INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOSNARCISO BASSOLS

NOMBRE DEL ALUMNO:CARBAJAL ALGRA EVELYN LIZETH

PROFESORA:FABIOLA YAZMIN CARRILLO LPEZ

U. DE APRENDIZAJE:TALLER Y PROCESOS DE COMPRESIN Y EXTRUSIN

GRUPO:4IM11

INTRODUCCIN

A lo largo de este reporte se mostrar con detalle el proceso de compresin, los materiales con los que opera y sus aplicaciones, los sistemas que los compone y las variables con las que trabaja, as como una breve descripcin de los distintos termoestables con los cuales podra operar una mquina de compresin.El objetivo es mostrar que a travs de adquirir el conocimiento terico sobre una mquina de compresin, se puede operar para realizar un producto, se mencionarn las partes de la mquina as como su funcionamiento para identificar a que sistema pertenecen y saber manejarla.Se describe el modo o tcnica para hacer el moldeo por compresin de un termoestable y las correcciones que se le puede aplicar a este cuando el producto ya est terminado.

MARCO TEORICO.

MOLDEO POR COMPRESINEl moldeo por compresin es uno de los procesos de transformacin de plsticos ms antiguos que existe, aparece descripto en bibliografa de principio del siglo XIX, aunque no comenz a desarrollarse a escala industrial hasta 1908, cuando Leo Baeckeland desarrollo las resinasfenol-formaldehido, que siguen emplendose an hoy en da.

El moldeo por compresines un mtodo de en el que el material de moldeo, en general precalentado, es colocado en la cavidad del molde abierto. El molde se cierra, se aplica calor y presin para forzar al material a entrar en contacto con todas las reas del molde, mientras que el calor y la presin se mantiene hasta que el material se ha curado. El proceso se emplea en resinas termoestables en un estado parcialmente curado, ya sea en forma de pellets, masilla, o preformas. El moldeo por compresin es un mtodo de alta presin, adecuado para el moldeo de piezas complejas, de alta resistencia con refuerzos de fibra de vidrio. Los compuestos termoplsticos, aunque en menor medida, tambin pueden ser moldeados por compresin con refuerzos de cintas unidireccionales, tejidos, fibras orientadas al azar o de hilos cortados. La ventaja de moldeo por compresin es su capacidad para moldear piezas grandes, bastante intrincadas o complejas. Adems, es uno de los mtodos de ms bajo costo en comparacin con el moldeo por otros mtodos tales como moldeo por transferencia y por inyeccin, por otra parte se desperdicia poco material, dndole una ventaja cuando se trabaja con compuestos caros. Sin embargo, el moldeo por compresin a menudo proporciona productos de pobre consistencia y dificultad en el acabado, y no es adecuado para algunos tipos de piezas. En este proceso se produce una menor degradacin de la longitud de la fibra en comparacin con el moldeo por inyeccin. Materiales que normalmente se fabrican mediante moldeo por compresin incluyen: sistemas de resina polister con fibra de vidrio, (SMC/BMC), Torlon (Poliamida-imida: PAI), Vespel (Poliamida:PA), Polifenilen sulfuro (PPS), y muchos grados dePEEK.El moldeo por compresin tiene un alto desarrollo en la fabricacin de piezas de materiales compuestos para aplicaciones de reemplazo de metales, se utiliza normalmente para hacer piezas ms grandes planas o de forma levemente curvas. Este mtodo es muy utilizado en la fabricacin de piezas de automviles, tales como cubiertas, defensas, cucharones, spoilers, as como pequeas piezas ms complejas. El material a ser moldeado se coloca en la cavidad del molde y los platos calientes son cerrados por un pistn hidrulico. El moldeo de compuestos a granel (BMC) y el moldeo de lmina compuesta (SMC) utilizan este mtodo de moldeo, estos compuestos son conformados a la forma del molde por la presin aplicada y se calienta hasta que se produce la reaccin de curado. El material para el SMC por lo general se corta para ajustarse a la superficie del molde. El molde se enfra y se retira la pieza. Los materiales pueden ser cargados en el molde, ya sea en forma de pellets o lmina, o el molde se puede cargar desde una extrusora de plastificacin. Los materiales se calientan por encima de su punto de fusin, se forman y se enfran. El material de alimentacin se distribuye en forma uniforme en la superficie del molde, la orientacin del flujo se produce durante la fase de compresin.En el moldeo por compresin que hay seis factores importantes que se debe tener en cuenta:1. Determinar la cantidad adecuada de material.2. Determinar la cantidad mnima de energa necesaria para calentar el material.3. Determinar el tiempo mnimo necesario para calentar el material.4. Determinar la tcnica de calefaccin adecuada.5. Predecir la fuerza necesaria, para asegurar que el material alcance la forma adecuada.6. Diseo de molde para un enfriamiento rpido despus de que el material ha sido comprimido en el molde.

Definicin del procesoEs un proceso de transformacin discontinuo por lo general de un material plstico, que consiste en dar forma y medidas y deseadas a un plstico por medio de presin y un molde.Es un proceso que es considerado en el sector del plstico como uno de los ms bajos en produccin, aunque no por ello sea menos importante. Podemos encontrar productos en el sector elctrico-electrnico, automotriz y de consumo.Se utilizan plsticos termoestables en la elaboracin de productos para este proceso, ya que una vez moldeadas no pueden modificar su forma.Lo ms comunes son: Baquelita Melamina Resinas epxicas Fenol-formaldehido Poliuretano Silicn

Descripcin del procesoEl proceso consiste bsicamente en colocar un determinado peso del compuesto por moldear dentro de la cavidad del molde caliente cerrando el molde posteriormente, y aplicando presin por medio de una presa de compresin.La prensa y el molde permanecen cerrados hasta que la pieza moldeada se mantiene rgida y conserva la forma diseada. El endurecimiento de la pieza (curado) es causado por un molde, el cual a principio se determina por tanteo y errneo; posteriormente la prensa y el molde son abiertos y el producto se retira del molde por medio de equipos manuales o automticos.

Caractersticas del procesoEl uso de compuestos de plstico termoestable caracteriza a este proceso de moldeo de muchos otros procesos. Estos termoestables pueden ser ya sea en forma de pellets o depreformas. A diferencia de algunos de los otros procesos nos encontramos con que los materiales suelen ser precalentado y se cuantifican antes del moldeo. Esto ayuda a reducir el exceso de rebarbas. Insertos, generalmente metlico, tambin puede ser moldeados con el plstico. Se evitan retenciones en la forma del molde, que generan que la eyeccin sea especialmente difcil. Se ha vuelto una prctica comn precalentar la carga antes de colocarla en el molde; esto suaviza el polmero y acorta la duracin del ciclo de produccin. Los mtodos de precalentamiento incluyen calentadores infrarrojos, calentamiento por conveccin en estufa y el uso de tornillos giratorios dentro de un cilindro calentado. Esta ltima tcnica (tomada del moldeo por inyeccin) se usa tambin para medir la cantidad de la carga.

Esquema del procesoEl moldeo por compresin se inicia, con una cantidad determinada de colocada o introducida en un molde. Luego el material se calienta a un estado maleable y moldeado. Poco despus, la prensa hidrulica comprime el plstico flexible contra el molde, dando como resultado una pieza perfectamente moldeada que mantiene la forma de la superficie interior del molde. Despus la prensa hidrulica retrocede, un pin eyector en el fondo del molde rpidamente expulsa la pieza final fuera del molde y entonces, el proceso concluye.

PrensaLas prensas de moldeo por compresin estn orientadas verticalmente y contienen dos placas a las cuales se sujetan las mitades del molde. El proceso involucra dos tipos de actuacin: 1) carrera ascendente de la placa del fondo o 2) carrera descendente de la placa superior, pero esta ltima es la configuracin ms comn. Un cilindro hidrulico acciona generalmente las placas, el cual puede disearse para suministrar fuerzas de sujecin de hasta varios cientos de toneladas. Las prensas de compresin del molde se fabrican en una amplia variedad de tamaos. La mayora de las prensas utilizan un cilindro hidrulico con el fin de producir la suficiente fuerza durante la operacin de moldeo.Lasprensas pueden generar presiones que van desde 300 a 4.000 toneladas. La resina es aditivada con la preforma. El calor y la presin se aplican, con rangos de temperatura de 225F a 325F (107C a 163C) y 150 a 1.000 psi de presin, necesarios para curar las piezas. Los ciclos pueden variar desde menos de uno minuto a cinco minutos. Las maquinaria constan de un molde mbolo macho y un molde hembra y espigas guas que aseguran el encastre perfecto entre ambos.

MoldesLos moldes para este proceso son generalmente ms simples que los de su contraparte, el moldeo por inyeccin. No hay vertederos o sistemas de alimentacin en un molde por compresin y se procesan partes de formas ms simples debido a que los materiales termofijos poseen una capacidad de flujo ms baja. Sin embargo, se necesitan accesorios para calentar el molde que puede hacerse mediante resistencia elctrica, vapor o circulacin de aceite caliente. Los moldes de compresin pueden clasificarse enmoldes manuales para corridas de ensayo;semiautomticos,en los cuales a la etapa de prensado le sigue un ciclo programado, pero el operador carga y descarga manualmente la prensa; y automtico el cual opera bajo ciclos de prensado completamente automtico (incluyendo la carga y la descarga automtica).

FUNCIN DE LOS MOLDES DE COMPRESIN

Mitad superior

Mitad superior (macho)

Proporciona el medio de anclado del molde a la placa superior

Placa adaptadora de la fuerza de contencin Proporciona el soporte para la fuerza

Pieza macho, tapn o corazn Forma la parte interior de la pieza moldeando una superficie de la pieza slida

Pernos gua

Asegurar una aleacin de las dos mitades del molde

Medios de calentamiento

Canales para la circulacin de vapor o resistencias elctricas

Entrada de tornillos Soportes de las partes del molde

Mitad inferior Lnea de unin

Superficie tope para cierre del molde

Cavidad Forma exterior de una pieza hueca o cara opuesta de una pieza slida

Cuerpo de la cavidad Soporte de la cavidad

Entrada de los pernos gua

Barreras para la alineacin de las dos partes del molde

Plato o placa adaptadora Proporciona el medio anclaje del molde

Medios de calentamientos

Canales para vapor o resistencias blindadas

Entrada de tornillo Soportes de las partes del molde

La temperatura del molde y la presin aplicada son los factores ms importantes del proceso. Adems de estas variables, otros factores que influyen en la calidad de las piezas moldeadas por compresin son: el diseo de la pieza que debe moldearse, la velocidad de cierre de la prensa, la plasticidad del material y las condiciones en que se encuentra la superficie de la cavidad de moldeo. Es importante poner en la cavidad de moldeo la cantidad exacta de material que se necesita, pues una cantidad en defecto puede dar lugar a piezas porosas con baja densidad y con malas propiedades mecnicas, mientras que una cantidad en exceso puede dar lugar a excesivas rebabas.

Ventajas del moldeo por compresin: Fluido en pequeas distancias: menores tensiones internas. Bajo costo de mantenimiento y de fabricacin de moldes. Diseo sencillo de moldes, al no haber entrada y canales. Permite moldeo de piezas complejas Buen acabado superficial (en general) Desechos de materiales relativamente bajo

Desventajas del moldeo por compresin: El molde debe mantenerse a temperatura no excesiva, para que las paredes no curen mucho ms rpido que el interior. Por tanto, tiempos largos de curado. No es aconsejable para este mtodo en caso e empleo de moldes de formas complejas

MATERIALES Y APLICACIONES.

Plsticos termofijosSon llamados as por sus caractersticas trmicas, es decir, una vez procesadas mediante calor ocurre una reaccin qumica que provoca su endurecimiento y no pueden volver a fundirse. Esto se debe a que las molculas que los conformas crecen de manera entrecruzada.Por la consistencia viscosa que presentan antes de reaccionar, se les conoce como resinas y va a depender de la aplicacin con diferentes tipos de fibras, la fibra de vidrio, o la de carbono, para que se refuerce o aumenten sus propiedades.

Baquelita: pertenece a la familia de las resinas fenlicas (PF) y fue el primer material sinttico inventado por el hombre.Sus propiedades ms importantes son la rigidez y la alta resistencia trmica, ndica y di-elctrica. La sntesis de este plstico se realiza a partir de molculas de fenol y formaldehido.Con esta estructura, su densidad es muy alta, as como su rigidez y la poca permisibilidad del paso de electricidad, es decir, que ofrece excelente resistencia dielctrica.La maquinaria que se utiliza para este tipo de resinas es especial ya que es un material muy abrasivo, los procesos utilizados pueden ser compresin e inyeccin. Para moldear esta resina es necesario calentar el molde a la temperatura de curado, entre 160C y 190C y ejercer presin. Sus aplicaciones: asas mangos de sartenes, interruptores, fusibles, recubrimientos, partes automotrices y otras aplicaciones para la industria elctrica.

Resinas epxicas (EP): sus principales propiedades son las resistencia qumica, resistencia a la fatiga, resistencia dielctrica y tenacidad. Pueden llevarse a cabo en caliente o a la temperatura ambiente. Hay diferentes grados de resinas epxicas: de Bisfenol-A, Epoxi Novolaca Halogenada, Ciclo-aliftica, Epoxi flexible y modificada. Resulta de la reaccin entre el Bisfenol-A y la Epiclorhidrina. Son utilizadas en recubrimientos, anticorrosivos, en la industria elctrica-electrnica y en aglomerantes y adhesivos.

Silicn (SI): es elstico, impermeable, resiste altas temperaturas, resiste la flama, es hidrfobo, se presenta en forma de aceite, resinas y elastmeros puede estar sujeto a calor, presin y esfuerzos mecnicos como silicio y oxgeno.Sus aplicaciones ms comunes estn en las cirugas plsticas, sectores industriales como chupones y de construccin como sellador de ventanas y como arreglos de envases especiales.

Aminoresinas ureas y melaninas: sus propiedades son parecidas a las de las resinas fenlicas; tienen propiedades de dureza y transparencia, consume ms bajo de los termofijos.Sus aplicaciones estn en artculos para el hogar (vajillas y recubrimientos de cocina), paneles decorativos y como adhesivos.Formaldehidos son las dos familias de aminoresinas, son productos que derivan de la poli condensacin de la urea y la melanina con el formaldehido.

Resina polister (UP): Tiene gran resistencia qumica y mecnica.es el termofijo ms verstil en el mercado debido a la infinidad de sus aplicaciones y por su fcil procesamiento. Nacen de la poli condensacin de cidos di carboxlicos insaturados. Composicin: Resina ortoflalica Isoftalica Clorendica Bisfenlica Furanica Vinil sterAplicaciones: macetas, casas para mascotas, adornos domsticos, lminas traslucidas para techos, superficies de cocinas, tinas de bao, tuberas, lava manos, etc.

Poliuretano (PUR): es un material flexible, se obtiene mediante condensacin de bases hidroxlicas combinadas con disocianatos.Los poliuretanos termoestables ms habituales son espumas, muy utilizadas como aislantes trmicos y como espumas resilientes. Se ocupa para industrias como la automotriz y la del calzado, laminaciones de aluminio con plstico y papel.

SISTEMAS Y COMPONENTES

Sistema elctricoEste sistema tiene la funcin de proporcionar un voltaje y una corriente que es de tipo alterna. Suministra un voltaje en la mquina de compresin de 220 V. Sus elementos son:1. Caja de fusibles2. Fusibles3. Conductores4. Contactos (trifsico)5. Clavijas6. Cable de uso rudo7. Motor

Sistema hidrulicoTiene la funcin de trasmitirla potencia al empujar un fluido (aceite) y transmitir un trabajo.Dilata y hace que se mueva una palanca para posteriormente mover las platinas.Sus elementos son:1. Deposito ventilado2. Placa deflectora3. Bomba hidrulica -Bombas de desplazamiento no positivo -Bombas de desplazamiento positivo4. Filtros y coladores5. Colador y filtro tosco6. Vlvula direccional (cuatro vas, tres posiciones)7. Vlvula de alivio 8. Actuador9. Tuberas

Sistema de calentamientoEs el encargado de proporcionar calor a un cuerpo, a travs de elementos elctricos y posteriormente transforma el estado del plstico para llegar a su punto de fusin y moldear. Sus elementos son:1. Resistencias (planas y tipo abrazadera)2. Termopozo3. Bulbo sensor4. Cable (con aislante de fibra de vidrio)

Sistema de moldesTiene la funcin de darle forma al producto. Los materiales que se ocupan en este proceso pueden ser aceros, aceros por aleaciones, y aluminio.Sus elementos son:1. Molde macho (corazn)2. Molde hembra (cavidad)

Apertura y cierre de moldesPermite al desplazamiento de ascenso y descenso a las placas portamolde.Sus elementos son:1. Platina superior2. Platina inferio3. Barras guas4. Placas5. Bujes de bronce6. Tuercas7. Aislantes

Sistema de controlTiene la funcin de controlar las variables del proceso (presin, temperatura y tiempo) a travs de elementos como son:1. Termostato (grada la temperatura)2. Vlvula reguladora de presin (regula PSI)3. Botonera de encendido y apagado4. Foco piloto5. Palanca6. Manmetro

OPERACIN DE LA MQUINA DE COMPRESIN

Encender la mquina de compresin Regular la temperatura de la mquina a 150C Observar en el foco piloto que la mquina ya haya alcanzado la temperatura deseada Calibrar la bascula Pesar el contenedor donde ir el material Tarar y pesar 40 gramos del material (baquelita) Usar guantes y lentes de seguridad Colocar el contenedor del material arriba de la mquina de compresin para que con el calor se quite la humedad a la baquelita Agregar la baquelita al molde (hembra) Manipular la palanca y subir el molde hasta cerrarlo Contar 10 segundos y bajar la platina para liberar los gases (proceso de desgasificacin) Subir inmediatamente la platina y cerrar de nuevo el molde Contar de 1.20 segundos a 1.40 segundos para el proceso de curado Bajar la platina Extraer la pieza del molde Dejar enfriar la pieza Lijarla para dar acabado

PROBLEMAS Y SOLUCIONES (SISTEMA DE COMPRESION)

SUBCURA.- Los materiales termofijos curan durante el proceso moldeador. Poco hay que basarse para determinar si la pieza est bien curada, debiendo guiarse por su aspecto o por pruebas acerca de la duracin del tiempo en molde. Una pieza no curada se deforma ms que otra completamente carada al ser expulsada del molde. Si est mal curada acaso debe abrirse en la superficie debido a la presin de los gases internos.Si se corta una pieza moldeada y se pule la parte interior que ha quedado a la vista, la diferencia en el aspecto entre el borde interno y el exterior revelara un moldeo deficiente. A s mismo, si la extraccin acetonica aparece muy alta, la falta de cura puede establecerse como definitiva. Sus condiciones fsicas y elctricas quedaran mermadas, a menos que se integren las medidas oportunas. El operario debe inspeccionar el equipo para cerciorarse de que no hay ninguna resistencia elctrica quemada y que no existen pasos de vapor a los moldes.

CURA EXCESIVA.- Es muy difcil averiguar si una pieza ha sido excesivamente curada, por cuanto muchos plsticos pueden permanecer en el molde ms tiempo del necesario, sin que ellos les afecte grandemente. Las piezas moldeadas de urea transparente son las primeras en manifestar los defectos de la cura excesiva, por el pobre aspecto de sus acabados. Las superficies grandes y planas pueden presentar un aspecto parecido a la piel de una naranja. Sera ms grave cuando se halle presente una gran cantidad de humedad en la mezcla moldeable. En la prctica, el tiempo ptimo se establece cuando dejan de ser visibles los efectos de subcura. As se logra un acercamiento a las ptimas propiedades elctricas, qumicas y fsicas, aunque se alcance necesariamente.

MOLDEADOS INCOMPLETOS.- Si el molde o el pote de transferencia ha sido suficientemente cargado, la falta en el moldeado solamente puede obedecer a que el material sea fijado antes de obtener el deseado flujo. Pueden ocurrir diversos factores para llegar a esta condicin: la carga de material puede haber permanecido en el recipiente caliente o cmara demasiado tiempo antes de cerrarse la prensa, el material puede ser de variedad de moldeo rpido con una corta duracin en estado fluido, de modo que se haya fijado durante el cierre de la prensa; o el material pudo haber sido precalentado con exceso. En cualquiera de estos casos, hay que tomar las medidas necesarias para corregir el defecto. REBABAS EXCESIVAS.- Es caracterstica del moldeo por compresin directa, la rebaba que denuncia el diseo y el estado de conservacin del moldeo, y el tipo de material usado. Las lneas de rebaba son difciles de quitar, particularmente si el material ha sido cargado con fibras. Los moldes deberan disearse de manera que la rebaba se redujera al mnimo, digamos a 0,127 o 0254 mm. sin eliminarla totalmente, pues el molde se desgastara excesivamente en sus partes planas, donde tiende a formarse. Conforme el molde va entrando en uso, las tolerancias tienden a cambiar ya que las partes mviles del mismo se desgastan con el efecto acumulativo corriente de aumentar el material en las lneas divisorias del molde. Cuando se exceden las tolerancias en las dimensiones o el coste del acabado se hace prohibitivo, los componentes del molde precisan ser rectificados.

CONCLUSIN

Mi experiencia en el taller de compresin y extrusin fue muy satisfactoria, ya que aprend a diferenciar los componentes de los diversos sistemas que contiene la mquina de compresin; por otra parte memorice y entend el funcionamiento de cada una de las partes de la mquina, identifique en qu lugar se colocaban los moldes, el tipo de moldes que existen, como realizaba el funcionamiento desde el sistema elctrico hasta el sistema de control para poder enviar la seal y yo misma operar en esta mquina .Observe, comprend y despus en base a las explicaciones que daban los profesores yo pude realizar un producto en esta mquina que creo, es la mayor experiencia que tuve al poder interactuar con una mquina del taller.

BIBLIOGRAFIA

Taller de moldeo de plstico > CECyT 8

Libro: Transformacin y reciclado de los polmerosAutores: Heliodoro Hernndez Luna, Vctor Martnez Reyes, Flor del Monte Arrazda Domnguez, Juan Manuel Mareyra Mercado, Sergio Hernndez Garrido.Primera edicin 2010 impreso en MxicoEditorial: IPN

Revista: PlsticoEnero/febreroNumero 43www.ambienteplastico.com

Libro: Moldeo de plsticoTema: Diseo de moldes para compresin

Practica de taller de moldeo por compresinTema: Sistema de componentes de una mquina de moldeo por compresinAutor: Ernesto Paredes Alonso

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.mx/2011/10/moldeo-por-compresion.html

http://iq.ua.es/TPO/Tema6.pdf