“Proceso para obtención de pieza en resina reforzada con molde en yeso”

Presentado por:

Andrés Guillermo Angarita Monroy.

Código: 2122670.

Luis Fernando Corzo.

Código: 2111943.

Presentado a:

Prof. Clara López Gualdrón.

Universidad Industrial de Santander

Bucaramanga

2015

Objetivos

Generales

Analizar las propiedades mecánicas, químicas y solubles de ciertos materiales con el fin de moldear y obtener una determinada pieza bajo ciertas condiciones de procesamiento.

Específicos

Utilizar yeso y resina reforzada para obtener una máscara con ciertas características.

Aplicar los conceptos aprendidos durante el curso, con el fin de poder apreciar el comportamiento real de los materiales y sus rasgos esenciales, cuando se combinan con otros elementos bajo ciertos factores.

Hacer uso eficiente de las propiedades que presentan los materiales.

Recursos esenciales para el desarrollo del proceso

Materia prima para el molde

Yeso.

Material en que debe estar la pieza

Resina epoxidica. Refuerzo con polvo fino de aserrín.

Yeso

Resina epoxidica

Polvo fino de aserrín (Derivado de la madera)

Marco Teórico

Principales propiedades de los materiales

Yeso

Mineral constituido por sulfato cálcico, incoloro, blanco verdoso o castaño que, al calentarlo a cierta temperatura y perder parte de su agua, forma una sustancia pulverulenta, y al mezclar esta con agua, forma una masa plástica que se endurece al secarse; se emplea como material de construcción y para obtener moldes de estatuas, monedas, etc.

La roca natural denominada aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO4·2H2O), mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente.

Características

El yeso e un conglomerante no estableen presencia de humedad, constituido por sulfato de calcio con dos moléculas de agua.

SO4Ca . 2 H2o

Su composición química es:

32.6% CaO.

46.5% SO3.

20.9% H2O.

Las propiedades principales de los yesos son:

Material conglomerante aéreo (material noble) Buena estabilidad volumétrica Excelente adherencia Fraguado rápido y modificable Propiedades aislantes: térmicas y acústicas Baja transferencia de calor Bajo peso Bajo costo de producción Optimo textura de la superficie endurecida

Fidelidad de copiado superficial Poco solubilidad en agua Elemento poroso de baja conductividad Peso volumétrico – masa unitaria:

Hemidrato suelto: 0.6 – 0.7 g/cm3

Hemidrato compactado: 0.8 g/cm3

Pasta de yeso (relación a / y=0.5): 1.7g/cm3

Resina epoxidica

La resina epoxi o pliepódo es un polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o “endurecedor”. Las resinas epoxi más frecuentes son producto de una reacción entre bisfenol-a y la epiclorohidrina, el bisfenol A se obtiene de fenol y acetona. Las resinas epoxi están constituidas comúnmente de dos componentes que se mezclan previamente antes de ser usados; al mezclarse reaccionan causando la solidificación de la resina, su curado se realiza a temperatura ambiente, durante ese curado o secado se forma enlaces cruzados lo que hace que su peso molecular sea elevado.

Propiedades

Resistencia a la abrasión

Todos los grados son considerados impermeablesal agua, pero ligeramente permeables al vapor.

Propiedades relativas No los degradan los aceites son recomendables paraa la friccion cojinetes sometidos a cargas y velocidades moderadas.

Es una de las caracteristicas mas sobresalientes, lo que Estabilidad permite emplearlas en partes de tolerancia dimensionaldimensional cerrada. La baja capacidad de absorcion de la resina y

su resistencia a los fluidos frios, contribuyen a su estabilidad dimencional.La mayoría de estas resinas, están disponibles en colores

Pigmentación estándar sobre pedido, se pueden pigmentar aunque requieren equipo especial.Se unen facilmente entre su y con materiales plasticos de otros grupos mediante cementos adhesivos.

Cap. De absorción Baja.La exposición prolongada al sol produce una capa delgada

Propiedades quebraliza, causando un cambio de color y reduciendo el ambientales brillo de la superficie y la resistencia a la flexión. La

pigmentacion en negro provee mayor resistencia a la interperie.Generalmente buena aunque depende del grado de la resina, de la concentración quémica, temperatura y

Resistencia esfuerzos sobre las partes. En general no son afectadas química por el agua, sales inorgánicas, álcalinas y por muchos

ácidos. Son solubles en ésteres, acetona, aldehídos y en algnas hidrocarburos clorados.Se adaptan bien a las operacines secundarias de formado.Cuando se calientan, los perfiles extruidos, se pueden doblar y estampar.Sus características son similares a las de los matales no

Facilidad de unión ferrosos, se pueden barrenar, fresar, tornear, aserrar ymaquinado troquelar.Acabados Pueden ser acabados mediante metalizado al vacío y

superficiales electro plateado.Resistencia a la Se presenta para cargas cíclicas o permanentes mayores

fatiga a 0,7 Kg mm2.Se mantiene 5°C arriba de la Temp. De distorsión durante2 a 4 h.

Alta

Permeabilidad

Resistencia a la abrasión

Todos los grados son considerados impermeablesal agua, pero ligeramente permeables al vapor.

Propiedades relativas No los degradan los aceites son recomendables paraa la friccion cojinetes sometidos a cargas y velocidades moderadas.

Es una de las caracteristicas mas sobresalientes, lo que Estabilidad permite emplearlas en partes de tolerancia dimensionaldimensional cerrada. La baja capacidad de absorcion de la resina y

su resistencia a los fluidos frios, contribuyen a su estabilidad dimencional.La mayoría de estas resinas, están disponibles en colores

Pigmentación estándar sobre pedido, se pueden pigmentar aunque requieren equipo especial.Se unen facilmente entre su y con materiales plasticos de otros grupos mediante cementos adhesivos.

Cap. De absorción Baja.La exposición prolongada al sol produce una capa delgada

Propiedades quebraliza, causando un cambio de color y reduciendo el ambientales brillo de la superficie y la resistencia a la flexión. La

pigmentacion en negro provee mayor resistencia a la interperie.Generalmente buena aunque depende del grado de la resina, de la concentración quémica, temperatura y

Resistencia esfuerzos sobre las partes. En general no son afectadas química por el agua, sales inorgánicas, álcalinas y por muchos

ácidos. Son solubles en ésteres, acetona, aldehídos y en algnas hidrocarburos clorados.Se adaptan bien a las operacines secundarias de formado.Cuando se calientan, los perfiles extruidos, se pueden doblar y estampar.Sus características son similares a las de los matales no

Facilidad de unión ferrosos, se pueden barrenar, fresar, tornear, aserrar ymaquinado troquelar.Acabados Pueden ser acabados mediante metalizado al vacío y

superficiales electro plateado.Resistencia a la Se presenta para cargas cíclicas o permanentes mayores

fatiga a 0,7 Kg mm2.Se mantiene 5°C arriba de la Temp. De distorsión durante2 a 4 h.

Facilidad de unión

Formado

Recocida

Catalizadores posibles a usar para disminuir el tiempo de endurecimiento en la resina epoxidica

Peróxido Mek k-1

Es un peróxido metil-etil-cetona estándar usado para curado en frío de resinas de poliéster y viniléster a temperatura ambiente. Es un plastificante como solución de oxigeno activo al 9% de peróxido metil-etil-cetona. El Mek es el sistema de iniciadores que más se utiliza. Es usado con promotores, generalmente con naftenato de cobalto al 6% u octoato de cobalto al 6%, 10% o 12% y dimetilanilina (DMA) o dietilanilina (DEA).

Peróxido Mek k-10

Es un peróxido metil-etil-cetona estándar usado para curado en frío de resinas de poliéster y viniléster a temperatura ambiente. Es más reactivo que el K-1. Nunca debe mezclarse el Mek con el acelerante, podría producir una reacción violenta y explosiva.

Peróxido Mek k-12

Es un peróxido metil-etil-cetona estándar usado para curado en frío de resinas de poliéster y viniléster a temperatura ambiente. Es un peróxido especialmente recomendado para resinas viniléster ya que evita el exceso de espuma. Nunca debe mezclarse el Mek con el acelerante, podría producir una reacción violenta y explosiva.

Polvo fino de aserrín (Subproducto de la madera)

Propiedades generales

La madera posee una serie de propiedades características que hacen de ella un material peculiar. Su utilización es muy amplia. La madera posee ventajas, entre otras su docilidad de labra, su escasa densidad, su belleza, su calidad, su resistencia mecánica y propiedades térmicas y acústicas. Aunque presenta también inconvenientes como su combustibilidad, su inestabilidad volumétrica y su putrefacción.

Anisotropía: Es un material anisótropo, es decir no se comporta igual en todas las direcciones de las fibras. Es más fácil cepillar longitudinalmente al sentido de las fibras que transversalmente, y ocurre a la inversa con el aserrar.

Resistencia: Es uno de los materiales más idóneos para su trabajo a tracción, por su especial estructura direccional, su resistencia será máxima cuando la

solicitación sea paralela a la fibra y cuando sea perpendicular su resistencia disminuirá.

Flexibilidad: La madera puede ser curvada o doblada por medio de calor, humedad, o presión. Se dobla con más facilidad la madera joven que la vieja, la madera verde que la seca. Las maderas duras son menos flexibles que las blandas.

Dureza: Está relacionada directamente con la densidad, a mayor densidad mayor dureza. Al estar relacionada con la densidad, la zona central de un tronco es la que posee mayor dureza, pues es la más compacta La humedad influye de manera cuadrática en la dureza. Si la humedad es elevada la dureza disminuye enormemente. Por el contrario si la madera se reseca, carece de humedad y se vuelve muy frágil.

Peso específico o densidad: Depende como es lógico de su contenido de agua. Se puede hablar de una densidad absoluta y de una densidad aparente. La densidad absoluta viene determinada por la celulosa y sus derivados. Su valor oscila alrededor de 1550 kg/m3, apenas varía de unas maderas a otras.

Propiedades específicas

Otras características del aserrín

Baja densidad. Humedad inferior el 3%. Se compacta fácilmente.

Procedimiento

Proceso para realizar molde en yeso

Materiales

Arcilla. Yeso. Material desmoldante (Vaselina, Aceite). Brocha. Espátula.

Proceso de moldeado

1. Hacer una base rectangular en arcilla con un espesor de 1.5 cm aproximadamente, teniendo en cuenta tanto el largo como el ancho que presenta la figura a copiar.

2. Colocar la máscara sobre la base de arcilla y aplicar una pequeña fuerza de compresión a esta, de manera que quede fija a la base y no se filtre yeso cuando se esté agregando. Nota: Si quedan algunas zonas por donde pueda filtrase el yeso, use el material que considere necesario para poder obstruir el ingreso de yeso.

3. Agregar suficiente desmoldante (aceite, vaselina, mantequilla etc...) a la superficie de la máscara para que el yeso no se compacte con esta, una vez termine el proceso de secado.

Desmoldante. Espátula.

4. Comprar una lámina de aluminio y bordear la base en forma rectangular para que el yeso tome dicha forma cuando se adicione, y a su vez tome la impresión positiva de dicho modelo.

5. Verter la preparación de yeso sobre la máscara hasta que cubra por completo esta, por lo menos 1 cm por encima.

6. Dejar que se seque la mezcla de yeso.7. Una vez se haya culminado el proceso de secado, proceda a retirar el

borde de lámina y la base en arcilla. Finalmente queda de esta manera el molde de la máscara en yeso, listo para reproducir la figura.

¿Cómo preparar el yeso?

1. Preparar los elementos que estarán en contacto con el yeso, dependiendo de si se está haciendo un molde o vertiendo en un molde ya existente. Prepara las áreas que estarán en contacto con el yeso recubriendo con un jabón para desmoldar u otro agente similar. Usar un contenedor de tamaño adecuado para la cantidad de yeso que se vaya a mezclar. El recipiente de plástico debe contener el doble de agua que la cantidad necesitada de yeso.

2. Mezclar el yeso sólo por 10 minutos. Si va a hacer múltiples derrames, puede significar la mezcla de varios lotes de yeso.

3. Verter agua limpia a temperatura ambiente en el recipiente de mezclado.

4. Medir la cantidad correcta de mezcla de yeso seco en un recipiente plástico.

5. Espolvorear la mezcla de yeso seco sobre la superficie del agua agitando suavemente el recipiente con la mezcla de yeso seco medido. Trabaje con rapidez, pero no agregue todo el yeso seco en el agua. Espolvorea toda la mezcla de yeso seco sobre la superficie del agua, para que no se formen montículos. Continúa rociando la mezcla de yeso seco hasta que la mezcla esté completamente saturada y el agua no absorba más yeso. Puede terminar agregando más yeso seco. No fuerce la mezcla en el agua y no tarde más de tres minutos para verter la mezcla de yeso seco en el agua.

6. Golpear el recipiente de la mezcla contra la superficie dura de un mostrador con el objetivo de eliminar las burbujas de aire. Girar el recipiente y golpear desde varios ángulos hasta que ya no se vean burbujas de aire.

7. Después de culminar los pasos mencionados anteriormente, la mezcla de yeso esta lista para ser usada.

Referencias

(s.f.). Obtenido de: http://www.ecoingenieria.org/docs/LOS_YESOS_2005.pdf

Arquys arquitectura. (s.f.). Obtenido de: http://www.arqhys.com/contenidos/madera-propiedades.html

González, E. A. (s.f.). Obtenido de: http://contenidos.educarex.es/mci/2009/43/TEMA2/resina_epoxidicas.pdf

Plasti quimica. (s.f.). Obtenido de: http://www.plastiquimica.cl/category/productos-negocios/aditivos/catalizadores/

Tibbits, D. (s.f.). eHow. Obtenido de: http://www.ehowenespanol.com/mezclar-yeso-moldes-como_94963/