas de extracción (25) de aire de la cámara de vacío (23).
Finalmente, para incrementar el deslizamiento y/o movilidad del molde (1) a lo largo de la línea de proceso, la funda elástica (7) comprende en su cara inferior externa, o cara de apoyo, dos planchas metálicas (72) para evitar la fricción que causaría el material plástico de la funda sobre otros elementos de transporte (cintas o bandas transportadoras, etc.) y/o maquinaria (estaciones de trabajo, etc.).
La FIG. 6 muestra una vista lateral de un tercer despiece del molde (1).
Como se ve en la FIG. 7, el cuerpo (2) comprende:
una parte fija (21) sobre la que se soporta el molde (1); y
una parte intercambiable (22) en la que queda definida la superficie interna (S<2>) del cuerpo (2) y sobre la que se ajusta la plantilla (3), y que se encuentra configurada para montarse de forma extraíble sobre la parte fija (21), ver FIGS. 9a y 9b.
La parte fija (21), o chasis, actúa como elemento de soporte y/o elemento estructural del molde, independientemente del modelo y/o de la talla del artículo a fabricar, por lo que dicha parte fija (21) es común para un gran número de artículos, así como para un gran número de modelos y/o tallas de los mismos. Por otro lado, la parte intercambiable (22) es la que determina la forma, tamaño y/o las características del diseño de cada artículo a fabricar. Por lo tanto, con un menor número de componentes y/o piezas del molde (1) se puede fabricar un mayor número de artículos diferentes. Asimismo, la parte fija (21) y la parte intercambiable (22) presentan formas complementarias que facilitan su montaje y sustitución de un modo rápido y sencillo.
La parte fija (21) es de material metálico, como el aluminio, mientras que la parte intercambiable (22) es de material plástico fácilmente producible mediante impresión 3D.
El molde (1) comprende dos calefactores eléctricos (8) dispuestos dentro del cuerpo (2), aislados térmicamente del exterior de dicho cuerpo (2) por una funda elástica (7).
Como se ve en la FIG. 8, el molde (1) comprende medios de cierre y apertura laterales (9) configurados para mantener unidas la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b), y para permitir una posterior separación lateral de las mismas, los cuales se encuentran formados por:
Al menos un pestillo lateral (91), dotado de un primer muelle (97), que discurre a través de un orificio lateral (92) del cuerpo (2), en cuyo extremo presenta un elemento de cierre lateral (93) configurado para unir la primera pieza lateral (2a) a la segunda pieza lateral (2b); y
al menos un accionamiento inferior (94), dotado de un segundo muelle (98), que discurre a través de un orificio inferior (95) del cuerpo (2), en cuyo extremo presenta un elemento de apertura lateral (96) configurado para desbloquear el elemento de cierre (93) del pestillo lateral (91).
La configuración descrita aumenta la accesibilidad de los medios de cierre y apertura laterales (9), de modo que pueden ser fácilmente accionados de forma externa actuando sobre las caras laterales del molde (1) y sobre la cara inferior del mismo.
Como se ve en la FIG. 9a y 9b, de acuerdo al presente ejemplo, los medios de cierre y apertura propios (5) comprenden adicionalmente al menos un muelle de cierre (56) configurado para presionar la tapa (4) contra el cuerpo (2) cuando ambos se encuentran unidos, FIG 9b.
Para ello, los medios de cierre y apertura propios (5) comprenden al menos una varilla (57) que presenta:
un extremo superior (57s) en el que se encuentra dispuesto el pestillo superior (51); y
un extremo inferior (57i) sobre en el que se encuentra dispuesto el muelle de cierre (56);
donde el muelle de cierre (56) se encuentra en posición comprimida (56T) cuando la tapa (4) se encuentra unida al cuerpo (2) para ejercer una fuerza de empuje descendente (F<56>) contra el extremo inferior (57i) de la varilla (57).
En cualquier caso, la presencia de los muelles de cierre (56) y de los elementos asociados a los mismos resultan un complemento opcional de los medios de cierre (5) anteriormente descritos, cuya finalidad es ofrecer una mayor sujeción de la tapa (4) al cuerpo (2) durante el transporte del molde (1). Es decir, los medios de cierre y apertura propios (5) formados por los elementos (51, 52, 53, 54, 55) pueden funcionar igualmente de forma adecuada sin la presencia de los muelles de cierre (56).
Como se ve en las figuras 10a y 10b, el cuerpo (2) comprende:
una cámara de vacío (23) que comunica con una pluralidad de orificios succión (24) que llegan hasta la superficie interna (S<2>) del cuerpo (2); y
una boquilla de extracción (25) que permite la extracción del aire de la cámara de vacío (23).
A su vez, la plantilla (3) comprende:
una pluralidad de orificios (31) en comunicación con los orificios succión (24), configurados para atraer contra dicha plantilla (3) una o más piezas laminares (L) del artículo a fabricar cuando se extrae el aire de la cámara de vacío (23). Como se ha dicho anteriormente, el cuerpo (2) comprende:
una primera pieza lateral (2a) que define una primera porción (S<2a>) de la superficie interna (S<2>) sobre la que se ajusta la plantilla (3); y
una segunda pieza lateral (2b) que define una segunda porción (S<2b>) de la superficie interna (S<2>) sobre la que se ajusta la plantilla (3);
donde la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b) se encuentran unidas entre sí cuando la tapa (4) se encuentra unida al cuerpo (2), y configuradas para desplazarse en sentidos opuestos (d<2a>, d<2b>) una vez retirada la tapa (4) del cuerpo (2). Ello permite abrir lateralmente el molde (1), una vez dispuestas las piezas laterales (L) sobre la plantilla (3), para a su vez permitir la introducción de la horma (6), ver FIG. 9b.
La plantilla (3) elásticamente deformable ajustada sobre las porciones (S<2a>, S<2b>) de superficie interna (S<2>) del cuerpo (2), en combinación con la funda elástica (7), también deformable, permiten que dicho cuerpo (2) se mantenga estanco a pesar de la separación entre la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b).
Como se ve en la FIG. 10c, la tapa (4) comprende:
una primera cara (41) que define un primer contra-molde (42) asociado a un primer volumen (V1) del artículo a fabricar; y una segunda cara (43) que define un segundo contra-molde (44) asociado a un segundo volumen (V<2>) del artículo a fabricar;
donde la tapa (4) presenta un carácter reversible que permite cerrar el cuerpo (2) a través de la primera cara (41) o de la segunda cara (43).
El contorno de la tapa (4) presenta elementos de sujeción (45) que facilitan el volteo de la tapa (4) por parte de elementos de volteo externos, ver FIG. 2.
Las figuras 10d-10f muestran una secuencia de funcionamiento en las que se aprecia el carácter reversible de la tapa (4). En la FIG. 10d, la tapa (4) se encuentra cerrada por la primera cara (41), de modo que una primera inyección de material plástico rellena el primer volumen (V1) para definir un primer elemento del artículo a fabricar. FIG. 10e muestra el momento en el que se da la vuelta a la tapa (4) para cerrarla sobre el cuerpo (2) por su segunda cara (43). Durante este proceso se aprovecha para introducir otro componente del artículo a fabricar, en este caso, la parte más externa de la suela (P). En la FIG. 10f, la tapa (4) se encuentra cerrada por la segunda cara (41), de modo que una segunda inyección de material plástico rellena el segundo volumen (V<2>) para definir un segundo elemento del artículo a fabricar.
Como se aprecia en el diagrama de la FIG. 11, el molde (1) comprende medios de identificación remotos (101) configurados para transmitir información (I) del molde (1) mediante radiofrecuencia a una red de datos (R). De este modo, el sistema central de datos de la planta de fabricación puede recibir dicha información (I) y enviar las órdenes correspondientes al molde (1) para su operación.
El molde (1) comprende:
medios de identificación locales (102) configurados para transmitir información (I) del molde (1) mediante cableado y/o conexión directa a un dispositivo electrónico (D);
medios de conexión inalámbrica (103) configurados para conectarse a Internet y/o a una red de datos (R); y sensores (104) de presión y temperatura para conocer las condiciones físicas en el interior del mismo.
El molde (1) se alimenta eléctricamente de una fuente de alimentación propia (105) mediante una o más baterías dispuestas dentro del mismo, y/o de una fuente de alimentación externa (E) a través de una toma de conexión eléctrica (106) dispuesta en el mismo.
Las figuras 12a, 12b, 13a y 13b muestran con mayor detalle la configuración y el funcionamiento del mecanismo de inyección (110) del molde (1). Como se puede apreciar, dicho mecanismo de inyección (110) está formado por un primer bloque de inyección (110a) asociado a la primera pieza lateral (2a), y por un segundo bloque de inyección (110b) asociado a la segunda pieza lateral (2b). Ambos bloques (110a, 110b) son separables entre sí, ver FIG 12a, y entre ellos se conforman los canales de inyección (112) que cuentan con orificios de salida (113), ver FIG. 1.
A su vez, el mecanismo de inyección (110) se encuentra configurado para deslizarse en sentido ascendente (dn<ü>) mediante la acción ejercida por un mecanismo elástico (120) dispuesto entre el cuerpo (2) y la tapa (4). En este caso, por la fuerza elástica de un primer muelle (120a) y de un segundo muelle (120b). Ello provoca un deslizamiento ascendente (dn<0a>, dn<0b>) de cada uno de los bloques (110a, 110b) respecto a las piezas laterales (2a, 2b) cuando la tapa (4) se encuentra abierta, ver FIGS. 12a y 12b. Por el contrario, cuando se cierra la tapa (4), dichos bloques de inyección (110a, 110b) se deslizan en sentido contrario a la fuerza elástica de los muelles (120a, 120b), produciéndose con ello una presión de la parte superior del mecanismo de inyección (110) contra la tapa (4), ver FIGS. 13a y 13b. Dicha presión garantiza la estanqueidad durante el cierre de molde (1), es decir, entre el cuerpo (2) y la tapa (4), evitando escapes de material fluido hacia afuera del molde (1).
Las figuras 14-18 muestran una segunda realización del molde (1) de la presente invención.
Como se ve en la FIG. 14, de igual modo que en la primera realización, dicho molde (1) comprende:
un cuerpo (2) que define una superficie interna (S<2>), formado por una primera pieza lateral (2a) y una segunda pieza lateral (2b);
una tapa (4) configurada para cerrar dicho cuerpo (2); y
medios de cierre y apertura propios (5) configurados para mantener unidos el cuerpo (2) y la tapa (4) durante el movimiento de dicho molde (1).
Asimismo, dicho molde (1) puede comprender también:
una plantilla (3) elásticamente deformable dispuesta entre el cuerpo (2) y la tapa (4), que se ajusta sobre la superficie interna (S<2>) y que se encuentra configurada para recibir una o más piezas laminares (L) de un artículo a fabricar; y un contra-molde u horma (6) que ocupa un volumen (V) definido entre el cuerpo (2) y la tapa (4), y queda dispuesto entre la plantilla (3) y la tapa (4), y se encuentra configurado para presionar las piezas laminares (L) contra la plantilla (3) cuando el cuerpo (2) y la tapa (4) se encuentran unidos.
Como se ve en la FIG. 15, de igual modo que en la primera realización, los medios de cierre y apertura propios (5) comprenden:
una pluralidad de pestillos superiores (51), uno por cada esquina del molde (1), donde cada uno de ellos discurre a través de un orificio superior (52) que se extiende del cuerpo (2) a la tapa (4), en cuyo extremo presenta un elemento de cierre superior (53) configurado para unir el cuerpo (2) a la tapa (4); y
al menos un elemento de bloqueo (54) que trabaja en colaboración con el elemento de cierre superior (53); y al menos un accionamiento de desbloqueo (55) configurado para liberar el elemento de cierre (53) del elemento de bloqueo (54).
Sin embargo, en este caso, la tapa (4) es atravesada longitudinalmente por dos accionamientos de desbloqueo (55), configurados a modo de pletina o barra, donde cada uno de ellos comprende un muelle interior (58) entre dos extremos de accionamiento (55L, 55R). Dicho muelle interior (58) se encuentra configurado para permitir un ligero desplazamiento lineal del accionamiento de desbloqueo (55) a través de la tapa (4) hasta que uno u otro de sus extremos de accionamiento (55L, 55R) sobresale lateralmente de la tapa (4). Ello permite orientar los elementos de bloqueo (54), configurados cada uno de ellos a modo de orificio, para trabajar en colaboración con el elemento de cierre superior (53) permitiendo su liberación o bloqueo, tal y como se aprecia en las FIGS. 16a-16d.
Asimismo, de igual modo que en la primera realización, los medios de cierre y apertura propios (5) comprenden al menos un muelle de cierre (56) configurado para presionar la tapa (4) contra el cuerpo (2) cuando ambos se encuentran unidos, FIG. 16d. Para ello, los medios de cierre y apertura propios (5) comprenden al menos una varilla (57) que presenta un extremo superior (57s) en el que se encuentra dispuesto el pestillo superior (51); y un extremo inferior (57i).
Sin embargo, en este caso, cada muelle (56) se encuentra dispuesto en el extremo superior (57s) de la correspondiente varilla (57), mientras que el extremo inferior (57i) de la misma se encuentra solidaria o unida a una base de apoyo (59) dispuesta bajo el cuerpo (2). Dicha unión impide el movimiento vertical de las varillas (57) respecto a la base de apoyo (59).
Por otro lado, cada muelle (56) queda dispuesto en su correspondiente varilla (57) dejando una holgura (H) entre el cuerpo (2) y la base de apoyo (59), permitiendo un desplazamiento vertical relativo (dVR) entre dichos elementos (2, 59) cuando el muelle (56) se comprime, FIGS. 16a-16d. Un calce (59c) dispuesto en cada unión del extremo inferior (57i) de las varillas (57) con la base de apoyo (59) facilita el encaje del cuerpo (2) con la base de apoyo (59) cuando se produce dicho desplazamiento vertical relativo (dVR).
Las figuras 16a-16d muestran una secuencia de unión de la tapa (4) al cuerpo (2) del molde (1), basada en los medios de cierre y apertura propios (5) descritos para la FIG. 15.
Como se ve en la FIG. 16a, la tapa (4) se encuentra separada del cuerpo (2). Para proceder al cierre del cuerpo (2) con la tapa (4), se presiona en primer lugar uno de los extremos de accionamiento (55L, 55R), en este caso el extremo de accionamiento derecho (55R), comprimiéndose el muelle interior (58). Ello permite orientar los elementos de bloqueo (54), u orificios, de modo que los elementos de cierre (53) pueden pasar a través de ellos. En esta situación existe una holgura (H) entre la base de apoyo (59) y la parte inferior del cuerpo (2) debida a la acción de los muelles (56).
Como se ve en la FIG. 16b, la tapa (4) entra en contacto con la parte superior del cuerpo (2), manteniéndose todavía en ese instante la holgura (H).
Como se ve en la FIG. 16c, la presión ejercida sobre la tapa (4) actúa a su vez sobre los muelles (56) provocando un desplazamiento vertical relativo (dVR), entre el cuerpo (2) y la base de apoyo (59). En este caso, un movimiento descendente del cuerpo (2) hacia la base de apoyo (59) hasta que entra en contacto con la misma, eliminando la holgura (H). Ello permite que, en la parte superior, los elementos de cierre (53) sobrepasen los orificios que conforman los elementos de bloqueo (54). En ese instante, el muelle interior (58) se descomprime empujando los elementos de desbloqueo (55) en sentido contrario, atrapando por debajo los elementos de cierre (53).
Como se ve en la FIG. 16d, el cuerpo (2) queda cerrado por la tapa (4) con la fuerza de los muelles (56).
Como se ve en la FIG. 17, el molde (1) comprende medios de cierre y apertura laterales (9) configurados para mantener unidas la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b), y para permitir una posterior separación lateral de las mismas.
En este caso, los medios de cierre y apertura laterales (9) comprenden:
al menos un husillo (901), preferentemente dos dispuestos en paralelo, que atraviesa lateralmente ambas piezas laterales (2a, 2b) y que se encuentra configurado para roscarse a las mismas; donde la separación y posterior unión de dichas piezas laterales (2a, 2b) se realiza mediante el roscado/desenroscado de dicho husillo (901).
Cada husillo (901) comprende un extremo de actuación (902) que sobresale de una de las piezas laterales (2a, 2b) y/o que resulta accesible desde el exterior del cuerpo (2), cuyo giro provoca el roscado/desenroscado de dicho husillo (901). Preferentemente, en el caso de disponer de dos o más husillos (901), los medios de cierre y apertura laterales (9) se encuentran engranados para permitir su sincronismo, es decir, que el giro sobre el extremo de actuación (902) de uno ellos provoque el roscado/desenroscado de todos los husillos (901). Para ello, preferentemente, los medios de cierre y apertura laterales (9) comprenden una correa dentada (903) que engrana con una polea dentada (904) dispuesta de forma solidaria en cada husillo (901). Adicionalmente, se puede disponer de una polea dentada intermedia (905) anclada con posibilidad de giro dentro del cuerpo (2) para rigidizar el sistema y redistribuir mejor las tensiones sobre la correa dentada (903).
Como se ve en la FIG. 18, cuando la tapa (4) se encuentra retirada del cuerpo (2), el giro sobre un extremo de actuación (902) permite que las piezas laterales (2a, 2b) se desplacen en sentidos opuestos (d<2a>, d<2b>). Para mayor claridad, la placa (26) se ha ilustrado separada del cuerpo (2), si bien, cabe señalar que los extremos de actuación (902) son accesibles desde el exterior del cuerpo (2), ya que se muestran y/o sobresalen de los orificios de acceso (27).
Como se ve en las figuras 19 y 20, la máquina (M1) para la fabricación de artículos tridimensionales comprende: un módulo de recepción (M2), o módulo de alimentación, configurado para recibir un molde (1) formado por un cuerpo (2) y una tapa (4) unidos mediante medios de cierre y apertura propios (5);
un módulo de acondicionamiento (M3) configurado para recibir el molde (1) procedente del módulo de recepción (M2) y actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para separar la tapa (4) del cuerpo (2); y
un módulo de manipulación (M4) configurado para recibir el cuerpo (2) procedente del módulo de acondicionamiento (M3) y permitir la colocación de los componentes del artículo a fabricar.
Como se puede apreciar, el módulo de manipulación (M4) comprende:
un mecanismo robotizado (M43), en este caso un doble brazo robot, configurado para asistir a un operario en la colocación dentro del cuerpo (2) de los componentes del artículo a fabricar.
También se puede referir a la máquina (M1) para la fabricación de artículos tridimensionales como máquina de ensamblaje, máquina para manipulación de moldes independientes (1) y/o estación de trabajo para colocación de piezas laminares de artículos tridimensionales de pared flexible.
Como se ve en las figuras 21 y 22, el módulo de recepción (M2) comprende:
una primera banda transportadora (M21) configurada para recibir el molde (1); y
un primer mecanismo de alineación (M22) configurado para alinear el molde (<1>) según una dirección de avance (d<M21>) de la primera banda transportadora (M21).
La FIG. 23 muestra una vista en planta del módulo de recepción (M2) en el momento en el que se lleva a cabo la alineación del molde (1).
La FIG. 24 muestra una vista en planta del módulo de recepción (M2) con el molde (1) alineado según la dirección de avance (d<M21>).
Como se ve en las figuras 25 y 26, el módulo de acondicionamiento (M3) comprende:
una segunda banda transportadora (M31) configurada para recibir el molde (1) procedente del módulo de recepción (M2); y
un segundo mecanismo de centrado (M32) configurado para centrar el molde (1) horizontalmente, de forma longitudinal y transversal a una dirección de avance (d<M31>) de la segunda banda transportadora (M31).
La FIG. 27 muestra una vista lateral del módulo de acondicionamiento (M3) llevando a cabo la elevación del molde (1). Como se puede apreciar, el módulo de acondicionamiento (M3) comprende un mecanismo de elevación (M33) configurado para elevar el molde (1).
La FIG. 28 muestra una vista frontal del módulo de acondicionamiento (M3) llevando a cabo la apertura de la tapa (4).
Como se puede apreciar, el módulo de acondicionamiento (M3) comprende:
un mecanismo de apertura (M34) configurado para actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) del molde (1) y separar la tapa (4) del cuerpo (2); y
un mecanismo de sujeción (M35) configurado para sujetar la tapa (4) una vez separada del cuerpo (2).
Como se puede apreciar, el módulo de acondicionamiento (M3) comprende:
un mecanismo de cierre (M37) configurado para actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) del molde (1) y unir la tapa (4) al cuerpo (2) tras el paso de dicho cuerpo (2) por el módulo de manipulación (M4).
Las figuras 29 y 30 muestran respectivamente una vista lateral y una vista frontal del módulo de acondicionamiento (M3) llevando a cabo el descenso del cuerpo (2) mientras la tapa (4) queda sujeta por encima del mismo.
Las figuras 31 y 32 muestran respectivamente una vista lateral y una vista frontal del módulo de acondicionamiento (M3) llevando a cabo el volteo de la tapa (4). Como se puede apreciar, el módulo de acondicionamiento (M3) comprende un mecanismo de volteo (M36) configurado para voltear la tapa (4).
Las figuras 33-36 muestran respectivamente una vista en planta, una vista lateral y dos vistas frontales del módulo de manipulación (M4) llevando a cabo la apertura lateral del cuerpo (2).
Como se puede apreciar, el módulo de manipulación (M4) comprende:
un mecanismo de apertura lateral (M41) configurado para actuar sobre unos medios de cierre y apertura laterales (9) de dicho cuerpo (2) para separar lateralmente una primera pieza lateral (2a) y una segunda pieza lateral (2b) del mismo; y un mecanismo de cierre lateral (M44) configurado para actuar sobre los medios de cierre y apertura laterales (9) de dicho cuerpo (2) para unir lateralmente la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b) del mismo.
La configuración descrita del mecanismo de apertura lateral (M41) y del mecanismo de cierre lateral (M44) permite actuar sobre la cara inferior del molde (1) y sobre las caras laterales del mismo, respectivamente. Ello permite liberar espacio en la parte central y superior del módulo de manipulación (M4), a fin de facilitar el trabajo de colocación de los componentes del artículo a fabricar a un operario o al mecanismo robotizado (M43), ver FIG. 20.
Así pues, la máquina (M1) opera sobre el molde (1) de la presente invención, manipulando sus mecanismos de auto bloqueo (5, 9). En concreto:
la máquina (M1) se encuentra configurada para trabajar con el molde (1) actuando sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para separar la tapa (4) del cuerpo (2); y/o
la máquina (M1) se encuentra configurada para trabajar con el molde (1) actuando sobre los medios de cierre y apertura laterales (9) para mantener unidas la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b), y para permitir una posterior separación lateral de las mismas.
Las figuras 37 y 38 muestran respectivamente una vista en planta y una vista lateral del módulo de manipulación (M4) llevando a cabo el desmolde.
Como se puede apreciar, el módulo de manipulación (M4) comprende:
un mecanismo de desmolde (M42) configurado para permitir la extracción de un artículo fabricado (A) dispuesto dentro del cuerpo (2).
El cuerpo (2) del molde (1) comprende un orificio de desmolde (60) configurado para permitir el paso de un elemento de desmolde (M48) de la máquina (M1) para la extracción de la horma (6) mediante el empuje ejercido sobre la misma por dicho elemento de desmolde (M48). De este modo, una vez fabricado el artículo (A) se puede extraer la horma (6) del mismo. Las figuras anteriores muestran el procedimiento para la fabricación de artículos tridimensionales de la presente invención, el cual comprende las siguientes etapas:
a) recibir un molde (1) formado por un cuerpo (2) y una tapa (4) unidos mediante medios de cierre y apertura propios (5); b) actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para separar la tapa (4) del cuerpo (2); y
c) colocar los componentes del artículo a fabricar dentro del cuerpo (2).
La etapa a) comprende:
a1) recibir el molde (1) sobre una primera banda transportadora (M21); y
a2) alinear el molde (1) según una dirección de avance (dM<21>) de la primera banda transportadora (M21).
La etapa b) comprende:
b1) recibir el molde (1) sobre una segunda banda transportadora (M31);
b2) centrar el molde (1) horizontalmente, de forma longitudinal y transversal a una dirección de avance (dM31) de la segunda banda transportadora (M31);
b3) elevar el molde (1);
b4) actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) del molde (1) para separar la tapa (4) del cuerpo (2); y b5) sujetar la tapa (4) una vez separada del cuerpo (2).
Preferentemente, la etapa b) comprende adicionalmente:
b6) voltear la tapa (4).
La etapa b) comprende adicionalmente:
b7) actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) del molde (1) para unir la tapa (4) al cuerpo (2).
La etapa c) comprende:
c1) actuar sobre unos medios de cierre y apertura laterales (9) del cuerpo (2) para separar lateralmente una primera pieza lateral (2a) y una segunda pieza lateral (2b) del mismo.
La etapa c) comprende adicionalmente:
c2) colocar dentro del cuerpo (2) los componentes del artículo a fabricar.
c3) colocar dentro del cuerpo (2) los componentes del artículo a fabricar.
La etapa c) comprende adicionalmente:
c4) actuar sobre los medios de cierre y apertura laterales (9) del cuerpo (2) para unir lateralmente la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b) del mismo.
Los artículos (A) tridimensionales a fabricar son de pared flexible.
La FIG. 39 muestra una vista esquemática de la planta de fabricación inteligente de artículos tridimensionales de la presente invención.
Como se puede apreciar dicha planta comprende:
un área de selección (100) configurada para almacenar una pluralidad de moldes (1) formados por un cuerpo (2) y una tapa (4) unidos mediante medios de cierre y apertura propios (5);
un área de ensamblaje (200) que presenta una pluralidad de máquinas de ensamblaje (M1) configurada para: recibir un molde (1) procedente del área de selección (100);
actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para separar la tapa (4) del cuerpo (2);
permitir la colocación de los componentes del artículo que se va a fabricar dentro del cuerpo (2); y actuar sobre los medios de cierre y apertura incorporados (5) a fin de unir la tapa (4) al cuerpo (2) después de la colocación de los componentes del artículo que se va a fabricar;
y
un área de inyección (300) que presenta una primera máquina de inyección (301) configurada para:
recibir un molde (1) procedente del área de ensamblaje (200) tras la colocación de los componentes del artículo a fabricar, cuya tapa (4) se encuentra unida al cuerpo (2); y
unir los componentes del artículo a fabricar dispuestos dentro del molde (1) mediante una primera inyección de material plástico.
El área de inyección (300) comprende:
dos máquinas de volteo (302) configuradas para:
recibir un molde (1) del área de ensamblaje (200) después de la colocación de los componentes del artículo que se va a fabricar, y recibir un molde (1) de la primera máquina de inyección (301) después de la primera inyección de material plástico; y voltear la tapa (4) y unirla al cuerpo (2) una vez más;
y
una segunda máquina de inyección (303) configurada para:
recibir el molde (1) procedente de la máquina de volteo (302); y
realizar una segunda inyección de material plástico.
El área de ensamblaje (200) comprende una zona de adelantamiento (202) que permite el adelantamiento de un molde seleccionado (1s) sobre otros moldes en espera (1R) para dirigirlo a una máquina de ensamblaje (M1) libre.
La planta de fabricación incorpora:
un sistema eléctrico que aporta energía a los moldes (1) de forma selectiva;
un sistema de control de moldes (1) a nivel remoto; y
un almacén inteligente que optimiza la utilización de los moldes (1), dado que pueden entrar y salir cuando sea necesario debido a su movilidad, y porque la fábrica acumula datos de fabricación e implementa algoritmos de cálculo que permiten tomar las decisiones más eficientes del proceso de fabricación.
El molde (1) comprende medios de identificación remotos configurados para transmitir información del mismo mediante radiofrecuencia a una red de datos. De este modo, el sistema central de datos de la planta de fabricación puede recibir dicha información y enviar las órdenes correspondientes al molde para su operación.

Claims (19)

REIVINDICACIONES
1. Un molde para la fabricación de artículos tridimensionales, que comprende:
un cuerpo (2) que define una superficie interna (S<2>), que comprende
una parte fija (21) sobre la que se soporta el molde (1); y
una parte intercambiable (22) que se configura para montarse de forma extraíble en la parte fija (21);
una tapa (4) configurada para cerrar dicho cuerpo (2); y - medios de cierre y apertura incorporados (5) configurados para mantener el cuerpo (2) y la tapa (4) unidos durante el movimiento de dicho molde (1); en donde los medios de cierre y apertura incorporados (5) se configuran para moverse junto con el molde (1) a lo largo de una línea de producción, asegurando un cierre seguro y hermético de dicho molde (1), capaz de resistir las presiones de trabajo producidas en el mismo, manteniendo la tapa (4) cerrada contra el cuerpo (2);
caracterizado porque la porción intercambiable (22) se dispone dentro de la parte fija (21), que define la superficie interna (S<2>) del cuerpo (2); y porque el molde (1) comprende:
una plantilla (3) elásticamente deformable dispuesta entre el cuerpo (2) y la tapa (4), que se ajusta sobre la superficie interna (S<2>) y que se encuentra configurada para recibir una o más piezas laminares (L) de un artículo a fabricar; y/o un contramolde u horma (6) que ocupa un volumen definido (V) entre el cuerpo (2) y la tapa (4).
2. Molde según la reivindicación 1, caracterizado porque el contra-molde u horma (6) queda dispuesto entre la plantilla (3) y la tapa (4), y se encuentra configurada para presionar las piezas laminares (L) contra la plantilla (3) cuando el cuerpo (2) y la tapa (4) se encuentran unidos.
3. Molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el cuerpo (2) comprende un orificio de desmolde (60) configurado para permitir el paso de un elemento de desmolde externo para la extracción de la horma (6) mediante el empuje ejercido sobre la misma por dicho elemento de desmolde externo.
4. Molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la parte fija (21) es de material metálico; y porque la parte intercambiable (22) es de material metálico o plástico.
5. Molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el cuerpo (2) comprende:
una cámara de vacío (23) que comunica con una pluralidad de orificios succión (24) que llegan hasta la superficie interna (S<2>) del cuerpo (2); y
una boquilla de extracción (25) que permite la extracción del aire de la cámara de vacío (23).
y porque la plantilla (3) comprende:
una pluralidad de orificios (31) en comunicación con los orificios succión (24), configurados para atraer contra dicha plantilla (3) una o más piezas laminares (L) del artículo a fabricar cuando se extrae el aire de la cámara de vacío (23).
6. Molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el cuerpo (2) comprende:
una primera pieza lateral (2a) que define una primera porción (S<2a>) de la superficie interna (S<2>); y
una segunda pieza lateral (2b) que define una segunda porción (S<2b>) de la superficie interna (S<2>);
donde la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b) se encuentran unidas entre sí cuando la tapa (4) se encuentra unida al cuerpo (2), y configuradas para desplazarse en sentidos opuestos (d<2a>, d<2b>) una vez retirada la tapa (4) del cuerpo (2).
7. Molde según la reivindicación 6, caracterizado porque la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b) se encuentran conjuntamente cubiertas por una funda elástica (7) configurada para impedir la entrada de aire externo cuando se separan ambas piezas laterales (2a, 2b).
8. Molde según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado porque comprende medios de cierre y apertura laterales (9) configurados para mantener unidas la primera pieza lateral (2a) y la segunda pieza lateral (2b), y para permitir una posterior separación lateral de las mismas, formados por:
al menos un pestillo lateral (91) que discurre a través de un orificio lateral (92) del cuerpo (2), en cuyo extremo presenta un elemento de cierre lateral (93) configurado para unir la primera pieza lateral (2a) a la segunda pieza lateral (2b); y al menos un accionamiento inferior (94) que discurre a través de un orificio inferior (95) del cuerpo (2), en cuyo extremo presenta un elemento de apertura lateral (96) configurado para desbloquear el elemento de cierre (93) del pestillo lateral (91).
9. Molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la tapa (4) comprende:
una primera cara (41) que define un primer contra-molde (42) asociado a un primer volumen (V1) del artículo a fabricar; y una segunda cara (43) que define un segundo contra-molde (44) asociado a un segundo volumen (V<2>) del artículo a fabricar;
donde la tapa (4) presenta un carácter reversible que permite cerrar el cuerpo (2) a través de la primera cara (41) o de la segunda cara (43).
10. Molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los medios de cierre y apertura propios (5) comprenden:
al menos un pestillo superior (51) que discurre a través de un orificio superior (52) que se extiende del cuerpo (2) a la tapa (4), en cuyo extremo presenta un elemento de cierre superior (53) configurado para unir el cuerpo (2) a la tapa (4); y al menos un elemento de bloqueo (54) que trabaja en colaboración con el elemento de cierre superior (53); y al menos un accionamiento de desbloqueo (55) configurado para liberar el elemento de cierre (53) del elemento de bloqueo (54).
11. El molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los medios de cierre y apertura incorporados (5) comprenden al menos un muelle de cierre (56) configurado para presionar la tapa (4) contra el cuerpo (2) cuando ambos están unidos; y porque los medios de cierre y apertura incorporados (5) comprenden al menos una varilla (57) que tiene:
un extremo superior (57s) en el que se encuentra dispuesto el pestillo superior (51); y
un extremo inferior (57i) sobre en el que se encuentra dispuesto el muelle de cierre (56);
donde el muelle de cierre (56) se encuentra en posición comprimida (56T) cuando la tapa (4) se encuentra unida al cuerpo (2) para ejercer una fuerza de empuje descendente (F<56>) contra el extremo inferior (57i) de la varilla (57).
12. El molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende un mecanismo de inyección (110) configurado para deslizarse en sentido ascendente (dnü) mediante la acción ejercida por un mecanismo elástico (120) dispuesto entre el cuerpo (2) y la tapa (4).
13. El molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la tapa (4) comprende un revestimiento parcial de un material elásticamente deformable.
14. El molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque se encuentra configurado para mantenerse cerrado sin necesidad de estar conectado o fijado a una máquina, permitiendo su movilidad a lo largo de una cadena de proceso de una planta de fabricación.
15. El molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque se encuentra configurado para moverse a lo largo de una línea de producción conjuntamente con los medios de cierre y apertura propios (5), manteniendo unidos el cuerpo (2) y la tapa (4) durante el movimiento de dicho molde (1).
16. El molde según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque comprende una base de apoyo (59) dispuesta bajo el cuerpo (2); y porque los medios de cierre y apertura propios (5) se encuentran configurados para dejar una holgura (H) entre el cuerpo (2) y dicha base de apoyo (59) para permitir un desplazamiento vertical relativo (dVR) entre ambos (2, 59).
17. El molde según la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de cierre y apertura laterales (9) comprenden:
al menos un husillo (901) que atraviesa lateralmente ambas piezas laterales (2a, 2b) y que se encuentra configurado para roscarse a las mismas; donde la separación y posterior unión de dichas piezas laterales (2a, 2b) se realiza mediante el roscado/desenroscado de dicho husillo (901).
18. Un método de fabricación de artículos tridimensionales, que comprende las siguientes etapas:
a) recibir un molde (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, formado por un cuerpo (2) y una tapa (4) unidos mediante medios de cierre y apertura propios (5);
b) actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para separar la tapa (4) del cuerpo (2); y
c) colocar los componentes del artículo a fabricar dentro del cuerpo (2).
caracterizado porque la etapa c) comprende:
c1) actuar sobre unos medios de cierre y apertura laterales (9) del cuerpo (2) para separar lateralmente una primera pieza lateral (2a) y una segunda pieza lateral (2b) del mismo.
19. Una planta para la fabricación de artículos tridimensionales, caracterizada porque comprende:
a) una pluralidad de moldes (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, formado por un cuerpo (2) y una tapa (4) unidos mediante medios de cierre y apertura propios (5);
un área de selección (100) configurada para almacenar la pluralidad de moldes (1);
un área de ensamblaje (200) que presenta al menos una máquina (M1) configurada para:
recibir un molde (1) procedente del área de selección (100);
actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para separar la tapa (4) del cuerpo (2);
permitir la colocación de los componentes del artículo a fabricar dentro del cuerpo (2); y
actuar sobre los medios de cierre y apertura propios (5) para unir la tapa (4) al cuerpo (2) tras la colocación de los componentes del artículo a fabricar;
y
un área de inyección (300) que presenta al menos una primera máquina de inyección (301) configurada para: recibir un molde (1) del área de ensamblaje (200) tras la colocación de los componentes del artículo que se va a fabricar, cuya tapa (4) se une al cuerpo (2); y unir los componentes del artículo que se va a fabricar dispuestos en el interior del molde (1) mediante una primera inyección de material plástico.
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