NPE2024, o Plastics Show, poderia facilmente ser denominado NPE2024: o Show da Sustentabilidade dos Plásticos. Ao longo do espectro dos processos, os participantes caminhando pelos corredores do Orange County Convention Center (OCCC), em Orlando, Flórida, de 6 a 10 de maio, testemunharão novos produtos que refletem a necessidade da indústria de fazer parte da economia circular. Nas páginas que seguem esta introdução, você notará apresentações de tecnologias que consomem menos energia, ocupam menos espaço, utilizam materiais mais conscientes ambientalmente e muito mais.
Embora façamos uma prévia dos três principais processos aqui, a sustentabilidade também está marcando presença no desenvolvimento de novos materiais e na maneira como OEMs e proprietários de marcas estão pensando sobre os plásticos.
Dito isso, também haverá muito a ver sobre automação, inteligência artificial/aprendizado de máquina e mais.
Molde de Injeção: Foco na Pegada de Energia e Carbono no Chão de Fábrica
Após um hiato de seis anos, a NPE está de volta e, como sempre, as máquinas de injeção terão uma enorme presença em Orlando, mesmo que suas pegadas individuais sejam menores.
Conscientes da crescente necessidade de seus clientes de maximizar a produtividade, assim como dos benefícios que executarem um tamanho menor podem ter do ponto de vista energético e de emissão de carbono, os fornecedores de máquinas de injeção na NPE2024 reduziram suas frotas de máquinas, prometendo aos moldadores mais produção a partir de um pacote menor.
Inovações em tecnologias de acionamento e braçadeira, bem como avanços nos componentes-chave que fazem parte do interior das máquinas de moldagem por injeção, permitiram que os fabricantes de máquinas reduzissem as pegadas em até 30% em alguns casos.
Automação e Eficiência Energética
Além de serem mais compactas, muitas das prensas no OCCC serão mais autossuficientes, aplicando algoritmos e controles com tempos de resposta incrivelmente rápidos para configurar, ajustar e ajudar a manter processos consistentes. Esses recursos, assim como a ubiquidade da automação nas máquinas em Orlando, são uma resposta à escassez contínua de mão-de-obra afetando a manufatura em geral e o processamento de plásticos especificamente.
A maioria das máquinas na exposição estará no coração de uma célula de manufatura autônoma. Uma estatística frequentemente citada pelos fabricantes de máquinas é o percentual de máquinas vendidas com automação em um pacote, um percentual que só aumenta à medida que os moldadores buscam soluções de manufatura customizadas para peças e programas específicos.
Múltiplos fornecedores de máquinas de moldagem também estarão exibindo sistemas para operar com materiais reciclados e à base de bio.
A Mudança para Máquinas Elétricas e Híbridas
Embora a automação esteja sempre presente nos corredores de injeção, o que provavelmente estará quase completamente ausente do piso da exposição são as máquinas de moldagem totalmente hidráulicas. Muitos dos principais fabricantes de equipamentos estarão destacando máquinas totalmente elétricas e/ou híbridas em Orlando, e mesmo onde há hidráulica em jogo, a maioria usa bombas acionadas por servomotores. Por causa disso, muitos fabricantes de máquinas na exposição começarão com as economias de energia de suas frotas quando os moldadores vierem avaliar uma nova prensa.
Além de uma conta de luz menor, máquinas híbridas e totalmente elétricas mais eficientes em energia atendem às metas de sustentabilidade crescentemente importantes dos moldadores e de seus clientes. Para esse fim, vários fornecedores de máquinas também estarão mostrando sistemas para operar com materiais reciclados e à base de biomassa, sejam eles regrind, plásticos reciclados pós-consumo ou bioresinas. Cada vez mais, os fabricantes de máquinas têm pacotes específicos disponíveis para atender aos desafios apresentados por esses plásticos não tradicionais, e essas opções estarão em exibição na NPE2024.
Extrusão & Compounding: Sustentabilidade em Alta
Na extrusão, a corrida para aumentar a reciclabilidade será evidente nas duas linhas de filme soprado que estarão operando durante a exposição. Tanto a Macchi quanto a Bandera estarão operando linhas de filme soprado multilayer totalmente de poliolefinas, refletindo uma mudança em relação a estruturas multimateriais complexas que causam estragos no fluxo de reciclagem, mesmo que consigam chegar lá.
John Christiano, diretor de tecnologia da Davis-Standard, comenta: “A sustentabilidade é um tema central, refletindo o foco global mais amplo em práticas ambientalmente conscientes. A indústria de máquinas para plásticos desempenhará um papel significativo na transição para fontes de energia renováveis, como solar e eólica, à medida que a infraestrutura global se move em direção à eletrificação. As operações deverão adotar fontes de energia sustentáveis nos processos de produção para reduzir seu impacto ambiental.”
Desafios com Materiais Sem PFAS
Curiosamente, porém, enquanto os processadores estão operando com maiores cargas de PCR, aqueles que estão operando com materiais sem PFAS — uma grande tendência em auxiliares de processamento — estão vendo taxas de sucata aumentarem, o que derrota o propósito. Tanto a Hosokawa Alpine American quanto a Windmoeller & Hoelscher (W&H) apontam que os materiais sem PFAS tendem a acumular-se na matriz e criar fraturas de fusão e outros efeitos indesejáveis. O presidente da Alpine, Dave Nunes, diz que isso provavelmente resultará no desenvolvimento de novos revestimentos de matriz pelos fabricantes de máquinas para mitigar esses problemas.
Christiano adiciona: “O desafio dos plásticos de uso único exigirá soluções práticas, com avanços na reciclagem mecânica e química destacando-se como componentes cruciais para alcançar uma economia circular para materiais plásticos. Espera-se que os biomateriais desempenhem um papel significativo na abordagem da questão dos plásticos de uso único, oferecendo alternativas sustentáveis que atendam à crescente demanda por práticas ecologicamente corretas. Além disso, a indústria enfrentará a demanda por avanços em eficiências energéticas, alinhando-se com a tendência geral em direção a tecnologias verdes e práticas ambientalmente responsáveis.”
Aumento da Automação na Extrusão
A automação é outra tendência a ser acompanhada na extrusão. Nunes observa: “Quanto mais automação, melhor, para minimizar a necessidade de mão de obra que está cada vez mais difícil de encontrar e manter.”
A W&H, por exemplo, desenvolveu vários sistemas de automação para processadores de filme que reduzem o tempo de mudança de produto e os ajustes de formato. O fabricante de máquinas observa que sua solução de automação também ajuda os operadores, guiando-os através dos processos e eventualmente reduzindo sua curva de aprendizado, o que aborda a dificuldade contínua de encontrá-los e mantê-los.
As tendências estão seguindo um caminho semelhante na compounding. A KraussMaffei estará upcycling um tubo de sangue em um compoudador de rosca dupla em seu estande, com o material colorido peletizado sendo entregue a uma máquina de moldagem por injeção para uma aplicação de sobremoldagem.
“Há um grande esforço para modificar o design da rosca dupla para acomodar formulações de bioplásticos.”
Blow Molding Goes Circular
Em harmonia com o tema principal do show, a sustentabilidade certamente será enfatizada em muitas, se não na maioria, das exibições de blow molding. Entre as mais de 50 exibições de máquinas de blow molding, ferramentas e controles, espere ver inúmeros exemplos de tecnologia “circular” — envolvendo o uso de materiais reciclados e sucateados. Na moldagem por extrusão, espere o ênfase em coextrusão de três camadas com a camada reciclada no centro entre duas camadas de resina virgem. Na moldagem por injeção estiramento de PET, você pode encontrar sanduíches de duas camadas com uma fina camada interna virgem e rPET no exterior. Algumas exibições de PET podem demonstrar a capacidade de moldar flocos de rPET sem regranulação.
Para ajudar a navegar pelas muitas exibições de blow molding relacionadas à reciclagem, dois especialistas no campo da extrusão de blow molding oferecem alguns conselhos: Gary Carr, vice-presidente de vendas da Bekum America, diz: “Pergunte o que os OEMs estão fazendo para tornar suas máquinas mais adaptáveis à moldagem multilayer com PCR. O que eles estão fazendo para tornar a tecnologia mais facilmente disponível, mais retrofitting?”
Jens Schlüter, presidente da W. Müller USA, adiciona: “Todos estarão mostrando o uso de PCR na moldagem por blow, então o que os OEMs fizeram para tornar o PCR mais fácil de usar? Existem muitos desafios ao usar PCR. Como eles estão lidando com eles?”
Eficiência Energética no Blow Molding
A eficiência energética é outro contribuinte chave para a sustentabilidade no processamento, reduzindo a “pegada de carbono” das plantas e produtos. Tanto Carr quanto Schlüter concordam que as máquinas EBM totalmente elétricas finalmente ganharam aceitação nos EUA, bem depois de isso ocorrer na Europa e na América do Sul. De acordo com Carr, as híbridas elétricas e elétricas compreendem quase metade das vendas de máquinas EBM shuttle hoje em dia. O que está impulsionando essa tendência não é apenas a economia de energia em comparação com os sistemas hidráulicos, mas também uma precisão e repetibilidade muito maiores — levando a inícios e recuperações mais rápidas de interrupções de produção — bem como limpeza sem óleo.
Então, espere uma enxurrada de novas máquinas elétricas — e híbridas — reforçadas pela chegada de vários fornecedores da Europa e Ásia que são novos no mercado dos EUA. Você também deve ver um aumento da eletrificação em máquinas industriais, refletido em novas cabeças de acumulador elétrico e mecanismos de braçadeira. Como referência no uso de energia, alguns fabricantes de máquinas de embalagem e industriais afirmam que suas unidades podem atender à categoria mais alta de eficiência energética – Classe 10 sob Euromap 46.1, ou menos de 0,29 kWh/kg de resina processada.
Outras Inovações no Blow Molding
A eficiência energética pode ser alcançada de outras formas também. Por exemplo, um novo sistema de aquecimento/refrigeração de barril usa refrigeração a ar e fitas de aquecimento de alumínio em vez de aquecedores de cerâmica. Schlüter vê uma tendência em direção a extrusoras menores que operam a RPMs mais altos, oferecendo um menor custo de investimento e uma pegada de máquina menor. E fique atento às recentes inovações em diâmetros de extrusoras menores com relações L/D maiores para permitir um aumento de produção com motores elétricos menores.
Um terceiro pilar da plataforma de sustentabilidade no blow molding é a redução de peso. Na moldagem por injeção estiramento de PET, os OEMs têm desempenhado um papel ativo no desenvolvimento de designs e ferramentas para garrafas que reduzem o peso das garrafas de PET. Na moldagem por extrusão de blow, avanços na coextrusão com uma camada central espumada mostram potencial para economizar peso.
Outras tendências a serem observadas em exibições de blow molding na NPE2024:
- “Digitalização” ou máquinas “prontas para a Indústria 4.0”. Mais fornecedores oferecerão capacidade de serviço remoto — possivelmente com a ajuda de “óculos inteligentes” ou dispositivos de realidade virtual que permitem que o pessoal de serviço remoto do OEM veja exatamente o que o cliente está vendo. Além disso, “painéis” online permitem que moldadores avaliem rapidamente o status da máquina e OEE em uma planta (ou várias plantas) a partir de qualquer dispositivo habilitado para a internet. E a coleta automática de dados das máquinas está permitindo a manutenção preditiva para minimizar o tempo de inatividade.
- Foco crescente na automação na retirada de garrafas, substituindo o tradicional “blow and drop”. Com a crescente escassez de mão de obra, robôs ou cobots podem assumir a função.
- Na moldagem por injeção estiramento de PET, as tendências têm sido o aumento da produtividade e uma variedade crescente de novos designs de recipientes de PET — com alças integradas ou adicionadas, sulcos profundos, tamanhos maiores, empilhamento, estruturas multimateriais e bexigas finas colapsáveis. Também houve avanços no monitoramento de qualidade de garrafas e no uso de dados de medição para ajustar automaticamente os controles das máquinas ISBM.
- A troca rápida de moldes é outro aprimorador de produtividade. Procure novos designs, incluindo aqueles com fixação de molde magnética.
- Para peças maiores e industriais, as cabeças de acumulador estão cada vez mais desafiadas pela extrusão contínua, que é dita ser mais fácil de controlar. Também neste campo, os designs de barreira de coextrusão estão substituindo o fluoração sob pressão de agências ambientais.
Com tudo isso em mente, quando você entrar no estande de um fornecedor de hardware, além de perguntar, “O que há de novo?” Schlüter recomenda algumas perguntas adicionais: “O que você está fazendo para simplificar o processo de blow molding? O que você está fazendo para reduzir o tempo de inatividade? O que você está fazendo para adicionar capacidades de solução de problemas, serviço e treinamento?”
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Última atualização em 13 de agosto de 2024
