Pintar eficientemente lotes pequeños y fragmentados: una línea de pintura lean

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Hace poco más de una década, se introdujo el concepto de Línea de Pintura Modular, industrializado en diversas empresas de moldeado y pintura de componentes poliméricos para la industria automotriz (parachoques). Luego se desarrolló el concepto de Lean Painting Line, sistemas para el pintado estético o funcional (por ejemplo para la aplicación de antivaho en la cara interna de los faros de automóviles y motocicletas) de componentes para automóviles y otros sectores con un alto estándar estético, poliméricos o metal, para cumplir con los más altos requisitos de la industria automotriz, en términos de calidad y productividad. Concretamente ha desarrollado la arquitectura de la planta en líneas altamente automatizadas.

PINTURA Y COMPLEJIDAD

«Hoy – dice Luca Maitan, el emprendedor de VarnishTech, empresa italiana especializada en esta tecnología – llevamos los conceptos lean al más alto nivel, centrando nuestra atención en la producción en series pequeñas o en lotes muy fragmentados.

Consideramos que las producciones de gran consumo se han ido a otros países, en particular al este, y que en los mercados más “maduros” (en Italia, por ejemplo) estamos trabajando cada vez más con producciones fragmentadas.

Para algunas producciones, por lo tanto, puede no ser ventajoso pintar automáticamente, debido a los bajos volúmenes de producción. Sin embargo, las diversas producciones, aunque sean en pequeñas series, tienen ciclos de pintura de alta complejidad: van desde simples monocapas hasta ciclos base de imprimación, color y transparente; base y esmalte, ambos horneados sobre terracota y húmedo sobre húmedo; muy a menudo se aplican ciclos mixtos, por ejemplo terracota, posterior alisado, y luego aplicación de un color base más transparente, etc.

Además, en países donde el costo de la mano de obra es alto, todos los movimientos manuales deben reducirse al mínimo. Digamos que, si es imposible automatizar la carga y descarga, los operarios no deben mover nada más, y por tanto los hornos y carros estáticos son sistemas ineficientes, desde este punto de vista.

Otra consideración a realizar, para obtener la máxima flexibilidad posible de nuestra planta, está relacionada con el tipo -material, forma, tamaño- de nuestras piezas. Siempre es posible y probable que el componente a pintar esté compuesto por varias piezas de diferentes materiales, poliméricos y metálicos; que tienen tamaños y formas muy diferentes entre sí; que algunos pueden o deben ser sostenidos y otros requieren colgarse.

En definitiva, una serie de variables de gran complejidad».

OBJETIVO

«El objetivo que nos hemos fijado frente a esta gran complejidad – continúa Luca Maitan – es el desarrollo e industrialización de un sistema de pintura capaz de resolver esta complejidad a través de la investigación e implementación de soluciones simples. Aprovechamos el parón obligado de los últimos meses para dar cuerpo a las ideas y experiencias que han madurado durante la experiencia de uso de nuestros sistemas lean (VarnishTech tiene a su disposición, para la recogida de datos y experiencias, la empresa de pintura para terceros de los que sea originario, Barniz).

Por lo tanto, hemos concebido, diseñado, estructurado y probado industrialmente el sistema Lean de última generación que aquí presentamos a los lectores».

ELEMENTOS CARACTERÍSTICOS

«La nueva planta prevé la pintura manual. Sin embargo, fue diseñada para ser fácilmente robotizado – subraya Luca Maitan – en caso de que cambien las condiciones del mercado. El sistema automático de manipulación de piezas es original, diseñado y fabricado íntegramente por nuestra empresa con criterios de robustez específicos necesarios para una planta de pintura. Se basa en patines totalmente independientes, diseñados para ofrecer la máxima flexibilidad de uso (las piezas se pueden colgar o colocar), manipular piezas de importantes dimensiones (el tamaño de los patines es de 2.400 x 800 xh 1.200 mm), permitir la máxima variabilidad de la tiempos de las diferentes fases del proceso.

El sistema de manipulación también permite generar diseños extremadamente compactos (aproximadamente 6.000 x 17.000 mm) en comparación con un sistema similar servido por un transportador de dos carriles.

El sistema de manipulación da servicio a una zona de descarga y preparación de los propios patines – pueden equiparse con diferentes sistemas de posicionamiento y colgado, y es posible activar o no un volteador de piezas, en ambos casos – uno de carga, otro de desempolvado (para evitar la recontaminación de las piezas), un tampón transversal, un portal de sopladores de aire ionizado, una cabina de secado manual (robótica, como se mencionó anteriormente), un secado de acumulación transversal, un horno de secado final. El tampón equilibra los diferentes tiempos de aplicación, incluidas las pausas para descansar y para el cambio de color (rápido).

Desde el buffer el patín entra en cabina de aplicación (una vez liberado del patín anterior). Una vez aplicada la pintura, el patín avanza hacia la zona de evaporación, por lo que puede ir al horno o volver a la cabina (en el caso, por ejemplo, de aplicación húmedo sobre húmedo). El software de control del sistema (gestiona los patines por pares) regula estos movimientos y los comandos provenientes del operador, que puede intervenir variando los tiempos de ciclo establecidos, para mantener la cabina siempre en estado activo, a menos que se solicite una parada. el operador «.

I4.0

«La planta está gestionada por un sistema digital que prevé la interconexión con sistemas típicos de gestión empresarial (ERP). El software – prosigue Luca Maitan – es capaz de gestionar de forma autónoma los problemas complejos mencionados anteriormente, a los que se añaden eventuales intervenciones sobre los tiempos del operador, siendo en cambio la interfaz de mando y control de uso sencillo e intuitivo (es una interfaz gráfica)».

AMBIENTE

La planta fue diseñada para minimizar los residuos y utilizar productos en base agua (cada vez más utilizados, especialmente en el campo de la automoción):

EL AHORRO DE ENERGÍA

«Desde el tampón hasta la salida del horno – continúa Luca Maitan – toda la línea trabaja en condiciones de aire completamente tratado (filtración, temperatura, humedad relativa). La UTA está diseñada para utilizar eficientemente las calorías/frigoríficos necesarios para mantener las temperaturas equilibradas [la configuración del sistema, en el momento de la visita, era de 22 °C y 60% de humedad relativa, considerada la condición ideal para obtener los resultados deseados por la empresa, ed]. Un sistema de intercambio aire/aire de flujo cruzado permite recuperar hasta el 80% de la energía necesaria para el correcto funcionamiento del sistema».

PINTURA AL AGUA

“Los materiales utilizados y la zona de evaporación han sido parametrizados para el uso de pinturas al agua (naturalmente, también se pueden aplicar productos al disolvente, aunque la cuota de los primeros siempre es mayor en los sectores para los que este tipo de planta es directo)».

CONCLUSIÓN

«Con esta nueva propuesta estamos convencidos de haber respondido de manera eficiente a una nueva necesidad del mercado – concluye Luca Maitan – el pintado de piezas con especificaciones estéticas al más alto nivel (como referencia, exteriores de automóviles en el color de la carrocería) y muy pequeñas o extremadamente pequeñas series fragmentadas, gama geométrica y dimensional de las piezas totalmente variable.


La planta es flexible -como un sistema formado por una cabina y un horno estático- pero automatiza todas las operaciones de gestión, almacenamiento de ciclos, trazabilidad (de ciclos y piezas), cambio de color, logística (posicionamiento, manipulación) de los materiales a ser pintado, con lógicas de saturación de todas las áreas activas del sistema, eliminando los tiempos muertos no productivos.

Le permite minimizar los costos de energía, en cada temporada.

Se gestiona con un mínimo de personal por turno de trabajo (1 ó 2 operarios de carga-descarga, según el tipo de piezas a cargar/descargar/controlar; 1 pintor).

La interfaz del operador es simple e intuitiva, al igual que su intervención para cualquier modificación puntual y momentánea de los tiempos del proceso.

En cualquier caso, la aplicación puede ser robotizada en caso de un cambio en la demanda del mercado.

Permite el uso de productos de pintura en base agua o base disolvente, ya que la temporización de las distintas fases de los distintos ciclos es fácilmente programable. El sistema de gestión está preparado para la integración con los distintos sistemas ERP del mercado, para fines i4.0”.

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