ES2608867T3

ES2608867T3 - Dispositivo para el moldeo rotacional de material plástico

Info

Publication number: ES2608867T3
Application number: ES13773339.0T
Authority: ES
Inventors: Jan KUIJT; Ben KUIJT; Frank HARLEMAN; Filip CLAUS; Johan Potargent
Original assignee: AMS Belgium BV
Current assignee: AMS Belgium BV
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2017-04-17
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: HK1207602A1; CN104718057A; BR112014027065A2; CN104718057B; EP2844446A2; PL2844446T3; US20150118341A1; BR112014027065B1; IN2014DN10029A; NL2010182C2; WO2013164765A2; WO2013164765A9; US9327431B2; DK2844446T3; BE1020382A5; EP2844446B1; WO2013164765A3; PT2844446T

Abstract

Dispositivo para moldeo rotacional para la producción de un objeto fabricado de un material que contiene una materia prima curable, donde el dispositivo comprende: un molde (5) que está dispuesto de manera móvil, que tiene una pared de molde (1), que circunda una cavidad de molde (12), donde el molde dispone de un dispositivo de control de temperatura (10) para controlar la temperatura del molde y que está íntegramente formado con el molde, un dispositivo de alimentación de material (4) para alimentar la materia prima curable en la cavidad del molde, y un brazo robótico (3), asociado al molde, sobre el que el molde se puede montar de manera móvil; caracterizado por el hecho de que el dispositivo comprende además una unidad de control (2) que comunica con el brazo robótico (3) y el dispositivo de control de temperatura (12), la unidad de control está dispuesta para simultáneamente aplicar un programa de temperatura-tiempo predeterminado al molde mediante el dispositivo de control de temperatura y un programa de movimiento-tiempo predeterminado mediante el brazo robótico.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo para el moldeo rotacional de material plastico

[0001] La presente invention se refiere a un dispositivo para el moldeo rotacional para la production de un objeto, fabricado de un material que contiene una materia prima curable, donde el dispositivo comprende un molde que esta dispuesto de forma movil, que tiene una pared de molde, rodeada por una cavidad de molde y un dispositivo de alimentation de material para alimentar la materia prima curable en la cavidad del molde, segun la primera revindication.

[0002] Al producir gran cantidad de la misma forma de plastico, frecuentemente se hace uso de tecnicas tales como el moldeo soplado, y el moldeo por inyeccion mediante extrusion de un plastico en un molde. Otra tecnica muy usada para la fabrication del revestimiento de objetos huecos sin tension en menor cantidad es el moldeo rotacional. El moldeo rotacional ofrece la posibilidad de producir formas huecas, cuyo revestimiento consiste en una o varias capas que estan construidas con diferentes materiales, por ejemplo una capa inferior de plastico y una capa superior de un material de acabado, por ejemplo piezas de vidrio, u objetos de los que el grosor del revestimiento deberia ser diferente localmente. En tecnicas conocidas para el moldeo rotacional de plastico, un molde se rellena con una cantidad de plastico, despues de lo cual el molde se coloca en un horno para el calentamiento y la fusion del plastico. Una vez el plastico se ha derretido, el molde sera rotado y opcionalmente agitado para obtener la distribution deseada del plastico fundido en el molde. Posteriormente, el molde se enfria y el objeto es desmoldado. Un revestimiento que contiene dos o mas capas se produce frecuentemente utilizando un molde conectado a una tolva o deposito, la tolva contiene la materia prima para la produccion de la segunda capa. Aunque el molde y el deposito estan aislados termicamente, la conexion entre los dos puede dar lugar a un gran numero de productos rechazados. El moldeo rotacional puede ser una tecnica voluminosa cuando se trabaja con moldes y depositos multiples. Otras desventajas de la tecnica del moldeo rotacional son un alto consumo de energia cuando se usan moldes calentados indirectamente donde los moldes, por ejemplo, se calientan colocandolos en un horno, condiciones de inseguridad, cuando se calientan directamente con una llama y capacidades de automatization y de control de proceso limitadas.

[0003] La WO2006/103179, a nombre de Krauss Maffei, divulga un dispositivo para el moldeo por inmersion o moldeo por vertido, al igual que un metodo para la fabricacion de un revestimiento plastico para un objeto hueco. El dispositivo contiene un molde para dar forma al revestimiento plastico, montado sobre un brazo robotico dispuesto centralmente. Segun una primera forma de realization, el molde se puede fijar a un contenedor con una materia prima de material plastico. Segun una forma de realizacion alternativa, el contenedor plastico y el molde estan montados sobre brazos roboticos separados y estan acoplados para permitir la dosificacion de plastico al molde. Un dispositivo de calentamiento esta dispuesto de manera que pueda recibir el molde vacio para el calentamiento indirecto del molde. El uso de un calentamiento indirecto del molde requiere que el molde, al igual que los componentes perifericos (hidraulicos), sean resistente a la temperatura. El brazo robotico esta previsto para el desplazamiento del molde hacia el espacio interno del horno para el calentamiento del molde, y desde alli hacia el dispositivo de alimentacion del material plastico para la formation de una conexion para la alimentacion de plastico desde el dispositivo de alimentacion de material plastico al molde. La conexion con el molde calentado trae consigo un riesgo de obstruction del compuesto en caso de aislamiento pobre. El molde calentado lleno se somete, junto con el dispositivo de alimentacion de material plastico, a un movimiento de rotation, agitation y pivoteo para formar el objeto. Luego, el molde y el dispositivo de alimentacion de material plastico se separan y se llevan a un horno de calentamiento para la gelificacion del plastico. Este calentamiento del molde y del plastico en dos pasos es de larga duration y desventajoso para la calidad del producto final. Despues del segundo paso de calentamiento, el molde se lleva a un dispositivo de enfriamiento y de alli a una estacion de extraction para la retirada del objeto plastico del molde. Es posible desconectar el molde del robot durante el paso de gelificacion y de enfriamiento, lo que permite que el robot sea accesible para la manipulation de otros moldes. El dispositivo de alimentacion de material plastico, el horno, el dispositivo de enfriamiento y la estacion de extraccion estan montados sobre una orbita circular alrededor del robot. Otras desventajas de estos dispositivos conocidos son que el molde tiene que ser movido desde una estacion a la otra para llevar a cabo todos los pasos del ciclo de relleno, calentamiento, enfriamiento y extraccion del revestimiento plastico. En caso de ser usado con moldes multiples, la duracion del ciclo total para llevar a cabo todos los pasos viene determinada por la duracion del ciclo del molde mas lento.

[0004] Un sistema de carrusel similar con diferentes estaciones, pero tambien para el moldeo rotacional se describe tambien, por ejemplo, en la XP002681519.

[0005] La US2007/0063370A1 divulga un dispositivo para el moldeo rotacional que pretende reemplazar tales sistemas de carrusel con estaciones diferentes. Sin embargo, la US2007/ 0063370A1 tambien tiene la desventaja de que el molde todavia no se puede someter lo suficientemente simultaneamente a un programa de tiempo-temperatura durante una pluralidad de operaciones, movimientos y un recorrido de desplazamiento. Para la alimentacion de la materia prima curable al molde, el programa de temperatura-tiempo aun se tiene que interrumpir para ejecutar una operation adicional con la ayuda de un brazo robotico a un dispositivo de alimentacion. Esto tiene como consecuencia que, si se quiere producir diferentes capas de material en el objeto, aun se obtiene un control insuficiente sobre el programa de temperatu ra-tiempo.

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[0006] La EP1.649.997, a nombre de Persico SpA, divulga un dispositivo para el moldeo rotacional, donde la pared del molde comprende canales de flujo integrados para un liquido caliente o frio, respectivamente, para calentar y enfriar el molde.

[0007] Consecuentemente, existe la necesidad de un dispositivo que sea adecuado para el moldeo rotacional, que ofrezca el posibilidad de producir un objeto, que pueda contener una pluralidad de capas de material que se superpongan unas sobre otras de manera que se pueda proporcionar un producto final que se construya con una combinacion de materias primas que es dificil de conseguir con las tecnicas existentes. Ademas, existe la necesidad de un dispositivo para producir cantidades grandes del mismo objeto con una capacidad de production aumentada.

[0008] Por lo tanto, un objeto de esta invention es proporcionar un dispositivo con el cual se pueda conseguir una capacidad de produccion mas alta para la produccion de cantidades grandes de un objeto utilizando un moldeo rotacional, preferiblemente un objeto hueco con un revestimiento.

[0009] Segun la invencion, esto se consigue por un dispositivo que muestra las caracteristicas tecnicas de la parte caracterizante de la primera revindication.

[0010] Con este fin, el dispositivo de esta invencion se caracteriza por el hecho de que el molde esta montado de forma movil sobre un brazo robotico, asociado al molde, donde el movimiento del molde es controlado por un dispositivo de control que comunica con el brazo robotico, y en el que el molde esta provisto de un dispositivo para controlar la temperatura del molde y que esta integramente formado con el molde.

[0011] Al formar el dispositivo para controlar la temperatura integramente con el molde y por montaje de forma movil del molde en un brazo robotico asociado al molde, es posible simultaneamente exponer el molde a un programa de temperatura-tiempo y a una pluralidad de operaciones, movimientos y un recorrido de desplazamiento. Asi, es posible realizar un ahorro de tiempo importante al calentar simultaneamente el material para la formation del objeto y distribuir este en el molde para la formacion del objeto. La unidad de control asegura que el programa de temperatura-tiempo deseado es seguido por el molde en combinacion con el desplazamiento y el movimiento del molde deseado, y se beneficia de la reproducibilidad del proceso de produccion. Las capacidades de control del proceso mejoradas dan como resultado objetos con una calidad reproducible, propiedades mecanicas reproducibles y un numero reducido de piezas rechazadas.

[0012] Debido a que el molde esta instalado sobre un brazo robotico, asociado al molde, es posible hacer que cada molde realice su propio programa, independientemente de otros moldes presentes en el dispositivo. Esto permite producir simultaneamente objetos multiples, haciendo uso de las mismas o diferentes materias primas, y tener los moldes individuales realizando un programa de temperatura-tiempo individual y un programa de movimiento-tiempo. El montaje del molde en un brazo robotico, asociado al molde, permite asi la manipulation individual de cada molde.

[0013] Formar el molde integramente con el dispositivo para controlar la temperatura del molde, permite una trasferencia de calor mas rapida y mas optimo a la pared del molde y a las materias primas que estan presentes en el molde.

Por lo tanto, la duration del ciclo, necesario para producir el objeto, se puede acortar y la perdida de calor se puede reducir.

La implementation del dispositivo de control de temperatura integramente con el molde mejora la accesibilidad del molde en comparacion con un molde que esta colocado en un horno externo y permite que la manipulacion adicional del molde, por ejemplo el relleno de este con materia prima curable tal como plastico, se puede realizar al molde in situ, al igual que la adicion de materiales extra, por ejemplo para conseguir un efecto decorativo o tecnico.

Operaciones tales como un desplazamiento del molde hacia el horno y despues a una position en el horno, la apertura y el cierre del horno, son superfluas, de manera que no solo se puede ahorrar tiempo sino que tambien se puede mejorar la eficiencia energetica del proceso.

[0014] La implementacion del dispositivo de control de temperatura integramente con el molde se puede realizar por metodos diferentes, bien conocidos por los expertos en la tecnica, por ejemplo integrando el dispositivo en la pared del molde o montando el dispositivo sobre un lado externo de la pared del molde o sobre un lado interno o integrandolo en un lado interno. El metodo de montaje debe ser elegido por los expertos en la tecnica teniendo en cuenta la naturaleza del dispositivo de calentamiento y enfriamiento.

[0015] Preferiblemente, el molde ademas incluye un espacio interno donde se encuentra el sensor de temperatura para medir la temperatura en el espacio interno del molde, para permitir un control del proceso que esta basado en la temperatura real del espacio del molde, que es representativo para la condition fisica real del plastico. Los inventores han determinado que tal control de proceso, basado en la temperatura real en el espacio del molde, permite un mejor control de proceso, se beneficia de la reproducibilidad del proceso y produce objetos huecos con un revestimiento con calidad reproducible, propiedades mecanicas reproducibles y una cantidad reducida de piezas rechazadas. Esto contrasta con los dispositivos que se conocen en el estado de la tecnica actual haciendo uso de un regimen de temperatura-tiempo predeterminado asumiendo que el plastico habra alcanzado una temperatura determinada despues de un periodo de calentamiento determinado a un nivel de potencia determinado, sin tener en cuenta la temperatura del ambiente y el control real o los ajustes del dispositivo.

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[0016] Segun una forma de realizacion preferida, el molde esta dispuesto de forma movil con respecto al brazo robotico. Mas preferiblemente, el movimiento del molde con respecto al brazo robotico es controlado por el brazo robotico o la unidad de control o una combination de los mismos. El objeto es mejorar la movilidad del molde y limitar los movimientos a los que el brazo robotico esta sometido.

[0017] Preferiblemente, la matriz se mueve mediante el brazo robotico entre una o mas de las siguientes posiciones: una position para el relleno del molde con materia prima curable, una position para someter el molde a uno o mas cursos de temperatura-tiempo, una posicion para someter el molde a uno o mas movimientos, y una posicion para el desmoldado del objeto formado en el molde. Esto permite que cada molde pueda llevar a cabo su propio curso, independientemente de otros moldes que pueden estar presentes en el dispositivo.

[0018] El dispositivo de esta invention es adecuado para la production de objetos completos, objetos huecos o un revestimiento para objetos huecos, en una variedad de materiales. Los objetos pueden estar compuestos por una capa del mismo material, o de dos o mas capas del mismo material o de materiales diferentes, donde al menos se forma una capa de una materia prima curable, tal como por ejemplo plastico, por ejemplo un material termoplastico, metal, nutrientes, por ejemplo grasas fundibles tales como mantequilla y margarina, grasas fundibles que contienen composiciones tales como por ejemplo cremas para galletas o chocolate, o cualquier otra materia prima que se pueda formar mediante moldeo rotacional. La segunda capa y todas las demas capas se pueden moldear a partir de una segunda materia prima curable que es la misma o diferente de la primera materia prima curable a partir de la cual se fabrica la primera capa. La segunda capa tambien se puede fabricar de otra materia prima que forma un buen enlace o conexion con la materia prima de la primera capa, por ejemplo si se contemplan efectos decorativos.

[0019] La invencion se explicara mas en profundidad basandose en las figuras y descripciones detalladas por debajo.

[0020] La Figura 1 muestra un dispositivo segun la invencion que contiene una pluralidad de moldes.

[0021] El dispositivo, mostrado en la figura 1, comprende una unidad de control o robot 2, sobre el que uno o mas brazos roboticos 3 estan dispuestos, controlables por la unidad de control 2. El extremo de uno o mas brazos roboticos 3 porta un molde 5 para la formation de un objeto a partir de una materia prima curable. Sin embargo, un brazo robotico tambien puede portar dos o mas moldes. El molde 5 esta dispuesto de forma movil con respecto al brazo robotico 3, la unidad de control 2 o una combinacion de los mismos.

[0022] En lo que sigue, la materia prima curable se referira a plastico. Sin embargo, debera quedar claro que la materia prima curable se refiere a materiales termoplasticos, resinas termoinductoras, metal, chocolate, grasa o cualquier otro material que se pueda formar o aplicar usando moldeo rotacional.

[0023] El dispositivo puede contener un dispositivo de alimentation 4 para alimentar un primer material que contiene un primer plastico para la cavidad del molde de uno o mas moldes para la formacion de un objeto. El dispositivo puede contener dos o mas dispositivos de alimentacion de materia prima, el primer dispositivo de alimentacion esta provisto para alimentar un primer molde con una primera materia prima, y un segundo dispositivo de alimentacion provisto para alimentar un segundo molde con un segundo material. Alternativamente, un primer dispositivo de alimentacion puede estar provisto para alimentar un primer molde y formando una primera capa de material para la formacion de una primera capa del objeto, y un segundo dispositivo de alimentacion para la formacion de una segunda capa del objeto. Si se desea, otros dispositivos de alimentacion de material pueden estar previstos.

[0024] El molde esta montado de manera rotatoria preferiblemente sobre el brazo robotico 3. Ademas, el molde 5 esta posicionado de manera rotatoria preferiblemente alrededor de un primer eje 6 para permitir la produccion de objetos huecos. Una uniformidad mejorada del grosor de la pared del objeto se puede obtener colocando de manera rotatoria el molde alrededor de un primer 6 y un segundo eje 7. La rotation alrededor de un primer y segundo eje puede tambien ser elegida para variar localmente el grosor de la pared del objeto hueco. Aqui, el segundo eje 7 se posiciona preferiblemente en un segundo angulo con respecto al primer eje 6, por ejemplo en un angulo de 90°, sin embargo, cualquier otro angulo puede usarse idoneamente si la aplicacion asi lo requiere. Preferiblemente, el angulo del primer y del segundo eje son ajustables. Preferiblemente, la velocidad a la que gira el molde alrededor del primer 6 y segundo eje 7 es ajustable individualmente. Preferiblemente, la velocidad de rotacion alrededor del primer eje 6 es ajustable independientemente de la velocidad de rotacion alrededor del segundo eje 7 y viceversa. El control del movimiento de rotacion del molde, tal y como se ha descrito anteriormente, puede tener lugar directamente utilizando el brazo robotico 3, asociado al molde 5, o indirectamente utilizando la unidad de control 2 que transmite una serial correspondiente al brazo robotico 3, asociado al molde 5, que controla posteriormente el movimiento del molde 5. Bajo control se refiere al ajuste de la direction de rotacion, el angulo de rotacion, la velocidad de rotacion y cualquier otro parametro que influya en la rotacion.

[0025] En vez o ademas de colocar de manera rotatoria el molde alrededor de un primer y un segundo eje, puede ser deseable colocar de manera rotatoria el molde alrededor de un primer eje 6 e inclinable con respecto a un tercer eje 8. La velocidad o la frecuencia de inclination con la que el molde 5 se inclina con respecto al tercer eje 8, es ajustable preferiblemente de forma individual para cada molde, al igual que el angulo en el que el molde es inclinable y cualquier

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otro parametro que incluya el movimiento de inclinacion. El control del movimiento de inclinacion del molde 5 puede tener lugar directamente utilizando el brazo robotico 3, o indirectamente utilizando la unidad de control que transmite una senal correspondiente al brazo robotico 3, que controla posteriormente el movimiento del molde. Preferiblemente, la unidad de control esta tambien prevista para controlar la cantidad de plastico que se dosifica al molde y para alimentar el plastico a la cavidad del molde 12. La dosificacion se puede controlar volumetricamente o gravimetricamente.

[0026] Preferiblemente, el molde 5 se mueve entre dos o mas de las siguientes posiciones: una posicion para el relleno del molde, una posicion para el calentamiento del molde, una posicion para la formation del objeto donde el molde gira alrededor de uno o varios ejes y/o esta inclinado, una posicion para el enfriamiento del molde, una posicion para el desmoldado del objeto. Dos o mas de las posiciones mencionadas previamente pueden coincidir. Por ejemplo, la posicion de calentamiento y la posicion de rotation pueden coincidir. Por ejemplo, tambien la posicion de enfriamiento puede coincidir con las posiciones mencionadas previamente. El movimiento del molde entre estas posiciones se realiza preferiblemente mediante el movimiento del brazo robotico 3 de manera que el molde 5 realice el movimiento deseado. Esto implica que el brazo robotico 3 este dispuesto de forma movil. El movimiento del brazo robotico 3 se puede controlar mediante una unidad de control que esta presente en el brazo robotico 3. El movimiento del brazo robotico tambien se puede controlar mediante la unidad de control 2 que esta prevista para comunicar con el brazo robotico 3 para controlar el movimiento. Una combination de ambos es posible tambien.

[0027] El molde 3 y el dispositivo de alimentation de plastico 4 estan dispuestos de forma movil preferiblemente el uno con respecto al otro, mas preferiblemente, el molde 3 se mueve desde y hacia el dispositivo de alimentacion de plastico

4 mediante el brazo robotico sobre el que el molde esta posicionado. En el caso de que el dispositivo contenga multiples dispositivos de alimentacion de material, el robot esta previsto para controlar el desplazamiento del molde 3 al dispositivo de alimentacion 4 deseado. Tal dispositivo ofrece una variedad de ventajas en comparacion con el dispositivo conocido, donde un dispositivo para recibir plastico esta conectado con el molde calentado. Aunque estan termicamente aislados entre si, sigue habiendo un riesgo de que el plastico del dispositivo de alimentacion de plastico se funda parcialmente y atasque el suministro al molde. Ademas, la conexion entre el molde y el dispositivo de alimentacion de plastico tambien hace dificil acceder y abrir el molde, aumenta la duration del ciclo teniendo en cuenta que el plastico se dosifica en dosificaciones multiples a traves de una valvula cerrable al molde. Ademas, hay un riesgo serio de transferencia de calor desde el molde, que puede hacer que el plastico del dispositivo de alimentacion de material se funda. En el dispositivo de esta invention, el dispositivo de alimentacion de materia prima permanece accesible para otros moldes, ademas es posible calentar o enfriar el molde o someter el molde a rotacion o cualquier otro movimiento o ejecutar cada operation, durante el desplazamiento del dispositivo de alimentacion de material 4 a otra posicion.

[0028] La unidad de control esta prevista para establecer una conexion entre el molde 5 y el dispositivo de alimentacion de plastico 4 con un molde frio o un molde cuya temperatura es inferior a la temperatura de fusion del plastico. Durante el relleno, el molde 5 tambien puede tener una temperatura que sea superior a la temperatura de fusion del plastico. En este caso, preferiblemente, se proporciona un buen aislamiento termico entre el dispositivo de alimentacion 4 y el molde

5 para evitar la fusion del plastico en la conexion.

[0029] Preferiblemente, la unidad de control 2 tambien esta prevista para controlar la cantidad de plastico que se dosifica en el molde 5, la velocidad a la que tiene lugar la dosificacion y similares. Esto beneficia la reproducibilidad del proceso. En caso de que el objeto se forme a partir de una primera y una segunda capa, el robot o la unidad de control 2 estan preferiblemente prevista para controlar la cantidad del primer plastico para la formacion de la primera capa, la cantidad de plastico para formar la segunda capa, al igual que el momento en el que la dosificacion del material para la segunda capa se produce y la velocidad de dosificacion. Debido a que la dosificacion del material o materiales para la formacion del objeto es controlada, es posible controlar las propiedades mecanicas del objeto y garantizar una mejor reproducibilidad del mismo. Por este motivo, es posible controlar las propiedades mecanicas tales como fuerza, resistencia al impacto, resistencia a la traction, etc. y mejorar y obtener una reproducibilidad mas alta. Al controlar el momento en el que el material del segundo material se dosifica al molde, es posible obtener una mejor adhesion de ambas capas y obtener mejores propiedades mecanicas.

[0030] En el dispositivo de esta invencion, el robot o la unidad de control 2 sirve para controlar una variedad de parametros de proceso en el procesamiento de los materiales que se dosifican al molde, tal como, entre otros, la cantidad de materia prima dosificada para la formacion del revestimiento del objeto hueco, la velocidad de dosificacion, el programa de temperatura-tiempo al que el molde 5 se somete durante el calentamiento y el enfriamiento, el tiempo que el molde 5 se mantiene a una temperatura determinada, etc. En el caso de que se dosifiquen materiales multiples al molde, el robot es capaz de controlar el suministro de todos los materiales. Estas posibilidades de control mejoran la posibilidad de la automatization del proceso, aportando una mejor gestion del proceso y una mejor reproducibilidad, con una calidad de producto mas consistente que depende menos de la persona que controla el proceso y menos piezas rechazadas.

[0031] Preferiblemente, la unidad de control 2 es programable, por lo que se entiende que las operaciones a las que se somete el molde son ajustables via la unidad de control. Tambien es posible proporcionar un brazo robotico 3 que sea programable, por lo que se entiende que las operaciones a las que se somete el molde son ajustables via el brazo robotico. Una combinacion de ambos es posible tambien.

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[0032] El molde 5 comprende una pared de molde 1 y un dispositivo para controlar la temperatura del molde. El dispositivo para controlar la temperatura del molde preferiblemente comprende un dispositivo de calentamiento 10 para calentar la pared del molde y fundir el plastico, presente en el molde, donde el dispositivo de calentamiento 10 esta integramente formado con la pared del molde 1. El dispositivo de calentamiento 10 se puede montar sobre la pared del molde, por ejemplo proporcionando conductos para el pasaje de un liquido o gas sobre la pared del molde, o proporcionando elementos de calentamiento por induccion o infrarrojos sobre la pared del molde. El dispositivo de calentamiento tambien puede estar integrado en la pared del molde, por ejemplo, mediante la incorporacion de conductos para el pasaje de un fluido o gas en la pared, o resistores electricos o cualquier otro medio de calentamiento en la pared del molde. El dispositivo de calentamiento puede tambien estar posicionado a una distancia desde el molde, por ejemplo, celulas infrarrojas que estan posicionadas a una distancia desde la pared del molde. Preferiblemente, el dispositivo de calentamiento esta previsto para suministrar un calentamiento directo de la pared del molde 1, y esta preferiblemente dispuesto en o sobre la pared del molde.

[0033] El calentamiento directo se puede realizar utilizando cualquier tecnica conocida por la persona experta, por ejemplo mediante la presencia de resistores electricos en la pared del molde o incorporados en la pared del molde, por calentamiento por induccion o calentamiento por infrarrojos sobre o en la pared del molde, por la presencia de canales sobre o en la pared del molde para el pasaje de un Kquido o un vapor a la temperatura deseada.

[0034] Asociando cada molde con su propio dispositivo de control de temperatura, cada molde puede, independientemente de opcionalmente otros moldes, presentes en el dispositivo, realizar un ciclo de temperatura-tiempo individual sin alterar o afectar negativamente al ciclo de los otros moldes. En particular, al asociar cada molde con su propio dispositivo de control de temperatura, cada molde se puede calentar o enfriar independientemente de opcionalmente otros moldes hasta una temperatura preseleccionada, durante un tiempo preseleccionado y segun un curso de temperatura-tiempo preseleccionado. Secuencias de calentamiento y de enfriamiento se pueden elegir para cada molde independientemente del otro, teniendo en cuenta la naturaleza de la materia prima o materias primas que se van a procesar y la apariencia deseada.

[0035] La implementacion del dispositivo de control de temperatura integramente con el molde tambien mejora la movilidad y la manipulation del molde, ya que la manipulation del molde puede realizarse junto con el dispositivo de control de temperatura, y el molde no se tiene que extraer del mismo para proporcionar acceso al molde. Ademas, el desplazamiento del molde no se ve obstaculizado por una carcasa circundante de, por ejemplo, un dispositivo de calentamiento o enfriamiento donde el molde esta localizado, pero el dispositivo de control de temperatura y molde se pueden desplazar, mover y manipular como un todo, y se pueden someter a rotation, agitation o movimiento de inclinacion.

[0036] La unidad de control esta prevista preferiblemente para controlar el indice de calentamiento del molde 3, la temperatura hasta la cual el molde se calienta y cada programa de temperatura-tiempo al que el molde es sometido. Sin embargo, este control puede tambien ser proporcionado por el brazo robotico sobre el que el molde esta instalado. En el caso de que el dispositivo contenga moldes multiples, existe la posibilidad de que moldes individuales realicen un programa de temperatura-tiempo individual.

[0037] En el caso de que se haga uso de un liquido o gas como un medio de calentamiento, para mantener la duration del ciclo lo mas corta posible, el liquido puede preferiblemente ser suministrado desde un deposito (no mostrado), por ejemplo un bano Kquido en el que el Kquido de calentamiento se mantiene a la temperatura deseada. Se puede decidir mantener un Kquido de calentamiento a una temperatura, o se puede decidir mantener un Kquido de calentamiento a temperaturas multiples o mantener liquidos de calentamiento multiples a temperaturas multiples. Dentro del campo de la invention, una variedad de liquidos de calentamiento pueden ser usados. Sin embargo, preferiblemente, se hace uso de aceite o agua. Aceites adecuados son, entre otros, aceites minerales y siliconas.

[0038] El calentamiento se selecciona preferiblemente de manera que la materia prima deseada se pueda procesar en el molde. Para el procesamiento de nutrientes tales como chocolate y grasas, un calentamiento, por ejemplo de 25- 70°C, bastara. Para el procesamiento de plastico o metal, se puede desear una temperatura mas alta, por ejemplo 100- 200°C o superior, o por ejemplo 250° a 320 °C. Los metales puede requerir temperaturas de procesamiento incluso mas altas.

[0039] El enfriamiento directo se puede implementar utilizando cada tecnica conocida por los expertos en la tecnica, como se ha descrito anteriormente para realizar el calentamiento. Para mantener la duracion del ciclo lo mas corta posible, el Kquido es preferiblemente suministrado desde un deposito (no mostrado), por ejemplo un bano liquido donde el liquido de enfriamiento se mantiene a la temperatura deseada. Se puede decidir mantener un Kquido de enfriamiento a una temperatura, pero tambien se puede decidir mantener un liquido de enfriamiento a temperaturas multiples o mantener liquidos de enfriamiento multiples a temperaturas multiples. Dentro del campo de la invencion, se pueden utilizar diferentes liquidos de enfriamiento. Un Kquido de enfriamiento adecuado es agua. Gases adecuados para el enfriamiento de un molde son, por ejemplo, nitrogeno liquido, CO2 solido que se deja expandir.

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[0040] Para alcanzar una transferencia de calor optima, la materia prima y el grosor de la pared del molde se seleccionan preferiblemente de manera que el molde sea adecuado para su uso para el moldeo rotacional, de manera que permita el intercambio termico optimo entre la pared del molde y el plastico, presente en el molde. Por otro lado, el grosor de la pared del molde se selecciona de tal manera que el molde sea lo suficientemente fuerte para procesar la materia prima deseada.

[0041] Los llamados agujeros de alfiler o inclusiones de aire entre la capa plastica y la pared del molde, formados durante la deposicion sin presion del plastico fundido contra la pared del molde, son generalmente no deseado porque perturban la apariencia del objeto. El riesgo de tales agujeros se puede minimizar mediante el control del proceso de la fusion del plastico, formando el plastico en un objeto hueco y desmoldando el objeto hueco basado en una temperatura que se aproxima a la temperatura real del plastico en el molde lo mas posible. Con este fin, preferiblemente, un sensor de temperatura 9 se situa en la cavidad del molde para la medicion de la temperatura en la cavidad del molde 12.

[0042] El inventor ha descubierto que el plastico del molde entre el calentamiento y la formacion en un objeto hueco pasa a traves de las fases siguientes.

1. En una primera fase, el plastico se calienta. La temperatura, medida por el sensor de temperatura de la cavidad del molde, aumenta uniformemente. Frecuentemente, una relacion de temperatura-tiempo lineal se establece.

2. En una segunda fase, la temperatura de la cavidad del molde aumenta menos rapidamente y el diagrama de temperatura-tiempo muestra una curva. Esta curva indica normalmente que el plastico se esta fundiendo, momento en que el plastico comienza a pegarse a la pared del molde.

3. En una tercera fase, la temperatura de la cavidad del molde aumenta rapidamente en el tiempo. Esta fase se corresponde normalmente con un estado en el que todo el plastico se ha fundido y el plastico empieza sintetizar. Esta fase es importante para eliminar los llamados agujeros de alfiler o inclusiones de aire en el plastico, formados en la deposicion sin presion del plastico contra la pared del molde. La temperatura en la que comienza la sinterizacion se corresponde normalmente con una temperatura interna maxima del molde, que es tipica para cada plastico.

4. Despues de que el plastico haya sido calentado durante un periodo de tiempo determinado, el plastico sera sometido a enfriamiento. La temperatura de la cavidad del molde debe primero aumentar durante un tiempo limitado, y disminuira despues. La reduccion de la temperatura es normalmente de forma uniforme, es decir lineal como una funcion de tiempo, a menos que se siga un modelo de enfriamiento diferente.

5. En la solidification del plastico, la temperatura de la cavidad del molde se reduce menos rapidamente y la curva de temperatura-tiempo muestra una curvatura.

6. Una vez que todo el plastico esta solidificado, la temperatura de la cavidad del molde se reduce uniformemente con el tiempo. El enfriamiento viene acompanado por contraction del plastico y liberation del objeto hueco de la pared del molde.

[0043] Un metodo para la production de un objeto utilizando el dispositivo anteriormente descrito, contiene normalmente los pasos siguientes. El molde 5 que esta montado sobre el brazo robotico 3 es desplazado por el desplazamiento del brazo robotico 3 al dispositivo de alimentation de plastico 4. Este desplazamiento puede ocurrir bajo el control de la unidad de control 2 que se comunica con el brazo robotico o a traves de un dispositivo de control que esta presente en el brazo robotico 3. El dispositivo de control transmite una senal para el establecimiento de una conexion entre el dispositivo de alimentacion de plastico 4 y el molde y la dosificacion de una cantidad predeterminada de plastico al molde. El dispositivo de control transmite una senal para la interruption de la conexion, y para someter al molde 5 a un programa de temperatura-tiempo predeterminado para la fusion del plastico. Simultaneamente con el programa de temperatura-tiempo, el molde se puede someter a una secuencia de movimientos, en particular movimientos de rotation, basculacion, agitation o vibration para conseguir una distribution optima del plastico sobre el molde. El movimiento del molde se puede llevar a cabo durante el calentamiento del molde y despues de que el molde haya alcanzado una temperatura predeterminada. Tambien se puede elegir iniciar el movimiento del molde despues de que el molde haya alcanzado una temperatura predeterminada. Esto puede ser controlado tambien por la unidad de control 2, por el brazo robotico 3, o una combination de ambos. Despues de que el molde haya completado un programa de tiempo-movimiento, el molde se enfria sometiendo el molde a un segundo programa de temperatura-tiempo. Una vez que se ha alcanzado el enfriamiento deseado, el molde se abre para la extraction del objeto. Si se desea, el objeto puede mantenerse un tiempo en el molde para que el material pierda la tension.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para moldeo rotacional para la produccion de un objeto fabricado de un material que contiene una materia prima curable, donde el dispositivo comprende:

un molde (5) que esta dispuesto de manera movil, que tiene una pared de molde (1), que circunda una cavidad de molde (12), donde el molde dispone de un dispositivo de control de temperatura (10) para controlar la temperatura del molde y que esta integramente formado con el molde,

un dispositivo de alimentacion de material (4) para alimentar la materia prima curable en la cavidad del molde, y un brazo robotico (3), asociado al molde, sobre el que el molde se puede montar de manera movil; caracterizado por el hecho de que el dispositivo comprende ademas una unidad de control (2) que comunica con el brazo robotico (3) y el dispositivo de control de temperatura (12), la unidad de control esta dispuesta para simultaneamente aplicar un programa de temperatura-tiempo predeterminado al molde mediante el dispositivo de control de temperatura y un programa de movimiento-tiempo predeterminado mediante el brazo robotico.
2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de control de temperatura (12) esta integrado en la pared del molde (1), o esta montado sobre una pared del molde interna o externa.
3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el molde comprende un espacio interno en el que esta previsto un sensor de temperatura (9) para medir la temperatura en el espacio interno del molde.
4. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el molde esta posicionado de manera movil con respecto al brazo robotico.
5. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el brazo robotico es movil entre una o mas posiciones para el relleno del molde con una materia prima curable, sometiendo al molde a uno o mas recorridos de temperatura-tiempo, sometiendo al molde a uno o mas movimientos, y una posicion para el desmoldado del objeto formado en el molde.
6. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de alimentacion de material (4) y el molde (5) estan posicionados de manera movil uno con respecto al otro.
7. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que el molde esta provisto de una abertura para suministrar gas al molde y para evacuar gas desde el molde, donde dicha abertura esta tambien prevista para dosificar la materia prima al molde para formar el revestimiento del objeto.
8. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el molde esta posicionado de forma giratoria alrededor de un primer eje (6), preferiblemente tambien giratorio alrededor de un segundo eje (7), que esta posicionado en un angulo con respecto al primer eje.
9. Dispositivo segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que el primer y/o segundo eje y/o la velocidad de rotacion del molde son ajustables.
10. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el molde esta posicionado de manera inclinable con respecto a un tercer eje, preferiblemente con el angulo al que el molde es inclinable y/o la frecuencia de inclinacion siendo ajustables.
11. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el brazo robotico (3) esta dispuesto para mover el molde (5) entre las posiciones siguientes: una posicion de calentamiento en la que el molde se calienta, una posicion de formacion en la que el objeto se forma en el molde mientras el brazo robotico gira el molde alrededor de uno o mas ejes, y una posicion de enfriamiento en la que el molde se enfria.
12. Dispositivo segun la reivindicacion 11, en el que el brazo robotico (3) esta ademas dispuesto para el movimiento del molde hacia y desde una posicion de relleno en la que el dispositivo de alimentacion de material (4) esta previsto para alimentar la materia prima curable en la cavidad del molde.
13. Dispositivo segun la reivindicacion 12, en el que una pluralidad de dispositivos de alimentacion de materia prima estan previstos, cada uno para alimentar una materia prima curable diferente.
14. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 11-13, en el que el brazo robotico (3) esta ademas dispuesto para el movimiento del molde hacia y desde una posicion de desmoldado en la que el objeto es extraido del molde.
15. El dispositivo segun la reivindicacion 14, en el que una pluralidad de moldes estan presentes en el dispositivo.