Nota Técnica: Mejoramiento del proceso de laqueado de aluminio
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1. como referencia la coordenada colorim trica predominante y por medio de la colorimetr a se logra obtener una medida del color para la determinaci n de la tonalidad del aluminio laqueado La coordenada colorim trica predominante para el aluminio la queado verde es a La coordenada colorim trica predominante para el aluminio laqueado blanco es L Por medio de las estandarizaciones por color de aluminio laqueado se obtienen par metros a seguir para la mejora del proceso y mediante el establecimiento de procedimientos de un proceso se obtienen m todos y mejoras del mismo Por medio de un viscos metro se puede disminuir la disminuci n del nivel de tinta en la cuba Referencias 1 Hufnagel W 2004 Manual del aluminio Vol IT Segunda edici n Editorial Revert s a Reimpresi n Barcelona Espa a 2 Loyo A 1997 Manual de laqueado de aluminio recocido de Cind de Venezuela Trabajo original Instituto Universitario de Tecnolog a de Valencia Venezuela 3 Palet A 2002 Tratado de pintura Color pigmentos y ensayo Editorial Universidad de Barcelona Barce lona Espa a 4 Baptista P Fern ndez C Hern ndez R 1991 Metodolog a de la investigaci n Editorial Mc Graw Hill M xico 5 ASTM E 345 determinacion dela resistencia alesfuerzo y de elongaci n para una muestra de foil de aluminio Manual t cnico 6 COVENIN Pinturas y afines Determinaci n d2. a UC 74 Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 Tabla 10 Variables de estandarizaci n para aluminio laqueado verde opaco TINTA DE RECEPCION Viscosidad Copa Ford S lidos 1 seg 2 COVENIN 680 TINTA APLICACION Opaco Color Verde opaco Viscosidad Copa Ford 1 seg COVENIN 751 Proveedor Colqu n S lidos 2 COVENIN 680 VARIABLES DE PROCESO Sistema de Aplicaci n Tipo de Rodillo Vel de Aplicaci n m min Temp T nel de Secado I n mm IV V 1 C 50 187 219 210 76 Gramaje 0 001 g m Adherencia ok COLORIMETR A ESTANDAR Coordenada Predominante Escala CIELa b L Luminosidad 33 63 1 4 CONCLUSIONES Las causas de rechazo de aluminio laqueado son arrugas y venas fallas de impresi n tono y gramaje fuera de especificaciones y bobina bloqueada Las venas y arrugas representan la principal causa de rechazo de aluminio laqueado en la empresa Con respecto a la adherencia todas las muestras evaluadas de aluminio laqueado cum plieron con la prueba y no se evidencia problemas de desprendimiento de tinta en el proceso El valor de la viscosidad de la tinta de aplicaci n en la cuba influye directamente en el gramaje y la tonalidad del aluminio laqueado y a medida que el gramaje de la bobina a laquear es mayor se utiliza un rodillo de impresi n de menor n mero de l neas En el establecimiento de los est ndares colorim tricos para escala CIELAB se utiliz
3. es un factor que origina rayas en el laqueado As mismo la contaminaci n del metile tilcetona por proveedor o en el almacenamiento es otro factor que origina dicho defecto Medio ambiente El medio ambiente influye con la presencia de sucio restos de estopas que se usan para limpieza de rodillos tinta seca o cualquier otro agente contaminante en el rea de impresi n es otra de las causas de fallas de impresi n ya que estos pueden caer con facilidad dentro del sistema Se presentan las principales causas que originan aluminio laqueado con gramaje y tonalidad fuera de especificaciones M quina En cuanto a las variables de m quina que influyen directamente sobre el gramaje y la tonalidad del aluminio laqueado se tienen el ajuste que se le da a la racla para rotograbado o el rodillo presor sobre el rodillo de impresi n para sistema flexogr fico esto debido a que si se le da mayor presi n se impregna menor cantidad de tinta por lo cual el gramaje y la tonalidad se observa un tono m s bajo al est ndar por el contrario si la separaci n de los mismos es mayor el gramaje y la tonalidad se observa alto con respecto al est ndar Esta separaci n se ajusta en proceso y no es una variable medible 2 Otro factor que influye directamente en el valor del gramaje y la tonalidad es la limpieza y mantenimiento de los rodillos sobre todo los rodillos de l neas de rotograbado debido a que si los peque os huecos donde se deposita la t
4. que generan su presencia durante el proceso de laqueado de aluminio recocido M quina La zona cr tica donde se generan las rayas y fallas de impresi n en m quina es el sistema de impresi n en el cual interact an cada una de las partes de este sistema racla y rodillos de impresi n para el sistema rotograbado y rodillo presor al tintor y rodillo de goma para el sistema flexogr fico En general la principal causa de este defecto es la falta de mantenimiento de cada una de las partes antes mencionadas por ejemplo si se coloca una racla o un rodillo de impresi n con golpes o zonas desgastadas estos defectos ser n grabados sobre el aluminio laqueado originando fallas de impresi n betas o zonas no homog neas Por otro lado si se presenta alg n sucio en uno de estas piezas este origina la presencia de rayas O zonas sin tinta Cuando el sistema es rotograbado es importante que el ajuste de la racla sobre el rodillo de impresi n este al mismo nivel a lo largo del contacto entre los mismos debido a que si hay una zona menos ajustadas por esa rea pasa mayor cantidad de tinta por lo cual se nota en la bobina laqueada un lado m s oscuro Esto tambi n aplica para el sistema flexogr fico en el ajuste del rodillo liso y el rodillo presor Ver Figura T Otra zona de m quina en la cual tambi n se generan agentes causantes de rayas en el aluminio laqueado es la cuba debido a que en esta se forman grumos de tinta gelada por la caracte
5. 18 No 2 Agosto 2011 63175 65 Tabla 1 Gramaje usado para el laqueado de aluminio recocido por color y posici n en la l mina Gramaje g m Aplicaci n Aplicaci n exterior 8 0 9 0 6 0 7 0 Color Rojo ladrillo Blanco opaco Verde opaco Laca transparente Verde transparente Fuente Loyo 1997 2 Determinaci n de los est ndares de calidad en el proceso de laqueado Para cada color se realiza el siguiente procedi miento durante el proceso de laqueado 1 Se toma muestra de la bobina laqueada 2 Se mide el gramaje 8 3 Se verifica el gramaje seg n la Tabla I 4 Se ajusta la viscosidad de la tinta en la cuba para obtener un valor medio de gramaje seg n lo especificado en el punto anterior 5 Se mide la adherencia de la bobina laqueada 9 SISTEMA DE EMBOBINADO DESBABNADOR SUPERAR IESGOR RNEER ROOLLO PRESOR RESOERANOR SISTEMAS DE AJUSTE y q A ene T Figura 1 Diagrama de flujo del proceso de laqueado de aluminio recocido en la empresa Determinaci n de las variables del proceso Se elaboro un diagrama de flujo del proceso ver figura Se midieron temperaturas en cada una de las etapas de secado C velocidad del proceso m mim tipo de sistema de impresi n y tipo de rodillo Estandarizaci n del proceso Se prepar un formato de estandarizaci n por color de aluminio laqueado Procedimiento para el laqueado de las bobi nas recocidas Se elabor un
6. 6 de rechazo para cada uno y como se puede ver en la Tabla 1 se encuentran distribuidos entre el color verde transparente y rojo ladrillo interior de flexograf a En menor cantidad se encontraron con defectos las bobinas bloqueadas o pegadas por falta de temperatura gramaje alto o por alta velocidad de la m quina Todos los rechazos por este defecto provienen de bobinas con sistema flexogr fico de laqueado en el cual el gramaje o cantidad de tinta por unidad de rea es mayor que en rotograbado Cabe destacar que aunque este defecto represente el menor porcentaje de rechazo 4 56 las bobinas no son recuperables de ninguna forma y representan una p rdida total tanto de tinta como de aluminio recocido Cada una de estas fallas encontradas se debe a la falta del establecimiento de est ndares de calidad as como tambi n por la falta de un m todo operativo que permita establecer pautas y normas a seguir para la realizaci n del proceso Por otro lado se evidencia la falta de capacitaci n del personal operativo por la rotaci n continua de estos en la empresa An lisis del proceso Para el an lisis de las causas de las fallas en el proceso no se tom en cuenta el par metro M todo debido a que en la empresa no se encuentran establecidos m todos ni procedimiento para este proceso Por medio de las visitas a planta entrevistas con el personal de la l nea y segui miento continuo del proceso se logr establecer las posib
7. Kog INGENIER A Revista INGENIER A UC VoL 18 No 2 Agosto 2011 63 Nota T cnica Mejoramiento del proceso de laqueado de aluminio recocido para la elaboraci n de l minas termoac sticas Carmen Geant de Flores Erika Rangel Escuela de Ingenier a Ou mica Facultad de Ingenier a Universidad de Carabobo Resumen Esta investigaci n tiene como finalidad la evaluaci n propuestas de mejoras y establecimiento de est ndares de calidad del proceso de laqueado de aluminio recocido para la elaboraci n de l minas termoac sticas Se establecieron est ndares de calidad en los cuales se presentan tanto las caracter sticas del aluminio laqueado requerido como las diferentes variables de proceso y de materia prima necesarios para mejorar el proceso Adem s se estableci un procedimiento de laqueado donde se mencionan las variables a tomar como referencia antes durante y despu s del proceso Entre las conclusiones m s destacadas se tiene que el aluminio recocido manifiesta el problemas de flameo por lo que se deben realizar ajustes en m quina para disminuir este problema En cuanto a los logros obtenidos se tienen Conocimiento del proceso de laqueado y factores que lo afectan como la integraci n del personal a los est ndares y m todos establecidos y finalmente el establecimiento de mejoras para disminuir fallas Palabras clave aluminio recocido laqueado termoac sticas Technic Note Improvement of the lacquered annealed alu
8. a la determinaci n de estas tres variables para cada lote de tinta A continuaci n se muestran las variables de m quina medici n y de materia prima que influ yen en el que se pegue una bobina laqueada M quina La bobina laqueada se pega por varios factores En primer lugar influye la velocidad de la m quina debido a que si la velocidad es alta falta tiempo de curado de la tinta por lo cual esta llega h meda falta de secado al rea del embobinado Revista Ingenier a UC Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 69 de la bobina laqueada por lo que se pega de la otra cara del aluminio laqueado Esto tambi n se puede originar por falta de temperatura en el rea de secado o por falta de enfriamiento en el rea de las calandras 11 Medici n La variable medible que influye en la generaci n del pegado de la bobina laqueada es la viscosidad de la tinta ya que si esta es alta se necesita m s temperatura o tiempo de secado que la que se necesita para una viscosidad especificada Este valor depende directamente del operador la limpieza de la copa para la medici n y del mantenimiento del cron metro a utilizar Materia prima El valor de la viscosidad de la tinta de recepci n es un factor que interviene en la generaci n o no del pegado de una bobina laqueada ya que de este valor depende la diluci n que se le da a la tinta en el proceso por lo cual este valor debe ser medido p
9. a predominante es L y para el rojo es a 15 En acuerdo con los expertos se determin que en la pr ctica al medir la colorimetr a de una muestra Revista Ingenier a UC 70 Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 Tabla 4 Determinaci n de la viscosidad y el de s lidos de la tinta de la cuba y la tinta de recepci n para cada color Tinta de recepci n aplicaci n Color Proveedor de tinta Viscosidad seg s lidos Viscosidad seg s lidos Verde transparente Cinducover 25 45 23 41 19 40 21 57 Rojo ladrillo interior Cinducover 102 33 07 19 63 23 11 Rojo ladrillo exterior Cinducover 102 33 07 28 08 33 07 Blanco opaco interior Colqu n 114 53 78 98 00 43 35 Blanco opaco exterior Colqu n 114 53 78 107 03 49 68 Verde opaco Colqu n 108 51 09 77 00 44 30 Tabla 5 Variables del proceso para cada color de aluminio laqueado Color Temperaturas de secado Velocidad Sistema de Tipo de pm 1 C m min Impresi n Rodillo Verde transparente 41 145 172 156 60 150 Rotograbado 70 L neas Rojo ladrillo interior 42 155 208 200 71 120 Rotograbado 48 L neas Rojo ladrillo exterior 43 183 215 215 70 100 Flexograf a Liso Blanco opaco interior 53 186 218 211 76 120 Rotograbado 48 L neas Blanco opaco exterior 51 189 221 215 74 100 Rotograbado 48 L neas Verde opaco 50 187 219 210 76 100 Flexograf a Liso Tabla 6 Coordenadas colorim tricas por color de aluminio laqueado Co
10. arada para que el horno est fr o Mediante las visitas a plantas se observ que en Revista Ingenier a UC Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 67 ocasiones para el mantenimiento de los rodillos estos son bajados de la maquina y se mandan a rectificar como no existen rodillos de repuesto se trabaja sin estos lo cual ocasiona flameo de aluminio recocido lo cual genera venas y arrugas Por otra parte otra variable de m quina que debe ser controlada para un recorrido de aluminio recocido sin la generaci n de venas y arrugas son las tensiones a lo largo de la l nea por medio de los siguientes mecanismos Las calandras el rebobinador el rodillo balanc n y los rodillos manuales Ver Figura T El aluminio es fijado sobre calandras y rebobi nador por medio de rodillos presores los cuales son rodillos de goma que ajustan por medio de presi n sobre el aluminio en ambas esquinas de las calandras y el rebobinador Todas estas tensiones no son medibles sino que se ajustan seg n la aparici n o no de arrugas de aqu deriva la importancia del ajuste de las mismas desde el inicio del proceso 8 Materia prima La materia prima que influye en la aparici n de venas y arrugas en el proceso de laqueado es el aluminio recocido por medio del flameo de ste en el proceso 11 No se tiene una manera de predecir cual bobina de aluminio recocido de cual calibre o de que proveedor va a p
11. arantizar que estos est n libres de tintas secas o aluminio que puedan ocasionar problemas 4 Realizar la limpieza del rodillo de impresi n con Mek y estopa tomando en cuenta que el proceso de limpieza traslado e instalaci n debe ser tal que se garantice que no exista ning n tipo de golpe sobre el mismo 5 Se debe realizar un mantenimiento sema nal de todos los rodillos de impresi n con removedor y un cepillo de celdas blandas de manera de limpiar las celdas que est n tapadas de tintas secas 6 Si el sistema es rotograbado realizar la limpieza del racle con tela y Mek verificando 10 111 112 13 14 que la hojilla no est desgastada ni golpeada Se instala el rodillo presor y el rodillo tintor con cuidado de no golpearlos seg n el sistema de impresi n a utilizar Se instala la racla de forma tal que se garantice uniformidad a la izquierda derecha y centro de la bobina En este punto tambi n es importante ajustar la racla de manera tal que no est muy apretado al rodillo tintor para evitar que este se desgaste Se coloca la bomba del sistema de impresi n en recirculaci n con Mek de manera de limpiarla por dentro Se debe garantizar completa limpieza del piso y de los equipos a utilizar para evitar que cual quier sucio se adhiera al sistema de impresi n lo que ocasionar a serios problemas de rayas y fallas de impresi n Se coloca un tintero completamente limpio Se coloca una cuba comple
12. as con un total de 8045 kg lo cual representa m s del 60 del total de aluminio rechazado adem s de la Tabla 2 se puede ver que el color que representa m s kilogramos Revista Ingenier a UC 66 Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 100 00 90 00 80 00 70 00 12000 A Venas y arrugas B Rayas y Fallas de impresi n Gramaje y tono alto D Gramaje y tono bajo E Bloqueada 10000 8000 60 00 50 00 6000 40 00 4000 30 00 Bobinas rechazadas ky Porcentaje acumulado mu t o Figura 2 Diagrama de Pareto con los principales defectos del aluminio laquedado recocido de defectos es el rojo ladrillo interior el cual se trabaja con sistema flexogr fico con rodillo liso de goma Estas bobinas no pueden ser aprovechadas para el proceso de elaboraci n de l minas debido a que por las arrugas y venas se presentan roturas en dicho proceso por lo tanto son vendidas como producto de segunda a otras compa as Luego se tienen como fallas significativas las rayas y las fallas de impresi n con un total de 20 de rechazo Se pudo observar que la mayor a de estas bobinas eran de color verde transparente el cual se trabaja con sistema de rotograbado con rodillo de 70 l neas Tambi n se pudo verificar que la menor canti dad de rechazos se present por tono y gramaje fuera de especificaciones con aproximadamente
13. de maquina debe esperar a que control de calidad de la voz de arranque no se debe arrancar la m quina hasta que control de calidad lo indique Revista Ingenier a UC Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 73 Tabla 9 Variables de estandarizaci n para aluminio laqueado blanco opaco interior TINTA DE RECEPCION Viscosidad Copa Ford 114 00 S lidos 53 78 1 seg 2 COVENIN 680 TINTA APLICACION Opaco Color Blanco opaco interior Viscosidad Copa Ford 98 00 1 seg COVENIN 751 Proveedor Colqu n S lidos 2 COVENIN 680 43 35 VARIABLES DE PROCESO Sistema de Aplicaci n Rotograbado Tipo de Rodillo 48 L neas Vel de Aplicaci n m min 120 Temp T nel de Secado I n mm IV V 1 C 53 186 218 211 76 ALUMINIO PINTADO Gramaje 0 001 g m 4 68 Adherencia ok COLORIMETR A ESTANDAR Coordenada Predominante Escala CIELa b L Luminosidad 83 53 1 3 El analista y el operador deben chequear par metros de gramaje tonalidad y para la muestra laqueada verificar que no se tengan rayas ni ning n tipo de fallas de impresi n 4 Si es necesario se debe ajustar la viscosidad 5 Si se evidencian problemas de impresi n se debe ajustar la racla Si el problema no es originado por la racla sino por el rodillo de impresi n este debe cambiarse inmediatamente 6 Si se cumple con par metros control de calidad indica arrancar de nuevo la m quina 7 Verificar las
14. e l contenido de material no vol til 2da revisi n FONDONORMA 680 1996 1996 1 4 7 COVENIN Pinturas y afines Determinaci n de la viscosidad mediante viscos metro Copa Ford 2da revisi n FONDONORMA751 1999 1999 1 6 Revista Ingenier a UC Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 8 Lugo E 2004 Evaluaci n de la materia prima y las l minas termoac sticas fabricadas en Cindu de Vene zuela S A Trabajo original Instituto Universitario de Tecnolog a de Valencia Venezuela 9 COVENIN Pinturas y afines Determinaci n de la adhesi n FONDONORMA 404 83 1983 1 3 Chang R Niedzwiecki M 1999 Las herramientas para la mejora continua de lacalidad vol 2 Ediciones Granica Tec Consultores Argentina Flores D 2008 Evaluaci n del rendimiento de las bobinas desde el proceso de gofrado del aluminio laqueado hasta la fabricaci n de las l minas en la empresa Cindu de Venezuela S A Trabajo original Instituto Universitario de Tecnolog a Alonso Gomero Valencia Venezuela Cinta M lvarez S Zaragoza J 2006 Ciencia y tecnolog a de pol meros Editorial Universidad Polit cnica de Valencia Espa a Seymour R Carrahere Ch 2002 Introducci n a la qu mica de los pol meros Editorial Revert s a Segunda impresi n Barcelona Espa a Billmeyer F 2004 Ciencia de los Pol meros Parte P Edit
15. ear el siguiente procedimiento Homogeneizar muy bien el tambor con tenedor de la tinta La muestra a ensayar debe estar libre de cualquier material extra o o burbujas de aire Asegurarse que la copa de medir vis cosidad se encuentre totalmente limpia que no tenga ning n rastro de tinta en la parte interior Se determina el tiempo de descarga en segundo como sigue Se tapa el orificio con un dedo y se llena la copa con la muestra hasta que la parte superior del l quido este perfectamente a ras con la parte superior de la copa sin evidencia alguna de menisco Si la copa se llena demasiado se enrasa la superficie corriendo sobre ella el filo de una esp tula para retirar el exceso de l quido Con el cron metro se mide el tiempo desde el momento en que se inicia la descarga cuando el orificio se abre re tirando el dedo hasta que se interrumpa la corriente del l quido Despu s de cada determinaci n la copa se debe limpiar utilizando un disolvente apropiado y un cepillo suave Se debe tener especial cuidado en la limpieza del orificio y evitar la formaci n de pel cula en las paredes interiores de la copa Proceso de producci n 1 El operador junto al jefe del rea deben arrancar la maquinaria 2 Una vez corrido 200 metros se debe parar la m quina para tomar dos muestras de aluminio pintado de un metro una de ellas para el analista de calidad y otra para el operador de rea El operador
16. inta para la impresi n se encuentran sucios la cantidad de tinta que se imprime es menor por lo tanto se disminuye tanto el gramaje como la tonalidad Manode obra Es importante el chequeo cons tante de la viscosidad de la tinta en la cuba durante el proceso debido a que esta va en aumento debido a la evaporaci n del Mek y este aumento de viscosidad genera un aumento de gramaje y tonalidad Al inicio del proceso se debe medir el valor de viscosidad y gramaje de bobina laqueada por operador y por control de calidad de manera de verificar estos valores y garantizar que se mantengan a lo largo del laqueado Medici n Las variables medibles que influyen en el valor del gramaje y el tono son la viscosidad y el gramaje ambas dependen directamente del entrenamiento y habilidad del operador para el uso de la balanza o el cron metro o para realizar los c lculos respectivos Para la determinaci n del gramaje es importante que la balanza se encuentre calibrada y perfectamente operativa Para la determinaci n de la viscosidad influye la limpieza de los orificios de la copa Ford 4 y la copa Zahn 2 y de la calibraci n del cron metro 7 Materia prima La tinta de recepci n es la materia prima que afecta el gramaje y la tonalidad esto debido a que la diluci n con metiletilcetona en proceso va a depender directamente de los valores de viscosidad porcentaje de s lidos y de la tonalidad de sta Por este motivo en la recepci n se realiz
17. les causas de las fallas encontradas en aluminio laqueado determinadas en el objetivo anterior ver Figura 1 De acuerdo la Fabla se tienen como principales defectos de aluminio laqueado Venas y arrugas rayas y fallas de impresi n gramaje y tono alto gramaje y tono bajo y bobina bloqueada Para cada uno de estos defectos se realiz un seguimiento del proceso para la determinaci n de las posibles causas que originan su aparici n y de esta manera se construyeron los diagramas de causa efecto Se observan 4 factores principales que originaron bobinas de aluminio laqueado con arrugas y venas M quina De acuerdo a los expertos una de las principales variables a manipular para el laqueado de aluminio recocido de forma exitosa es el control de cada una de las partes de la m quina En primer lugar se present como uno de los principales factores que originan la presencia de arrugas y venas en el laqueado de aluminio recocido la presencia de residuos de tinta en los rodillos de la maquina principalmente en los rodillos del t nel de secado ya que los residuos se marcan sobre el aluminio o porque el sucio no permite el giro de los rodillos lo que ocasiona flameo y por ende la formaci n de las venas y las arrugas Por lo general estos rodillos se ensucian al producirse una rotura de aluminio recocido en el proceso y se contin a trabajando sin la limpieza de los mismos debido a que para realizar este mantenimiento la m quina debe estar p
18. lor L a b B Verde transpa 82 66 24 50 6 04 188 40 rente Rojo ladrillo in 30 65 29 65 21 27 81 40 terior Rojo ladrillo 39 48 35 85 23 24 71 20 exterior Blanco opaco 83 54 1 12 2 43 62 75 interior Blanco opaco 84 59 0 99 2 61 44 50 exterior L Luminosidad a Tonalidad rojo a verde b Tonalidad amarillo a azul B Brillo se debe verificar que el valor de la coordenada predominante se encuentre en un rango de pm 1 el valor del determinado para la muestra tomada como est ndar con un valor de gramaje intermedio Ver Tabla Luego se construyeron los formatos de es tandarizaci n Tabla 7 a donde se tabulan cada una de las variables de materia prima proceso para la obtenci n de la bobina laqueada por color as como tambi n las caracter sticas de color gramaje y adherencia que sta debe poseer para que cumpla con las especificaciones A continuaci n se presentan por color cada uno de los formatos de estandarizaciones realizados Se realiz un procedimiento de laqueado de aluminio recocido en la laqueadora fundamentado en el seguimiento de proceso realizado durante el estudio as como tambi n de las investigaciones en bibliograf a y en la experiencia del personal Este procedimiento sirve como base para el personal obrero analistas de calidad supervisores de m quina y cada uno de los involucrados en el proceso para comprender y poner en pr ctica los procedimientos y las variables a tomar e
19. minum process for the production of thermoacoustic sheets Abstract This research aims at evaluation proposals for improvement and establishment of quality standards of lacquering annealed aluminum process for the production of thermoacoustics sheets Standards of quality was established which are both required features of lacquered aluminum as process variables and raw material needed to improve the process In addition was established a process of lacquering which takes into account each of the variables to take as a reference before during and after the process Among the most important conclusions of these work is that the annealed aluminum present flutter problems can be manifested in the lacquering process so adjustments must be made at the machine to reduce this problem As for the achievements we have Knowledge of the lacquering process and factors that affect and established methods and improvements to reduce failures Keywords aluminum annealing lacquered thermoacoustic 1 INTRODUCCI N La investigaci n se lleva a cabo en las instala ciones de una empresa que elabora membranas impermeabilizantes productos asf lticos y l mi nas termoac sticas para techos La propiedad m s importante de estas l minas es reducir los efectos lo pao ponencia que el calor y el ruido provocan en el ambiente de Correo e carmenfgeantChotmail com Carmen una edificaci n y est n formadas por un refuerzo Geant de Flores de acero cubierta
20. n cuenta antes durante y luego del pintado de aluminio recocido Puesta a punto 1 Chequear seg n planificaci n el color a la quear y seguir las hojas de formatos de Revista Ingenier a UC Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 71 Tabla 7 Variables de estandarizaci n para alum laqueado verde trans TINTA DE RECEPCION Viscosidad Copa Zahn 20 06 S lidos 23 80 1 seg 2 COVENIN 680 TINTA APLICACION Transparente Color Verde Transparente Viscosidad Copa Zahn 19 40 1 seg COVENIN 751 Proveedor Cinducover S lidos 2 COVENIN 680 21 57 VARIABLES DE PROCESO Sistema de Aplicaci n Rotograbado Tipo de Rodillo 70 L neas Vel de Aplicaci n m min 150 Temp T nel de Secado I H m IV V 1 C 41 145 172 156 60 ALUMINIO PINTADO Gramaje 0 001 g m 0 91 Adherencia ok COLORIMETR A ESTANDAR Coordenada Predominante Escala CIELa b a Tonalidad rojo a verde 24 5 1 estandarizaci n por color de manera de veri ficar todas las condiciones necesarias para el laqueado 2 Se debe cambiar la manga del cilindro porta mangas del sistema de impresi n de acuerdo al calibre de aluminio a laquear verificando que esta se encuentren en buen estado sin gol pes debido a que esto afectar a directamente sobre el proceso de impresi n 3 Se debe realizar un mantenimiento semanal a los rodillos del t nel de secado rodillos de la l nea y calandras de manera de g
21. or el operador al recibir la tinta en m quina 7 Tabla 3 Valores de gramaje y adherencia determinados para cada color de bobina laqueada Color Gramaje Adherencia g m Verde transparente 0 91 ok Rojo ladrillo interior 4 71 ok Rojo ladrillo exterior 8 53 ok Blanco opaco interior 4 68 ok Blanco opaco exterior 6 48 ok Verde opaco 7 08 ok Se presentan los est ndares de calidad en el proceso de laqueado de aluminio recocido para cada color con el fin de generar los par metros a seguir para obtener bobinas pintadas de calidad Para ello se realiz un seguimiento del proceso para cada color de aluminio laqueado Para esto se ajust en m quina al inicio del proceso el gramaje de aluminio laqueado de manera de obtener un valor de gramaje medio para cada color seg n los valores de gramaje establecidos en la Tabla I Luego se tom muestras de aluminio laqueado tinta de recepci n y tinta de impresi n y se realizaron los an lisis que se presentan a continuaci n En la Tabla se observan los valores de gramaje y adherencia del aluminio laqueado 15 tomado como muestra para la estandarizaci n Los ensayos de gramaje se realizaron seg n la norma de la empresa 5 Los ensayos de adherencia todos resultaron sin problemas de desprendimiento de tinta seg n la norma 9 especificada Luego se determin tanto la viscosidad como el porcentaje de s lidos de la tinta de aplicaci n de la cuba como la tinta de recepci n Estos valore
22. orial Revert s a Reimpresi n Barcelona Espa a Soto J 2009 Del trazo al chip La t cnica grafica y sus sistemas Ediciones B amp B Santiago Chile 10 1 m 12 13 E 5 15 Revista Ingenier a UC
23. pilaci n bibliogr fica amplia del problema en estudio El proceso de laqueado de aluminio recocido se basa en cuatro sistemas principales y un sistema de ajustes a lo largo de la l nea La primera parte se denomina sistema de impresi n luego se encuentra el sistema de secado despu s el sistema de enfriamiento y por ltimo el sistema de embobinado del aluminio laqueado Un sistema de impresi n est constituido por un conjunto de rodillos y tintas de impresi n cuya principal funci n es imprimir una capa de recubrimiento sobre la superficie o sustrato Los principales sistemas de impresi n utilizados en este proceso son rotograbado y flexograf a El Rotograbado es una t cnica de impresi n donde las im genes se transfieren al papel a partir de una superficie cuyas depresiones contienen tinta a diferencia del grabado tipogr fico en el que la impresi n se realiza a partir de una superficie plana cuyas l neas entintadas est n en relieve La flexograf a flexography es un sistema de impresi n en altorrelieve las zonas de la plancha que imprimen est n m s altas que aquellas que no deben imprimir Al igual que en la tipograf a xilograf a o linograbado la tinta se deposita sobre la manga que a su vez presiona directamente el sustrato imprimible dejando la mancha all donde ha tocado la superficie a imprimir Lo que distingue la flexograf a de la tipograf a de la que es un derivado es que la manga es de un ma
24. procedimiento que contiene 3 etapas Puesta en marcha proceso de producci n y finalizaci n del laqueado 3 RESULTADOS Y DISCUSI N Se tom como base un inventario realizado en el almac n de producto rechazado en el rea de aluminio La informaci n de cada bobina fue tomada de la etiqueta de rechazo en la cual se tiene informaci n del peso de la bobina color laqueado defecto que presenta calibre del aluminio y n mero de bobina laqueada En total fueron 62 bobinas rechazadas que representan un total de 12848 kg de aluminio laqueado con defectos En t rminos generales se logr identificar de forma directa las principales fallas presentes en cada una de las bobinas de aluminio laqueado rechazado y se estableci un porcentaje de rechazo por defectos Tabla 2 Defectos de aluminio laqueado del almac n de aluminio de la empresa Cat Fallas T P PA A Venas y Arrugas 8045 62 62 62 62 B Fallas de Impresi n 2580 20 08 82 70 y o rayas C Gramaje y tono alto 852 6 63 89 33 D Gramaje y tono ba 785 6 11 95 44 jo E Bloqueada 586 4 56 100 00 Cat Categor a T Total Kg P Porcentaje PA Porcenteje acumulado En la Tabla 2 se muestra un resumen de las prin cipales fallas de aluminio laqueado encontradas en dicho inventario La Tabla 2 sirvi como base para elaborar del diagrama de Pareto 10 De acuerdo a la Figurd2 se puede observar que la principal causa de rechazos de aluminio laqueado son las arrugas y las ven
25. r stica innata de la tinta y por el ajuste continuo de la viscosidad dentro de la misma con la adici n continua de tinta virgen o Mek De aqu la importancia de un mantenimiento preventivo de la cuba Mano de obra La falta de mantenimiento y de seguimiento continuo del proceso es la principal Revista Ingenier a UC 68 Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 causa de rayas y fallas de impresi n de aqu deriva la importancia del entrenamiento y capacitaci n del personal de m quina En proceso se debe realizar seguimiento continuo del producto final bobina laqueada verificando que esta no presente defectos ya que al salir rayas se deben tomar acciones correctivas inmediatas con el fin de disminuir los metros con defectos en la bobina laqueada Igualmente se debe vigilar de forma continua el nivel de tinta en la cuba debido a que al bajar este nivel tambi n aumenta la producci n de grumos de tinta en la cuba lo cual aumenta la probabilidad de rayas y fallas de impresi n Ver Figura Materias primas El aluminio recocido es una de las materias primas que afecta el laqueado de aluminio rayas en el proceso debido al flameo del aluminio recocido esto se origina porque la inestabilidad del paso del aluminio por el sistema de impresi n genera movimientos que no permiten la adherencia continua de la tinta sobre el papel La presencia de grumos de tinta o tinta gelada de recepci n
26. resentar flameo durante el proceso por esta raz n de acuerdo a la programaci n se monta una bobina en m quina se realizan los ajustes de tensiones y si no se logra la estabilizaci n del sistema se baja la bobina y se intenta con otra La mayor a de las bobinas se logran ajustar con las modificaciones de tensiones en los diferentes puntos del sistema Sin embargo se pierde mucho material durante la estabilizaci n Mano de obra El factor humano es muy importante para el laqueado del aluminio reco cido se requiere de un personal completamente entrenado en cada una de las partes del sistema conocedor de los defectos que se presentan y capaz de modificar las variables que pueden disminuir el producto no conforme A pesar de estas necesidades no se cuenta con material instructivo para la capacitaci n de personal ni con manuales que permitan servir como base ante la presencia de problemas en m quina Por otro lado cabe destacar que para el laqueado del aluminio recocido se necesita que el personal luego de la estabilizaci n de la m quina contin e con la revisi n constante del producto final debido a que se presentan momentos en los cuales se desajusta el proceso y comienza a salir arrugas y venas a pesar de los ajustes iniciales por diferencias de tensi n a lo largo del desbobinado del aluminio laqueado como materia prima A continuaci n se presenta el an lisis para el problema de rayas y fallas de impresi n se tienen 4 causas
27. s de asfalto tratado y una l mina Recibido diciembre 2010 Aceptado febrero 2011 Revista Ingenier a UC 64 Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 de aluminio foil laqueado con recubrimientos industriales Se entiende por recocido del aluminio el tra tamiento que se realiza para conferir al aluminio mejor conformabilidad esto significa prepararlo para el proceso de extrusi n o para posterior lami naci n plegado o estampado Con los recocidos totales se pretende eliminar las tensiones propias del producto fundido un equilibrio de los granos segregados y una disoluci n de los constituyentes estructurales eut cticos en sus bordes 1 Luego del recorrido del aluminio por la laquea dora se procede a embobinar la bobina ya tintada A est bobina proveniente del proceso de laqueado se le denomina bobina laqueada 2 La investigaci n es realizada espec ficamente en el rea de laqueado de aluminio recocido para la elaboraci n de laminas termoac sticas y consisti en el diagn stico y an lisis de las fallas inherentes al proceso De igual manera se establecieron est ndares de calidad para aluminio laqueado y procedimientos para el proceso pro ductivo que permiten disminuir la aparici n de fallas La presente investigaci n contribuye con el buen desempe o productivo de la empresa ya que plantea posibilidades de mejoras en el proceso productivo y presenta una com
28. s se muestran en la Tabla 4 Para la determinaci n de la viscosidad tanto de recepci n como de aplicaci n se utiliz copa Zahn 2 para colores transparentes y copa Ford 4 para colores opacos 7 Asimismo se tiene la determinaci n del porcentaje de s lidos seg n la Norma 6 Se tomaron los valores de las variables de proceso que influyen en el cumplimiento de est ndares de calidad como lo son la temperatura de secado del horno la velocidad del paso del aluminio por la m quina el sistema de impresi n y el tipo de rodillo del sistema de impresi n utilizado En la Tabla 5 se presentan estas variables A medida que el gramaje de tinta es mayor la velocidad de la m quina debe disminuir debido a que la tinta necesita un mayor tiempo de secado para evitar que se pegue Para laqueado con tintas transparentes como el gramaje es mucho menor las temperaturas del sistema de secado tambi n se deben disminuir para evitar degradaci n de la tinta y cambio de tonalidad del aluminio laqueado 2 Luego se realiz el ensayo colorim trico a cada una de las muestras de aluminio laqueado de manera de establecer las coordenadas de color de manera de que sirva como base de verificaci n de la tonalidad de aluminio laqueado para cada color En la Tabla 6 se presentan dichos resultados En el espacio CIELAB cada coordenada deter mina la medida del color Para el color verde la coordenada que predomina es a para el blanco la coordenad
29. tamente limpia y libre de tintas secas o residuos de estopa A la entrada de la tinta en la cuba se coloca la tela de filtro adecuada tela de organza de manera evitar grumos o co gulos de tintas Llenar la cuba con la tinta previamente analizada y aprobada por control de calidad Revista Ingenier a UC 72 Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol 18 No 2 Agosto 2011 63175 Tabla 8 Variables de estandarizaci n para aluminio laqueado rojo ladrillo interior TINTA DE RECEPCION Viscosidad Copa Ford 102 00 S lidos 33 07 1 seg 2 COVENIN 680 TINTA APLICACION Opaco Color Rojo ladrillo interior Viscosidad Copa Ford 19 63 1 seg COVENIN 751 Proveedor Cinducover S lidos 2 COVENIN 680 23 11 VARIABLES DE PROCESO Sistema de Aplicaci n Rotograbado Tipo de Rodillo 48 L neas Vel de Aplicaci n m min 120 Temp T nel de Secado I H m IV V 10 42 155 208 200 71 ALUMINIO PINTADO Gramaje 0 001 g m 4 71 Adherencia ok COLORIMETR A ESTANDAR Coordenada Predominante Escala CIELa b a Tonalidad rojo a verde 29 65 1 asegur ndose de que sta es la adecuada para el tipo de rodillo a utilizar Esto para evitar luego problemas con el gramaje y viscosidad 15 Con la ayuda de la gr a colocar la bobina de aluminio recocido sobre el desbobinador de manera de evitar cualquier tipo de golpe sobre la bobina 16 Ajustar la viscosidad de la tinta en la cuba uti lizando seg n el color a laqu
30. temperaturas en el t nel seg n hoja de estandarizaci n que el embobinado sea uniforme que las calandras est n fr as 8 Si existen evidencias de arrugas y o venas ajustar mediante presiones de l nea rodillos manuales rodillos presores 9 Si siguieran dichos defectos se debe corregir el problema antes de continuar el laqueado 10 Continuar con el proceso de laqueado y ajustando en todo momento el valor de la viscosidad 11 Vigilar continuamente que no se produzcan rayas o arrugas u otra falla 12 Es imprescindible mantener el nivel de la cuba a un nivel no menor de de su capacidad debido a que si este nivel baja la tinta que queda sobre las paredes de la cuba se solidifica y estos s lidos se trasladan hacia el sistema de pintado produciendo problemas continuos de rayas Tambi n al bajar el nivel de la cuba se puede producir la coagulaci n de la tinta produciendo grumos que ocasionan la misma falla Finalizaci n del laqueado 1 Terminada la bobina se debe tomar una muestra para el analista y una para el operador de rea ambos deben llevar registro del gramaje por bobina laqueada 2 Para un cambio de color se debe bajar todo el sistema y se deben limpiar cada una de las partes del sistema de manera que no quede ning n tipo de residuo de tinta 3 Se deben verificar todas las partes del sistema semanalmente de manera de que no tengan golpes ni rayaduras por mal manejo de operadores Revista Ingenier
31. terial gomoso y flexible de ah su nombre de flexograf a 3 2 METODOLOG A Seg n los objetivos planteados en cuanto a pro fundidad la investigaci n es un proyecto factible ya que durante el desarrollo de la investigaci n se analizaron las variables que influyen sobre el proceso de laqueado de aluminio recocido para la producci n de l minas termoac sticas crear procedimientos y establecer est ndares a seguir en el proceso para aumentar la calidad de dicho proceso y disminuir perdidas En cuanto a la estrategia o dise o de la investigaci n es de campo ya que se tomaron datos y muestras directas del proceso y se realizaron los an lisis fisicoqu micos respectivos para determinaci n de est ndares de viscosidad s lidos colorimetr a sin modificar dichas propiedades 4 Toma de muestras Se tomaron muestras de bobinas de aluminio recocido que se utilizan en la laqueadora Esto se realiz tomando una muestra de cada bobina que se mont en la laqueadora por un lapso de 12 d as considerando que el muestreo solo se pudo hacer en el primer turno aproximadamente tres bobinas y que el tipo de aluminio recocido calibre y proveedor depende de la planificaci n pautada seg n pedidos de l minas Caracterizaci n de la tinta Se midio solidos 6 y viscosidad de la tinta virgen y la tinta en la cuba de aplicaci n 7 color 3 Revista Ingenier a UC Carmen Geant y Erica Rangel Revista Ingenier a UC Vol
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