3.2. DESCRIPCION DEL PROCESO DE MANUFACTURACION

3.2.1 DIAGRAMA DE BLOQUES

El proceso de fabricacin a desarrollar es la obtencin de vidrio laminado a partir de la materia prima

mencionada en el captulo anterior. En primer lugar para ello deben obtener a partir de procesos previos

al tratamiento del vidrio monoclnico a vidrio flotado, al igual que las lminas de PVB.

Una vez obtenido estos dos productos principales, el proceso de forma bsica consiste en el ensamblaje

del conjunto de dos hojas vidrio flotado (como mnimo) y una lmina intercalar que abarca toda la

superficie interna, en particular el uso del PVB. Este conjunto de materias primas van a variar segn la

aplicacin a la cual va ser destinada como producto final.

Recepcin de

Materias Primas

Almacenamiento

de materias

primas

Elaboracin del

par de vidrios

Preparacin del

PVB

Manufacturacin

del laminado

Producto Final

Figura 1. Diagrama general del proceso industrial.

El proceso de fabricacin se inicia desde la preparacin, elaboracin del par de vidrios flotados y el

polmero PVB. Para ello estos componentes esenciales deben cumplir una serie de tratamientos ya sean

mecnicos o trmicos para poder llegar al laminado en conjunto.

Los vidrios flotados, que a partir de este momento se les llamara de forma general como vidrios en

conjunto, debido que el proceso especfico est destinado a estos, aunque podramos generalizar para

otros tipos de vidrios ya mencionados en captulos anteriores.

Entonces los dos vidrios se cortan a medida en dos etapas: el corte rectangular primitivo que debe

contener cada vidrio y el posterior recorte de formas ya descritas para el uso o funcionamiento como

producto final. Seguidamente se realiza el tronzado (abertura del corte). La manufactura de cantos, este

sistema a nivel industrial se pulen con muelas de diamante (evita cortes), que a su hacen: el desbaste,

acabado fino, brillo; en conjunto el acabado final que se solicita. Tambin pueden realizar taladros,

avellanados, muescas, entre otras. Y por ltimo el lavado posterior del par de vidrios y secado. Todo

este proceso es realizado por maquinaria industrial que trabaja con un sistema computacional donde se

le indica los procedimientos a realizar.

Para el transporte de vidrio pueden ser por los operarios, pero en algunos casos, principalmente por

ventosas esto evita cualquier contacto con el operario que trabajo en planta.

Figura 2. Diagrama de elaboracin de par de vidrios.

Recepcin de

Materias

Primas

Almacenamiento

de materias

primas

Elaboracin del

par de vidrios

Preparacin del

PVB

Manufacturacin

del laminado

Producto Final

Almacenaje

de vidrio

Corte de

rectngulos

Corte de

formas

Tronzado

Manufactura

de cantos

Secado

Para la preparacin de las lminas de PVB, estas deben cortarse de acuerdo a las medidas del vidrio

anteriormente tratado a partir de los rollos de suministro. La longitud de la lmina debe ser ligeramente

superior al tamao del vidrio para poder permitir el posterior recorte del material excedente una vez se

ensamble el conjunto, todo esto se realiza por el operario.

Al ser un polmero posee caractersticas elsticas que sufren un pequeo encogimiento despus de haber

sido puesta en tensin para realizar el corte. Finalmente las lminas de PVB son apiladas y dejadas en

reposo para que adopten su tamao definitivo despus del proceso de relajacin y estn listas para el

ensamblaje con el par de vidrios.

Recepcin de

Materias

Primas

Almacenamiento

de materias

primas

Elaboracin del

par de vidrios

Preparacin del

PVB

Manufacturacin

del laminado

Producto Final

Almacenaje de

rollos de PVB

Posible conformado

de PVB

Corte de

lminas de PVB

Relajacin de

lminas de PVB

Figura 3. Diagrama de preparacin del PVB

La parte final del proceso de fabricacin, por no decir la ms importante y relevante es que una vez se

han obtenido los productos intermediarios: par de vidrios flotados y lmina de PVB, se procede a su

elaboracin del conjunto laminado, para obtener el producto final deseado ya sea su aplicacin.

Este proceso comprende las siguientes operaciones: ensamblado del par de vidrios con la lmina de PVB,

precalentamiento del conjunto (expulsin del aire y posterior sellado) y un proceso de autoclave para

hacer fluir e PVB entre los vidrios y obtener la pieza acabada.

En primer lugar se ensambla el conjunto de vidrios PVB, intercalando la lmina de PVB entre los dos

vidrios del par. Esta operacin se realiza en una sala de ambiente blanco, sin contaminacin ambiental y

polucin. La lamina de PVB, al ser ligeramente mayor que los vidrios, deber ser recortada alrededor del

contorno de los vidrios por el operario. Las condiciones de temperatura y humedad son de suma

importancia durante el proceso de ensamblaje, estos sern responsables de las propiedades de adhesin

del conjunto laminado.

Recepcin de

Materias

Primas

Almacenamiento

de materias

primas

Elaboracin del

par de vidrios

Preparacin del

PVB

Manufacturacin

del laminado

Producto Final

Ensamblaje del par

de vidrios y PVB

Pre laminado del conjunto

(Calandrado)

Autoclave

Inspeccin y ensayos

Etiquetado, embalaje

y transporte

Figura 4. Diagrama de manufacturacin del laminado.

Luego se realiza un proceso de precalentamiento en el calandrado, el sndwich (vidrio ms PVB) se

introduce en la calandra donde se calienta el vidrio aproximadamente al punto de fusin del PVB a 40 C

a 70 C.

Esto consiste en preparar el conjunto para la operacin final que viene hacer el autoclave, en el proceso

de pre laminado se expulsa el aire comprimido entre vidrios y PVB (paneles), con esto se evit posible

formacin de burbujas y seguidamente el primer sellado de los cantos para evitar la penetracin del aire

por el contorno. Visualmente la capa intermedia de PVB experimenta un cambio que se ve reflejado a la

salida de la calandra, cambia de translucido a semi-transparente.

Finalmente los vidrios laminados son ingresados en conjunto al sistema de autoclave que le da al vidrio su

apariencia final. El objetivo de este proceso es lograr la perfecta adhesin entre el vidrio y las capas de

PVB intermedias. La autoclave somete a las piezas a un ciclo de combinaciones de Temperatura y Presin;

de la cual se encuentra entre 135 C 150 C y 12 - 14 kg/cm2, respectivamente. Un factor a considerar

es el tiempo, este ltimo va depender del espesor de las unidades del polmero de PVB.

Puesto que con un mayor espesor de acristalamiento se debe necesitar un tiempo ms duradero, debido

a que la temperatura debe llegar al interior del polmero y a su vez permitir un enfriamiento correcto y

completo al final del ciclo.

Una vez obtenido el vidrio laminado se llevan a cabo un serie de ensayos para poder determinar la

calidad ptica y sus propiedades con respecto a la seguridad, mientras que otras son destinadas a

procesos que mejoran sus propiedades mecnicas.

3.2.2. EQUIPOS DE PRODUCCION

Un anlisis de las operaciones realizadas para la obtencin del vidrio laminado (vidrio flotado ms PVB)

desde un punto de vista secuencial de las maquinarias industriales, hoy en la actualidad.

3.2.2.1 ALMACEN DEL VIDRIO FLOTADO

Despus de haber realizado un proceso al vidrio plano o monoclnico para la obtencin del vidrio flotado.

Estos son la recepcin en planta del vidrio flotado como materia prima, su almacenaje y posterior

suministro a la seccin de corte. El planta, el almacn debe permitir poder clasificar el vidrio por

espesores, proveedores y colores, y ofrecer una accesibilidad para el transporte a la seccin de corte y

viceversa.

Este es el punto de partida de la fabricacin en s, entonces es un factor importante en la logstica de

cualquier empresa. Una buena organizacin con respecto a la rotacin del vidrio dentro del almacn nos

indica un buen funcionamiento debido que al trabajar con vidrio flotado este no debe permanecer por

periodos superiores a los 12 meses con el fin de evitar problemas de humedad entre las hojas, esto

produce machas en las superficies del vidrio. La operacin de transporte de vidrio a la seccin de corte

debe resultar la ms sencilla posible y segura para los operarios, debido a que se estn manipulando

paquetes de hojas de vidrio de gran tamao (6.000x3.210 mm)

El almacn del vidrio se puede dividir: rea de almacenamiento y rea manipulacin.

Para el almacenamiento vertical del vidrio existen sistemas de gestin de almacn de vidrios

completamente automticos y operados por control remoto, utilizados en centros de almacenaje a gran

escala. Entre estos tenemos:

El rea de manipulacin, se basa en dos aspectos importantes que llega desde un proveedor al rea de

almacn y el posterior transporte hasta la seccin de corte desde el almacn. Por razones de seguridad al

transportar grandes planchas de vidrio de diferentes dimensiones, se deben realizar en un rea espaciosa

y libre de circulacin de personas ajenas a esta operacin. Para ello se hace uso de las siguientes

maquinarias:

3.2.2.2 SECCION DE CORTE DEL VIDRIO

Clasificador de vidrio manual CLM

Clasificador Motorizado

Cargadores automticos Ventosas Gras de elevacin

La seccin de corte de vidrio es la encargada de la obtencin de los rectngulos de vidrio primitivos a partir de las planchas de vidrio. De cada rectngulo de vidrio se podr obtener posteriormente cada uno de los vidrios para las aplicaciones a las cuales estn destinadas, mediante el corte de formas. Sin embargo nos referiremos en lo sucesivo a la seccin de corte de rectilneo como seccin de corte de vidrio. Para el corte del vidrio se considera indicado utilizar tecnologa de corte superficial con punta de diamante. Se descarta utilizar tecnologa de corte por chorro de agua ya que esta tcnica resulta ms adecuada cuando se pretenden obtener formas y manufacturas complicadas que no son realizables con herramientas mecnicas, o cuando se pretende cortar vidrio de gran espesor. En el mercado, existen distintas configuraciones posibles para una lnea de corte, desde mesas de corte manual hasta lneas completamente automticas para grandes volmenes de produccin. El requisito de flexibilidad produccin exige la posibilidad de ejecutar series cortas por lo que resulta aconsejable utilizar una lnea de corte automtica que permita la descarga manual de piezas.

Se propone instalar una lnea de corte rectilneo compuesto por un conjunto de mdulos ensamblados y ajustados entre s para un funcionamiento automtico y coordinado entre estaciones como un sistema compacto. En la figura 5. se pueden diferenciar los mdulos que componen la lnea de corte propuesta. Como se ha visto la carga de los caballetes es un proceso manual y la descarga de piezas de vidrio cortadas puede ser realizada manualmente, existiendo la posibilidad de instalar un robot manipulador sincronizado con la lnea de corte para series largas de fabricacin.

Mesas de corte de vidrio laminado Mesas de corte para vidrio

monoclnico

3.2.2.3 ALMACN DE PVB

Se prev el uso de PVB refrigerado por lo que el almacn de rollos de PVB se concibe como un rea que debe estar acondicionada para el almacenamiento de rollos de PVB refrigerado, en las condiciones de humedad y temperatura adecuadas para su correcto acondicionamiento. Se prevn 90 m2 para almacenar sin problemas distintos tipos de rollos de material. En el almacn se deben mantener las condiciones ptimas para el deterioro mnimo del PVB durante el periodo de almacenaje. El rea fra de almacenamiento estar equipada con controles de temperatura y humedad y sus correspondientes alarmas para evitar el posible dao del producto debido a una prolongada prdida de refrigeracin. La temperatura del rea estar controlada a 8 C.

Figura 5. Lnea de corte rectilneo automtico

3.2.2.4 SECCIN DE ENSAMBLADO

La seccin de ensamblado es aquel lugar donde se ensamblar el par de vidrios flotados con la lmina intercalar de PVB. Este proceso se desarrolla con ayuda de ventosas que son dispositivos encargados de levantar el vidrio que quedara encima del par dejando espacio suficiente para que los operarios coloquen el polmero sobre el vidrio que queda debajo. Para ello se debe disponer de una lnea de ensamblado en que la lmina es cortada directamente del rollo y depositada entre los dos vidrios. Una vez colocada la lmina, el mecanismo deja caer suavemente el vidrio sobre la lmina para proceder manualmente al recorte de PVB sobrante alrededor del contorno del conjunto.

Las condiciones ambientales y de climatizacin llevan a unir estrechamente esta seccin con la anterior. Las lminas de PVB estn expuestas a la contaminacin ambiental y por tanto se requiere el mismo cuidado de las condiciones de trabajo hasta que el conjunto se encuentre ensamblado. El control de las condiciones ambientales resulta decisivo para el ensamblado de laminados limpios. Las recomendaciones para el rea esterilizada de ensamblado se pueden resumir en los siguientes puntos:

Sala blanca de la lnea de laminado (TVITEC)

Almacenamiento de rollos de PVB refrigerado (TK srl)

Entrada y salida con doble puerta, de forma que la puerta interna se cierre antes de que la puerta externa se abra.

Presin atmosfrica positiva provista de aire filtrado. Esteras o alfombrillas colectoras de polvo en las puertas de acceso. Temperatura del aire controlada de 20C 2. Humedad relativa controlada en equilibrio con el contenido de humedad deseado. Precisin de

control de 2%. Acceso restringido de visitantes. Prendas especiales de los operarios: monos o batas libres de hilachas, gorros, guantes, fundas

para los zapatos. Limpieza peridica rutinaria del suelo y equipo.

La sala debe disponer de doble compuerta para evitar la contaminacin del ambiente en la medida de lo posible. Se prev una superficie de 350 m2 para esta rea de la sala climatizada. 3.2.2.5 SECCIN DE PRELAMINADO

La seccin de pre laminado es la responsable de preparar el conjunto vidrio-PVB para el proceso de autoclave. El conjunto recin ensamblado an contiene aire entre PVB y vidrios y el proceso de pre laminado tiene como objeto la eliminacin del aire contenido entre ellos y el posterior sellado de los bordes para evitar la nueva penetracin de aire exterior y formacin de burbujas. Existen distintos mtodos para extraer el aire: por calandrado, por sacos de vaco y por anillos de vaco. En el sistema de calandrado, la extraccin del aire y sellado de bordes se consigue en una lnea de dos hornos y dos calandras de presin alternados que realizan el proceso de pre laminado sin necesidad de sacos o anillos especiales. El conjunto vidrio-PVB entra en un primer horno donde es calentado a una temperatura de superficie de vidrio entre 40C y 70C (Punto de fusin del PVB, aproximadamente). Seguidamente, el conjunto o sndwich pasa por la primera calandra de presin donde se extrae el aire existente entre PVB y los dos vidrios. Posteriormente la pieza entra en el segundo horno. La temperatura de superficie del vidrio al dejar el segundo horno debe oscilar entre 65C y 115C. La temperatura de este segundo horno es un factor para la calidad final del laminado, por este motivo, es indispensable un control estricto de las temperaturas. Finalmente el sndwich pasa por la segunda calandra de presin donde tiene lugar el sellado final de los bordes de la pieza. Se trata de una solucin eficiente para series largas de produccin pero est limitado acristalamientos de curvaturas muy suaves. Adems el correcto ajuste de las calandras para un cambio de modelo requiere un tiempo considerable por lo que esto podra ser un factor que limitara la instalacin para hacer frente a cambios de modelo frecuentes.

A partir del proceso de corte hasta el pre laminado (Lnea de laminacin con PVB), en empresas de gran

prestigio a nivel internacional, especialmente en Europa. Manejan una lnea de manufacturacin

completa que son establecidas en planta a nivel industrial. Estos son desarrollados por sistemas

computacionales, donde el operario encargado ingresas las especificaciones exactas del producto

laminado que uno desea, desde luego con la supervisin continua del todo el proceso, seguidamente

llevarlo a un sistema de autoclave.

Es un sistema de manufacturacin desarrollado para empresas a nivel Industrial; entre estas empresas

que brindan este servicio tenemos:

Punto de vista interno y externo del proceso de

calandrado.

LINEA DE LAMINACIN CON PVB (GLASTON seeing it through).

3.2.2.6 SECCIN DE AUTOCLAVE

La seccin de autoclave realiza el proceso final en la fabricacin del producto deseado. Una vez el conjunto ha sido sometido al proceso de pre laminado (eliminacin de aire y sellado de bordes) ya est listo para el proceso de unin final en el autoclave; este consiste en un ciclo de temperatura-presin-tiempo que confiere al vidrio laminado su transparencia y estado definitivo. La importancia de esta seccin radica en que es aqu donde se ve el resultado final del ciclo de fabricacin. Existen defectos en el producto final del laminado que solamente se pueden detectar una vez se ha realizado el proceso de autoclave sobre el conjunto, un ejemplo claro de ello es la aparicin de burbujas entre vidrios y PVB. La seccin de autoclave debe ir equipada con un sistema de rales y plataformas giratorias que permitan la manipulacin, carga y descarga del vidrio en el o los autoclaves con total seguridad y libre de golpes. Para la carga de caballetes de vidrio en el interior del autoclave, los autoclaves suelen ir equipados con una plataforma elevadora de acero que sirve de extensin del nivel del suelo de la planta hasta el nivel del interior del autoclave. La estructura de la puerta del autoclave debe incorporar un sistema de cierre de seguridad. Se requiere un sistema de presurizacin anexo al autoclave con un depsito de aire. Un autoclave es un recipiente cilndrico de alta presin en posicin horizontal, hecho de acero soldado, que va equipado con un recubrimiento interior aislante del calor y un sistema de circulacin de aire y radiadores de agua de refrigeracin.

Un excesivo tiempo entre el ensamblado y el proceso de autoclave puede hacer que el laminado se separe al colocarlo en posicin vertical. La tcnica para un proceso de autoclave correcto es conseguir una relacin temperatura-presin-tiempo de forma que:

Disuelva el posible aire restante procedente de la etapa de eliminacin del aire. Permita la fluidez de la lmina, dando como resultado un estrecho contacto con el vidrio.

Circulacin de aire caliente en el interior de un autoclave.

Evite que el medio de transferencia de calor penetre por los bordes del laminado. El ciclo de autoclave ser un proceso totalmente automtico y debe garantizar un producto

acabado de alta calidad con excelente transparencia y propiedades de comportamiento adecuadas.

El ciclo de autoclave ser un proceso totalmente automtico y debe garantizar un producto acabado de alta calidad con excelente transparencia y propiedades de comportamiento adecuadas.

Proceso final del vidrio laminado con PVB.

Esquema de conexiones de una instalacin de autoclave.

LEYENDA ELEMENTOS DE AUTOCLAVE

1 Autoclave

2 Entrada de agua para refrigeracin

3 Drenaje

4 Batera de refrigeracin

5 Mando de agua de refrigeracin

6 Ventilador

7 Calefaccin elctrica

8 Salida de aire

9 Entrada de aire

10 Armario de distribucin

11 Depsito de aire

12 Compresor

13 Mando de agua de refrigeracin

14 Drenaje