Lograr un acabado de alta integridad y brillo despende en gran medida de un curado adecuado entre las capas. El tiempo de curado es necesario para que el material se seque y para que las reacciones químicas se completen antes de que se aplique otra capa de revestimiento. La radiación infrarroja (RI) catalítica a gas se está posicionando como una de las fuente de calor preferidas para curar, pero lo máximo que se puede curar se limita a las áreas que están directamente en la línea del rayo de RI.” U.S. Autocure, un especialista en revestimiento y automatización con base en Arizona desarrolló un sistema automatizado que lanza rayos de RI de forma pareja en todas las superficies contorneadas del automóvil, pero tuvo que superar un desafío más importante: mover pesados brazos y disparadores metálicos de forma suave y silenciosa, y en conformidad con las estrictas regulaciones de seguridad para las cabinas de rociado.
Una revolución para el curado con RI
Luego de rociar la pintura de base, la pintura o la capa transparente, la mayoría de las operaciones en la pintura de un vehículo curan cada capa con aire caliente dentro de la cabina de rociado, lo cual puede demorar más de 30 minutos por capa; luego, envían el proyecto a la siguiente operación solo con el 60 por ciento curado. Esto suele ser suficiente para aplicar una segunda capa, pero no es lo ideal. Sin embargo, un número cada vez mayor de talleres de reparaciones comenzó a calentar las capas con ondas de RI en lugar de calentar toda la cabina de rociado. Este nuevo método puede reducir el tiempo de revestimiento, pero tiene una gran desventaja.
Dado que la mayoría de las lámparas de RI están ancladas en un lugar fijo y los rayos de RI dan principalmente con aquello que está en línea directa, el calor que reciben las superficies contorneadas no es parejo. Las lámpara de RI portátiles brindan más flexibilidad, pero requieren más tiempo técnico y de posicionamiento manual, lo cual puede comprometer la uniformidad.
Sin embargo, el sistema de curado Phoenix 1000 de U.S. Autocure, resuelve este problema con un marco de grúa móvil que automatiza el movimiento de las lámparas de calor por RI en 13 ejes de movimiento para optimizar una curado parejo de todo el vehículo, incluidos topes de puertas, faldones laterales, sección superior e inferior de partes sueltas y parachoques.
“Nuestro marco entra en la cabina de rociado de un taller de reparaciones de automóviles y se mueve sobre dos pistas en el suelo”, dijo el ingeniero de U.S. Autocure, Mark Abel. “A medida que escanea de la parte frontal a la trasera, un brazo con lámparas de RI se mueve hacia arriba y hacia abajo, y se ajusta a los cambios en la altura del vehículo. Al mismo tiempo, disparadores con calentadores a cada lado del marco se abren y cierran siguiendo una secuencia programada para acomodarse a los contornos según sea necesario. Esto permite una opción de ejecución automática en la que las cámaras a cada lado también se mueven hacia arriba y hacia abajo, hacen lectura de la profundidad y la altura del vehículo, y envían datos de posicionamiento de vuelta a los controles”.
El sistema de curado Phoenix 1000 de U.S. Autocure es un sistema robótico digital completamente automatizado que usa inteligencia artificial (IA) para optimizar el curado de todas las capas de revestimiento en un automóvil.
Superar el ruido
Con un sinfín de partes en movimiento, mantener el movimiento del sistema Phoenix 1000 en silencio y con una vibración mínima presentó una gran desafío.
“Las carcasas de la cortina y los disparadores son de chapa metálica, por lo cual es posible que haya vibraciones y ruido en la medida que estos se mueven”, dijo Abel. “La cortina tiene cuatro calentadores y los disparadores tienen tres, además de varios accesorios de motores, cables, gas y tuberías. En la medida que una estructura tan pesada se mueve, vibra, y esto puede dañar los componentes eléctricos, los calentadores y los sensores. La longevidad de las partes es una gran preocupación”.
Para abordar este tema, los ingenieros de U.S. Autocure probaron diversos productos de movimiento, incluidos ejes de husillos y husillos de bolas expuestos, pero todo lo que probaban generaba demasiada vibración, no se movía lo suficientemente rápido, no podía soportar el peso o tenía otros problemas. Hasta que su distribuidor de automatización sugirió los sistemas de movimiento lineal de Thomson Industries.
“Todo lo que habíamos considerado antes de Thomson requería un contacto metal con metal”, dijo el socio director de U.S. Autocure, Mickey Meyer. “Esto era un problema no solo por el ruido, la vibración y el desgaste, sino también por una cuestión de seguridad. Estamos en un ambiente clase 1, división 2, y cualquier tipo de fricción que pudiera generar una chispa podría encender los vapores de pintura automatizados. Con las unidades lineales de Thomson, pudimos usar tuercas plásticas, lo cual también colaboró para que haya un menor desgaste y uso de energía”.
Emplear las unidades lineales Thomson Movopart MG-K ayudó a U.S. Autocure a lograr un movimiento suave y silencioso de las lámpara de RI superiores y laterales, y esto les permitió ajustarse a las superficies contorneadas del vehículo.
Abel dijo que la reputación de Thomson en cuanto a la confiabilidad contribuyó a la decisión que tomaron, así como lo hizo el hecho de que su costo fuera inferior al de otros sistemas de movimiento lineal en la misma clase y tamaño. La personalización también fue un factor que jugó su papel. Los ingenieros de aplicaciones de Thomson trabajaron junto con el equipo de U.S. Autocure para cambiar el número de dientes de engranaje en el diseño para lograr el perfil de velocidad óptimo que estaban buscando. “Si el rayo se mueve muy lento, podría quemar el acabado”, dijo Abel.
“Si se mueve muy rápido, no se llegan a completar las reacciones químicas. Necesitábamos ajustar esto para encontrar el punto justo cada combinación vehículo-revestimiento. Una aplicación inconsistente también podía resultar en adhesividad y puntos faltantes”.
Completar el curado
U.S. Autocure implementó tres tamaños diferentes de los sistemas de movimiento lineal Thomson Movopart® MG-K. Los Movoparts usan una transmisión con husillos de bolas y una montura sobre la parte superior de la unidad. Una banda cobertora se extiende por la unidad para proteger el husillo y la guía de contaminantes, y eliminar la necesidad de ajustar la tensión a medida que se desgasta.
Las unidades Movopart se anexan al motor paso a paso del sistema a través de un kit adaptador para el montaje del motor Thomson RediMount™, que son componentes modulares que permiten una instalación perfecta en solo algunos minutos.
“La tecnología de montaje rápido de Thomson nos ayudó a hacer las cosas de forma armoniosa”, dijo Abel. “Ensamblamos las máquinas en nuestro taller; luego, retiramos nuestros disparadores y cortinas, y los ponemos en el remolque con los rieles para enviárselos al cliente. Volvemos a ensamblar todo luego de instalar los rieles. Son solo seis piezas que debemos volver a unir”.
Dos sistemas de movimiento lineal Thomson M100 mueven el brazo que lleva los calentadores superiores hacia arriba y hacia abajo mientras el sistema se mueve hacia adelante y hacia atrás. Dos unidades Thomson MG07 están montadas de forma horizontal para direccionar el movimiento de los disparadores y captar las lámparas a fin de obtener una máxima cobertura y esquivar componentes sobresalientes, como los espejos. Dos unidades Thomson M100 más montadas de forma vertical para controlar el movimiento hacia arriba y hacia abajo de las cámaras para controlar las dimensiones del vehículo y enviar datos de posicionamiento a los componentes de control de movimiento.
La combinación de los sistemas de movimiento lineal posicionan los 10 calentadores para brindar una cobertura completa en el techo, los laterales y la parte trasera del vehículo. Cuando se complete el ciclo de curado, todas las partes habrán tenido la misma exposición, y esto genera un acabado parejo con puntos quemados, adhesividad ni áreas sin curar.
El sistema de movimiento lineal Movopart de Thomson transforma la energía de los motores paso a paso en movimiento hacia arriba y hacia abajo programable a fin de permitir que las lámpara de calor de RI mantengan la distancia correcta en todo el vehículo.
Administrar la información de revestimiento
Detrás del movimiento están las rutinas preprogramadas que realizan los PLC conectados a los servomotores que impulsan los sistemas de movimiento lineal de Thomson. Estas son rutinas de revestimiento almacenadas para los varios materiales que se usan en el proceso, así como para las modificaciones relacionadas con cada vehículo. También hay una estación de clima conectada que permite ajustar las distancias de calentamiento en función de las temperaturas y los parámetros de humedad almacenados por el fabricante para las diferentes recetas de revestimiento. Los pintores individuales también pueden almacenar y recuperar rutinas personales.
Los operadores interactúan con el sistema a través de un HMI en el panel principal o una tableta. Controlan los movimientos inmediatos del sistema con flechas hacia arriba y hacia abajo en una pantalla táctil, que controlan los parámetros de escaneo. Las imágenes de la cámara muestran dónde está situado el vehículo exactamente en la cabina.
Las unidades lineales de Thomson montadas en la parte trasera del disparador superior permite que los operadores posicionen la lámpara de calor de manera óptima en relación con la rueda contorneada del vehículo.
Curado total del revestimiento de automóviles
Con el Phoenix 1000, las aplicaciones que curan la pintura de automóviles que hubieran demorado 30 minutos utilizando métodos convencionales podrían completar el proceso con una calidad superior en solo 10 minutos. Esto permite la expansión de la capacidad de la planta sin añadir bienes raíces a la cabina de rociado, que posiblemente se pague a misma en solo 9 o 12 meses.
Los sistemas actualmente instalados de U.S. Autocure han demostrado su valor para los talleres. La empresa que hoy ya tiene cinco años se está expandiendo por EE. UU., está desarrollando modelos para centro de producción automotriz y realizando investigaciones en tecnología de materiales. La compañía también cautivó la atención de la industria pesada y ha diseñado dos nuevas máquinas para fábricas y aplicaciones de línea de montaje.
El rendimiento confiable, suave y silencioso de las unidades Movopart de Thomson se ha ganado la designación de proveedor de movimiento lineal predeterminado de U.S. Autocure. A medida que su negocio crece, los productos de Thomson irán avanzando con él.