Sillas Plasticas

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1 Proceso de fabricación de sillas plásticas PRESENTADO POR: CAMILO ANDRES ARCHILA RINCON 2093132 JAIME JEANPIERRE BERNAL OLARTE 2093217 JHON JAIRO FORERO PINZON 2103068 PRESENTADO A: ING. HENRY VERA GONZALES UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENÍERIAS FISICOMECÁNICAS

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sillas plasticas

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Proceso de fabricacin de sillas plsticasPRESENTADO POR:CAMILO ANDRES ARCHILA RINCON 2093132 JAIME JEANPIERRE BERNAL OLARTE 2093217

JHON JAIRO FORERO PINZON 2103068PRESENTADO A:ING. HENRY VERA GONZALESUNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENERIAS FISICOMECNICAS ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA PROCESOSDEMANUFACTURA

BUCARAMANGA

2012INTORDUCCIN

Con la realizacin de este trabajo se quiere comprender y analizar el proceso de fabricacin de sillas plsticas ya que este tipo de objetos plsticos los tenemos presentes en nuestra sociedad y son muy utilizados para el confort y el descanso ke proporciona a una persona el uso de estas.

Adems, queremos conocer los diferentes procesos de produccin de estos productos para en el caso de iniciar un proceso de produccin de un elemento de estas caractersticas, se pueda analizar qu proceso es el ms adecuado para hacer en la fabricacin una reduccin de tiempo y costo en la produccin.OBJETIVO GENERAL:

Conocer e identificar los procesos de fabricacin de los materiales plsticos; en este caso las sillas.OBJETIVOS ESPECFICOS:

Identificar los materiales utilizados en el proceso de fabricacin de sillas de plstico. Conocer los diferentes procesos de manufactura y las herramientas utilizadas en la produccin de sillas. Conocer que tipos de pruebas se utilizan para garantizar la calidad de una silla. Establecer la importancia que tienen el costo y el tiempo de fabricacin en el proceso de fabricacin de una silla.Proceso de fabricacin de sillas plsticasMATERIA PRIMAPolipropileno Copolmero.

Presenta excelente resistencia a bajas temperaturas, es ms flexible que el tipo Homopolmero, su resistencia al impacto es mucho mayor y aumenta si se modifica con hule EPDM, incrementando tambin su resistencia a la tensin al igual que su elongacin; sin embargo, la resistencia qumica es inferior que el Homopolmero, debilidad que s acentu a temperaturas elevadas.

POLIPROPILENO

Descripcin:

El polipropileno (PP) es el polmero termoplstico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerizacin del propileno (o propeno). Pertenece al grupo de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y pelculas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes qumicos, as como contra lcalis y cidos.

Propiedades mecnicas:

PPHomopolmeroPPCopolmeroComentarios

Mdulo elstico en traccin (GPa)1,1 a 1,60,7 a 1,4

Alargamiento de rotura en traccin (%)100 a 600450 a 900Junto al polietileno, una de las ms altas de todos los termoplsticos

Carga de rotura en traccin (MPa)31 a 4228 a 38

Mdulo de flexin (GPa)1,19 a 1,750,42 a 1,40

Resistencia al impacto Charpy (kJ/m2)4 a 209 a 40El PP copolmero posee la mayor resistencia al impacto de todos los termoplsticos

Dureza Shore D72 a 7467 a 73Ms duro que el polietileno pero menos que el polietileno o el PET

Propiedades trmicas:

PPHomopolmeroPPCopolmeroComentarios

Temperatura de fusin (C)160 a 170130 a 168Superior a la del polietileno

Temperatura mxima de uso continuo (C)100100Superior al polietileno, al LDPE y al PVC pero inferior al HDPE, al PET y a los "plsticos de ingeniera"

Temperatura de transicin vtrea (C)-10-20

A baja temperatura el PP homopolmero se vuelve frgil (tpicamente en torno a los 0C); no tanto el PP copolmero, que conserva su ductilidad hasta los -40C.

PPC Polipropileno Copolmero

Es un polmero termoplstico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerizacin del propileno (o propeno).Pertenece al grupo de las poliolefinas.Al aadirse entre un 5 y un 30% de etileno en la polimerizacin, se obtiene el copolmero que posee mayor resistencia al impacto.

Propiedades:

Densidad:0,9g/cm3La temperatura de fusin, vara en funcin del contenido del copolmero.

Modificaciones:

Material de refuerzo y aditivos funcionales.-Fibra de vidrio.-Carga mineral.-Carbn black.Se pueden obtener productos ignfugos con aditivos halogenados y productos exentos de halgeno y fsforo rojo.Prestaciones:

ptima resistencia qumica.-Muy baja absorcin de agua.-A diferencia del polipropileno homopolmero, el copolmero presenta una mejor resistencia en caso de choque a las bajas temperaturas, y un alargamiento de rotura ms elevado.-Decaen ligeramente las caractersticas trmicas.

Aplicaciones:

Respaldos y asientos para sillas, muebles de jardn.-Material interno del sector pblico.-Componentes elctricos que operan a baja temperatura.

PROCESOS DE MANUFACTURA Y HERRAMIENTAS

El Proceso de Inyeccin

El proceso de inyeccin de termoplsticos se fundamenta en fundir un material plstico y hacerlo fluir hacia un molde, a travs de una boquilla en lamquina de inyeccin, en donde llena una cavidad que le da una forma determinada permitiendo obtener una amplia variedad de productos. El moldeo por inyeccin es la tcnica de procesamiento de mayor utilizacin para la transformacin de plsticos. Su popularidad radica en la versatilidad para obtener productos de variadas geometras y para diversos usos.

En la actualidad, la mayora de las mquinas inyectoras utilizan el principio del tornillo de Arqumedes para plastificar y bombear el material. En un tornillo de inyeccin se produce el fenmeno de plastificacin debido al calor generado por la friccin del material con las paredes del barril y por el aporte de calor de las resistencias elctricas alrededor del barril.

La inyeccin es un proceso secuencial que est conformado por un conjunto de etapas que se denominaciclo de inyeccin. El parmetro ms importante, desde el punto de vista econmico, es la duracin o eltiempo de ciclo, pues finalmente de este dependen la productividad y el costo del proceso.

La Mquina de Inyeccin

Una mquina inyectora es un equipo capaz de plastificar el material polimrico y bombearlo hacia un molde en donde llena una cavidad y adquiere la forma del producto deseado.

Una inyectora se compone de cuatro unidades principales:

La unidad de cierre

La unidad de inyeccin

La unidad de potencia

La unidad de control

Unidad de cierre

Consiste de una prensa conformada por dos placas portamoldes, una mvil y otra fija. El sistema de accionamiento de la placa mvil puede ser un mecanismo de palancas acodadas, accionado hidrulicamente, un cilindro hidrulico o un sistema elctrico de tornillo sin fin accionado por un motor. El parmetro fundamental para dimensionar una unidad de cierre es su fuerza para mantener el molde cerrado. Usualmente se da este valor en toneladas (ton). Otros parmetros importantes en una unidad de cierre son: la distancia mnima entre placas, la distancia mxima de apertura, las dimensiones de las placas y la distancia entre columnas, la carrera del sistema de expulsin. Estos datos se utilizan para dimensionar los moldes.

Unidad de inyeccin

La unidad de inyeccin est conformada por el tornillo y el barril de inyeccin, la boquilla y las resistencias alrededor del barril. El material slido ingresa por la tolva a la zona de alimentacin del tornillo, en esta zona es transportado, por efecto de la rotacin del tornillo dentro del barril, hacia la zona de fusin donde se plastifica; finalmente el material es bombeado hacia la parte delantera del tornillo en la zona de dosificacin. Durante el proceso de plastificacin del material el tornillo gira constantemente. Cuando se va a realizar la inyeccin hacia el molde, el tornillo deja de girar y acta a manera de pistn, haciendo fluir el plstico fundido hacia el molde y llenando las cavidades.

Es bien sabido que la conductividad trmica de los plsticos es muy inferior a la de los metales, por lo que su procesamiento debe hacerse en capas delgadas para que la transferencia de calor sea lo ms rpida posible y sostenible econmicamente. Esto se logra aprovechando el fenmeno de plastificacin, que consiste en la fusin de la capa de material directamente en contacto con la superficie del barril, la cual transmite el calor, por conveccin forzada, al material slido en las capas inferiores hasta que se plastifica completamente la masa de material.

En las inyectoras comerciales aproximadamente un 50% del calor requerido para fundir el material lo aporta la friccin viscosa, generada por el giro del tornillo con respecto al barril, y el otro 50% lo aportan las resistencias elctricas.La unidad de potencia

Es el sistema que suministra la potencia necesaria para el funcionamiento de la unidad de inyeccin y de la unidad de cierre. Los principales tipos de sistemas de potencia se pueden clasificar como.

Sistema de motor elctrico con unidad reductora de engranajes

Sistema de motor hidrulico con unidad reductora de engranajes

Sistema hidrulico directo

Sistema de potencia elctrico:El sistema elctrico se utiliza generalmente en mquinas relativamente pequeas. Este sistema se emplea tanto para el giro del tornillo como para la apertura y cierre del molde. La mquina emplea dos sistemas mecnicos de engranajes y palancas acodadas, uno para el cierre del molde y otro para el tornillo. Cada uno accionado por un motor elctrico independiente. El accionamiento del tornillo cuando realiza la inyeccin lo ejecuta un cilindro hidrulico. En los sistemas con motor elctrico, la velocidad puede ajustarse slo en un determinado nmero de valores, lo cual puede ocasionar problemas en la reproduccin de parmetros de operacin y dificultar la obtencin de piezas con una calidad constante. Los motores elctricos generan grandes torques de arranque, por lo que debe tenerse precaucin al usar tornillos con dimetros pequeos para evitar que se rompan.

Sistema de potencia hidrulico:Los motores hidrulicos son los ms comnmente utilizados, su funcionamiento se basa en la transformacin de la potencia hidrulica del fluido en potencia mecnica. A diferencia de los sistemas electromecnicos, donde la potencia es transmitida a travs de engranajes y palancas, en un sistema con fluidos estos elementos se sustituyen, parcial o totalmente, por tuberas de conduccin que llevan el fluido a presin a los pistones de inyeccin y de cierre del molde. El fluido que ms se utiliza es el aceite debido, principalmente, a sus propiedades lubricantes en aplicaciones que involucran grandes cargas. En los sistemas hidrulicos es comn utilizar presiones que varan entre los 70 y 140 kg/cm2. Las ventajas del motor hidrulico con respecto al elctrico pueden resumirse principalmente en:

Fcil variacin de velocidades, regulando el volumen de fluido.

La relacin entre el torque y la velocidad es aproximadamente lineal. El lmite de torque se determina por la presin limitante y el torque de arranque es aproximadamente igual al de funcionamiento.

Permite arranques y paradas rpidos debido al pequeo momento de inercia.

Permite relaciones bajas de peso potencia, lo que posibilita alcanzar altas velocidades de inyeccin del material.

La unidad de control

Este sistema bsicamente contiene un controlador lgico programable (PLC) y controladores PID para las resistencias elctricas del barril y de la boquilla. El PLC permite programar la secuencia del ciclo de inyeccin y recibe seales de alarma, por sobrepresin o finales de carrera, para detener el ciclo. Los controladores PID son los ms adecuados para el control de temperatura debido a su elevada velocidad de respuesta para mantener la temperatura a los niveles requeridos.

Parmetros de una inyectora

Las principales caractersticas utilizadas para dimensionar y comparar mquinas inyectoras son:

Capacidad o fuerza de cierre: usualmente se da en toneladas (ton)

Capacidad de inyeccin: es el volumen de material que es capaz de suministrar la mquina en una inyeccin (cm3/inyeccin). Es comn dar este valor en gramos, tomando como referencia la densidad del polietileno.

Presin de inyeccin: es la presin mxima a la que puede bombear la unidad de inyeccin el material hacia el molde. Usualmente se trabaja a un 60% de esta presin o menos.

Capacidad de plastificacin: es la cantidad mxima de material que es capaz de suministrar el tornillo, por hora, cuando plastifica el material; se da en kg/h.

Velocidad de inyeccin: es la velocidad mxima a la cual puede suministrar la unidad de inyeccin el material hacia el molde; se da en cm3/s.

El Ciclo de Inyeccin

El ciclo de inyeccin se puede dividir en las seis siguientes etapas:

Se cierra el molde vaco, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido para inyectar dentro del barril. El molde se cierra en tres pasos: primero con alta velocidad y baja presin, luego se disminuye la velocidad y se mantiene la baja presin hasta que las dos partes del molde hacen contacto, finalmente se aplica la presin necesaria para alcanzar la fuerza de cierre requerida.

Cierre del molde e inicio de la inyeccin

El tornillo inyecta el material, actuando como pistn, sin girar, forzando el material a pasar a travs de la boquilla hacia las cavidades del molde con una determinada presin de inyeccin.

Inyeccin del material

Al terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante aplicando una presin de sostenimiento antes de que se solidifique, con el fin de contrarrestar la contraccin de la pieza durante el enfriamiento. La presin de sostenimiento, usualmente, es menor que la de inyeccin y se mantiene hasta que la pieza comienza a solidificarse.

Aplicacin de la presin de sostenimiento

El tornillo gira haciendo circular los grnulos de plstico desde la tolva y plastificndolos. El material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se desarrolla una presin contra la boquilla cerrada, obligando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el material requerido para la inyeccin.

Plastificacin del materialEl material dentro del molde se contina enfriando en donde el calor es disipado por el fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la parte mvil del molde se abre y la pieza es extrada.

Enfriamiento y extraccin de la piezaEl molde cierra y se reinicia el ciclo.

En cuanto al consumo de potencia en cada una de las etapas del ciclo, se observa que en el cierre del molde apenas se requiere la potencia necesaria para vencer la friccin generada al desplazar la placa mvil. La etapa de inyeccin necesita la potencia mxima durante un perodo muy corto. El desplazamiento de la unidad de inyeccin y la apertura del molde requieren muy poca potencia. En el siguiente diagrama se esquematiza el consumo de potencia durante el ciclo de inyeccin.

CONTROL DE CALIDADFundamentales para controlar el comportamiento de los plsticos

Los mtodos de anlisis trmico tienen gran importancia en la caracterizacin de los materiales termoplsticos debido a la gran relacin existente entre sus propiedades y la temperatura. Los ensayos normalizados, como el ndice de Fluidez o la Temperatura de reblandecimientoVicat, son los ms utilizados por la industria debido a su rapidez, sencillez y comodidad. Otras tcnicas muy usadas son:Calorimetra diferencial de barrido(DSC),Anlisis termogravimtrico(TGA) y elAnlisis trmico mecnico dinmico(DMTA).

ndice de Fluidez (UNE 53200, DIN 53735)Consiste en calentar una muestra del material en un horno y aplicar sobre dicha masa fundida un pistn con una carga normalizada. Se cuantifica la cantidad de material fundido que atraviesa una boquilla por unidad de tiempo. El ensayo se realiza con poca velocidad de cizallamiento.

Un peso molecular promedio elevado se traduce en ndices de fluidez bajos, es decir, la masa fundida tiene una viscosidad elevada, como la que se requiere para la extrusin. Un peso molecular promedio bajo equivale a ndices de fluidez altos, es decir, la masa fundida presenta una viscosidad baja, ideal para la inyeccin. Los ndices de fluidez habituales se sitan en el intervalo de 0,5 g/ 10 min a 40 g/ 10 min.

A partir de la diferencia de ndices de fluidez antes y despus de la transformacin se puede sacar la conclusin acerca de la degradacin sufrida por el material durante la misma, es decir, el peso molecular promedio es menor debido a la rotura de las cadenas moleculares.

Temperatura de reblandecimiento Vicat (UNE 53118, DIN 53460, ISO 306)Este mtodo permite estudiar el reblandecimiento de los termoplsticos cuando la temperatura aumenta. El ensayo consiste en determinar la temperatura a la que un punzn cilndrico de acero ha penetrado dentro de la probeta una profundidad de 1 0,1 mm.

Para ello, se sumergen las probetas en un lquido de acondicionamiento trmico, despus se carga el punzn con un peso constante y se calienta el lquido a 50 120 C/h. El peso utilizado es de 10 N para el mtodo A y de 50 N para el mtodo B. Las probetas tendrn un espesor entre 3 y 6 mm y unas dimensiones de 10 x 10 mm.

Calorimetra diferencial de barrido. (DSC)Es la ms simple y universalmente empleada de las tcnicas trmicas. En la calorimetra de barrido diferencial la muestra y la referencia se someten a una temperatura que aumenta en forma continua; en este caso, se agrega calor sobre la muestra o la referencia, a modo de mantenerlas a una temperatura idntica. El calor agregado que se registra, compensa el que se pierde o se gana como consecuencia de reacciones endotrmicas o exotrmicas que tienen lugar en la muestra.

El material de referencia debe de cumplir una serie de carctersticas para no desvirtuar la medida realizada: no debe experimentar eventos o procesos trmicos en el intervalo de temperatura a estudiar, no debe reaccionar con el crisol que lo contiene o con los termopares y su conductividad trmica debe ser similar a la de la muestra.

Generalmente, se utiliza como referencia un crisol vaco. La preparacin de la muestra es importante para reducir la resistencia trmica en el sensor del equipo. As se evitan gradientes de temperatura dentro de la muestra y el consiguiente fallo de la seal registrada. Por esta razn, las muestras ideales son films o muestras que ocupen perfectamente la parte inferior del crisol. Suele ser necesario cortar las muestras voluminosas en los trozos ms pequeos posibles y presentarlas antes de meter en el crisol. A continuacin, se sella el crisol con una tapa.

Puede emplearse una purga de gas por varias razones: para eliminar el gas y vapores formados en la clula durante el anlisis -la clula de medida es as protegida de gases corrosivos (por ejemplo, halgenos)-; para desplazar el oxgeno atmosfrico y evitar la oxidacin no deseada de la muestra; para la introduccin de un gas reactivo para investigar su reaccin qumica con la muestra.

Tiene varias aplicaciones: determinacin de puntos de fusin de fases cristalinas; estudios sobre la influencia de la historia trmica en la fusin de polmeros; estudios sobre la influencia de la densidad del polietileno u otros polmeros en los fenmenos de fusin y cristalizacin; estudios sobre la influencia de los pretratamientos; determinacin de pureza; determinacin de procesos de fusin y de cristalizacin y determinacin de tiempos de induccin en oxidaciones isotrmicas de polmeros.

Otras aplicaciones: determinacin de transiciones vtreas de 2 orden; determinacin de re cristalizacin exotrmica y fusin de polmeros semicristalinos; medicin de capacidades calorficas, entalpas de fusin, temperaturas de transicin, calores especficos, datos sobre procesos cinticos, datos sobre polimerizacin isotrmica, sobre reacciones qumicas resultantes de aditivacin de polmeros a alta temperatura.

Anlisis Termogravimtrico (TGA)En este anlisis se mide el cambio de peso de una muestra bajo condiciones isotermas o bajo calentamiento o enfriamiento programado, usualmente en forma lineal. La deflexin de la escala de la balanza se compensa automticamente por medio de una unidad moduladora elctrica, y utilizando sensores adecuados se logra que la seal elctrica sea directamente proporcional a la variacin en peso de la muestra.

Este mtodo se usa principalmente para investigar procesos de secado (desorcin); reacciones de descomposicin; pirlisis bajo gas inerte como el nitrgeno; o la oxidacin en aire de oxgeno. Descomposiciones estequiomtricas permiten determinar el contenido. Mezclas de sustancias orgnicas indican la cantidad de material voltil (orgnico) y de cenizas (cargas). En muchos casos, el rango de temperatura de descomposicin hace posible la identificacin y caracterizacin de la muestra.

En resumen, la TGA se puede emplear para investigar cualquier proceso fsico o qumico que incluya un cambio de peso en el material.

Una atmsfera de gas alrededor de la muestra tiene una importante influencia sobre los anlisis termogravimtricos. Son varias las ventajas que supone su introduccin: retirar gases o vapores producidos en la clula de medida que podran alterar el balance final; reducir la condensacin de productos en las partes fras del equipo; eliminar la presencia de gases corrosivos; reducir las reacciones secundarias; desplazar el oxgeno por medio de un gas inerte y evitar oxidaciones no deseadas; introducir un gas reactivo que actu sobre la muestra y actuar como refrigerante para el mecanismo de la balanza.

Aplicaciones: deteccin de aditivos en plsticos; deteccin de contenido en agua, componentes voltiles y cenizas y examen de procesos de descomposicin.

Anlisis trmico mecnico dinmico (DMTA).El ensayo consiste en someter a la muestra a un movimiento oscilatorio forzado de frecuencia fija y medir en funcin de la temperatura el desfase en la respuesta del material. Esto permite obtener una grfica de la variacin del mdulo elstico dinmico en funcin de la temperatura y de la frecuencia empleada.

Esta tcnica es muy sensible y permite medir temperaturas de transicin vtrea mejor que la calorimetra diferencial de barrido (DSC). Tambin es adecuada para determinar temperaturas mximas de utilizacin de materiales termoplsticos.

Ensayos mecnicosLos ensayos mecnicos permiten la determinacin de datos especficos de los termoplsticos (resistencia y mdulo elstico) necesarios para su aplicacin en el diseo de ingeniera o en el control de calidad.

Traccin (UNE 53 023, ASTM D 638, DIN 53455, ISO 527)Consiste en deformar una probeta haltera, a lo largo de su eje mayor, a velocidad constante y aplicando fuerza hasta su rotura. Las probetas pueden ser moldeadas por inyeccin, o mecanizadas a partir de placas moldeadas por compresin. Se les da un acondicionamiento normalizado. Su espesor es alrededor de 3 4 mm.

Ambos extremos de la probeta se sujetan fuertemente en las mordazas de una mquina de ensayo (Ilustracin 4). Las mordazas se separan a velocidad constante de 1, 2, 5, 10, 10, 50, 100, 200, 500 mm/ min., tirando de la probeta desde ambos extremos. El esfuerzo es registrado grficamente frente a la deformacin (alargamiento).

Las propiedades de traccin son la mejor indicacin de la resistencia de un material. La fuerza necesaria para tirar la probeta se determina conjuntamente con el alargamiento de rotura. El mdulo elstico, es la relacin del esfuerzo a la deformacin por debajo del lmite proporcional del material. Es el dato de traccin ms til, porque las piezas se debern disear de tal manera que los esfuerzos estn por debajo de este valor.

Hay un gran beneficio en el alargamiento moderado, pues esta cualidad permite absorber los impactos y choques rpidos. As, el rea total bajo la curva esfuerzo-deformacin, es un ndice de la tenacidad global del material. Una material con una resistencia a la traccin muy alta y poco alargamiento ser quebradizo.

Para medir el alargamiento con precisin se necesita un dispositivo electrnico (extensmetro) de medicin fina del mismo, sobre todo para determinar el mdulo de elasticidad. Si la longitud de la probeta sufre un estiramiento muy considerable (>50 mm), como puede ser en el caso de termoplsticos biorientados o lminas blandas, basta con medir la variacin de distancia entre mordazas para determinar el alargamiento.Flexin (UNE 53022, DIN 53452, ASTM D 790, ISO 178)Las probetas se fabrican por prensado o inyeccin. Son rectangulares. sta se coloca en un equipo similar al empleado en el ensayo de traccin, pero que dispone de dos soportes distanciados entre s de 16 x espesor (mm). Se aplica una carga en el centro de la probeta a una velocidad determinada y al igual que en traccin se registra la grfica fuerza deformacin (flecha).

La resistencia y el mdulo elstico se determinan a partir de los valores de fuerza mxima y la relacin fuerza flecha. Los valores obtenidos en flexin son similares a los obtenidos por traccin.

Para materiales flexibles o que no rompen por doblado no se realiza este ensayo.

ImpactoHay dos mtodos de ensayo: el ImpactoCharpy, descrito por las normas UNE 53021, ASTM D 256, DIN 53453, y el ImpactoIzod, definido en las normas UNE 53193 y ASTM D 256. Los resultados de ambos ensayos no son comparables debido a las diferencias en cuanto a la geometra de las probetas y de las entallas.

En general, los plsticos son muy sensibles a los esfuerzos sbitos de un impacto y especialmente si las probetas tienen una entalla.

En el impactoCharpylos extremos de las muestras descansan horizontalmente sobre apoyos y el martillo impacta en el punto central, entre los dos apoyos. Por el contrario en el ensayoIzodla probeta se sujeta por un extremo y el martillo golpea en el otro.

Los valores de resiliencia (J / mm) obtenidos en ensayos de impacto no son utilizables para el clculo o diseo de piezas. Sin embargo, permiten diferenciar entre plsticos a tenor de su diferente sensibilidad al impacto con o sin entalla, por lo que son ampliamente utilizados como ensayos de control de calidad.

Ensayos fsicosSon ensayos normalizados sencillos, que permiten una caracterizacin fiable de material.

Densidad (UNE 53020, ASTM D 1505, DIN 53479)Consiste en determinar la masa por unidad de volumen, normalmente se expresa en g/cc. Las normas describen hasta cuatro mtodos para determinar esta magnitud. Los ms sencillos son mediante empuje hidrosttico y mediante picnommetro. En ambos casos, el material necesario es muy corriente (balanza y picnomtro).Absorcin de agua (UNE 53028, DIN 53495, ISO 62)Consiste en cuantificar el agua retenida por el termoplstico en condiciones normalizadas. Es una prueba muy sencilla que slo precisa de una balanza y un bao termosttico. Se expresa en mg o en % y se suele hacer por inmersin de las probetas a 23 C durante 24 h aunque tambin pueden realizarse ensayos a largo plazo para representar la absorcin de agua en funcin del tiempo de inmersin, o del tiempo hasta saturacin.

Por contacto con el agua o por accin de la humedad del ambiente, las piezas de plstico absorben agua en una cantidad que depende en gran manera de la estructura y composicin del plstico. Los plsticos polares como la PA absorben mucha humedad; en cambio, los no polares como el PE, PP, PS Y PTFE muy poca.

La velocidad con que se absorbe el agua depende en gran medida de la relacin superficie/ volumen de la pieza. Por ello los ensayos comparativos debern efectuarse con probetas de medidas exactas e idnticas.

La absorcin de agua implica una alteracin de las caractersticas de la pieza o del material. En general se reducen la resistencia y la dureza, aumentando la tenacidad. El aspecto puede resultar perjudicado por la aparicin de zonas mates o lechosas. Empeoran las caractersticas dielctricas. La absorcin de agua puede significar tambin hinchamiento y alteracin de las dimensiones.

Dureza Shore (UNE 53130, ASTM D 2240, ISO 868)Consiste en evaluar la dureza superficial del material midiendo la profundidad que alcanza una punta de acero normalizada cuando se presiona contra el material. Se puede medir con instrumentos simples.

La superficie de apoyo y de la muestra debern ser lisas y de caras paralelas. El durmetro se coloca sobre la muestra con paralelismo de caras con ayuda de un dispositivo apropiado. La presin aplicada por estos aparatos es de 12,5 N en laShore Ay de 50 N en laShore D.

El mtodoShore Ase aplica a plsticos blandos, por ejemplo PVC plastificado. El mtodoShore Dse emplea para plsticos ms duros.

La durezaShorese expresa en unidades deShore AoD. Son posibles deferencias de 2-3 unidadesShore. Es muy importante realizar la medida siempre al mismo tiempo, 3 15 s.

Contenido en materiales volatites. (UNE 53090, UNE53269, ASTM D 2584)Permite cuantificar el contenido en cenizas de los materiales. Consiste en determinar la variacin de masa experimentada por el material al someterlo a calcinacin.

Para realizar el ensayo se introduce un crisol con la muestra en el interior de hornomuflaa 600 C y se mantiene hasta pesada constante.

Debido a la sencillez de sus medios (hornomufla, balanza, mechero) y la informacin suministrada (contenido en refuerzo o en carga inorgnica) se emplea frecuentemente en el control de calidad de materiales.

Ensayos de aspectoEste conjunto de ensayos merece un apartado especial debido a la gran importancia que tienen especialmente en piezas decorativas o simplemente exteriores. En estos casos se hace fundamental que el color y el brillo de la pieza sean idnticos a las del resto del equipo.

Otro problema relacionado con el aspecto es cuantificar cundo y cmo va a deteriorarse el aspecto de pieza con el uso.

Color, brillo y transparencia. (UNE 53386, UNE 53387, ASTM D 2244, DIN 5033, DIN 6174)Son ensayos sencillos que se realizan mediante equipos altamente automatizados (colormetro, brillmetro o espectrofotmetro ultravioleta visible).La medicin del color consiste en determinar la intensidad de luz que atraviesa tres filtros normalizados (triestmulos X, Y, Z) en condiciones de exposicin definidas (geometra y fuente de iluminacin). Existen diversos parmetros para caracterizar el color, su relacin con los valores de X, Y, Z estn descritos en las normas anteriormente indicadas. En general los colormetros hacen las conversiones para expresar las medidas en el parmetro deseado (Ilustracin 6).

El brillo se determina midiendo la cantidad de luz reflejada por la muestra cuando incide una luz con una geometra definida.

La transparencia se determina como la cantidad de radiacin absorbida por el material en funcin de su frecuencia. Se emplea un espctrofotmetro.RIMAX

Plsticos Rimax LTDA, es una empresa Colombiana que desde 1953 se dedica a la produccin y comercializacin de productos plsticos en Colombia, exportando a pases de Amrica, Europa y Asia1 Esta empresa cuenta con un amplio portafolio de productos dividido en: Lnea de Ferretera, Lnea de Hogar, Lnea Industrial y Lnea de Muebles &Jardn. Silla Dinasta, una silla apilable verticalmente, en torres de36 sillas, icono de la silla plstica en colombiana silla Dinasta hace parte del portafolio de productos ofertado en la Lnea Mueble & Jardn, dentro de la misma categora ofrecida por Rimax LTDA y producidas mediante el proceso de inyeccin de plsticos(90% material virgen + 10% material reciclado)2, con tintes en polvo inyectados en un molde monobloquede origen y diseo Italiano adquirido en 19873.

Para la Produccin de estas sillas es necesario a dems del uso de los recursos tecnolgicos anteriormente mencionados, mas la materia prima4 (polipropileno) que se transforma en el nuevo producto, un espacio fsico para la produccin almacenamiento y comercializacin de los satisfactores, a dems de energaelctrica que pone en funcionamiento la empresa y los recursos fungibles, (como agua y capital econmico) sumado a todo lo que implica el mantenimiento y funcionamiento de una empresa, todo esto coordinado y suministrado por el recurso ms importante de toda empresa; el recurso humano.

Actualmente, Plsticos Rimax LTDA, produce y comercializa artculos plsticos que cumplen con todos los requisitos de calidad establecidos en las normas ISO 9001 de 200-2007 y BACS de 2007,garantizando su confiabilidad y satisfaccin para los clientes5. Por tanto Rimax cumple como entidad legalmente constituida bajo los marcos legales Colombianos, con los derechos de proteccin alconsumidor6, los derechos del Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo7 y las condiciones, requisitos y aranceles que las polticas de exportacin determinan.

Flujo del proceso de produccin en una escala de micro empresa/artesanalSe presenta el flujo del proceso productivo a nivel general, referente al producto seleccionado del giro y analizado con ms detalle en esta gua.

Sin embargo, ste puede ser similar para otros productos, si el proceso productivo es homogneo, o para variantes del mismo. Al respecto, se debe evaluar en cada caso la pertinencia de cada una de las actividades previstas, la naturaleza de la maquinaria y el equipo considerados, el tiempo y tipo de las operaciones a realizar y las formulaciones o composiciones diferentes que involucra cada producto o variante que se pretenda realizar.

1. Diseo:Se elabora el diseo de las sillas solicitadas.

Nota: Estos productos slo se producen a peticin expresa, con el estilo, formas, tamao y adornos sealados por el cliente.

2. Dimensionar la pieza:Una vez aprobado el diseo por el cliente, se procede a dimensionar la pieza para conocer la cantidad y tipo de materia prima a utilizar.

3. Elaboracin de muestra:Se procede a elaborar una silla muestra para que el cliente determine si es lo que desea o se tome nota de las correcciones, adornos, terminado solicitado y solicitar la materia prima que se requiera.

4. Recepcin e inspeccin de materia prima:Se recibe el hierro forjado que se solicita, normalmente acero al carbn, el cual permite que se trabaje en fro por ser acero dulce con aleacin de carbn que le da maleabilidad. Se revisa que sea la forma solicitada que puede ser: ngulo, cuadrado de solera, vigueta o redondo.

5. Configurar mesa de trabajo:Se procede a configurar la mesa de trabajo, colocando topes o salientes de acero de acuerdo con la figura de las partes de la silla, para proceder despus a los doblados y a la elaboracin de piezas.

6. Traslado de materia prima a mesa de trabajo:El hierro se traslada a las mesas de trabajo manualmente o en carritos con ruedas.

7. Elaboracin de piezas:Se toma la solera, ngulo, cuadrado o redondo que se va a trabajar y se procede a la elaboracin de piezas, doblndolas y cortndolas al tamao necesario.

8. Traslado a acabado:Las sillas se trasladan al rea de acabado manualmente o en carritos de ruedas.

9. Acabado:En esta seccin, se quitan los bordes y rebabas de la soldadura a las sillas y se procede a pintar o a darles color mediante cidos. Lo comn es ser pintadas.

10. Traslado al almacn de productos terminados:Las sillas terminadas se trasladan mediante carritos con ruedas.

11. Almacn:Las sillas se almacenan para su entrega.

Un da tradicional de operacionesEl proceso productivo para la elaboracin de sillas se realiza de forma continua y coordinada; se recomienda un solo turno de trabajo, a partir de las 8:00 horas y dar a los trabajadores una hora para que ingieran sus alimentos.

Al finalizar el turno, se efectan las operaciones de limpieza en el taller y de los utensilios utilizados en el da, actividad que realizan por los propios operadores.Distribucin Interior de las Instalaciones:Los factores a considerar en el momento de elaborar el diseo para la distribucin de planta son:

Determinar el volumen de produccin

Movimientos de materiales

Flujo de materiales, y

Distribucin de la planta.

Se recomienda utilizar, como esquema para la distribucin de instalaciones, el flujo de operaciones orientado a expresar grficamente todo el proceso de produccin, desde la recepcin de las materias primas hasta la distribucin de los productos terminados, pasando obviamente por el proceso de fabricacin.

Flujo de materiales

Adems de la localizacin, diseo y construccin de la planta es importante estudiar con detenimiento el problema de la distribucin interna de la misma, para lograr una disposicin ordenada y bien planeada de la maquinaria y equipo, acorde con los desplazamientos lgicos de las materias primas y de los productos acabados, de modo que se aprovechen eficazmente el equipo, el tiempo y las aptitudes de los trabajadores.

Las instalaciones necesarias para una pequea empresa de este giro incluyen, entre otras, las siguientes reas:

Almacn de materia prima

rea de trabajo

Fragua

rea de acabado

Almacn de producto terminado

Baos y sanitarios

Comedor

Enfermera

Oficinas Generales

Atencin al pblico

rea de carga y descarga

Determinacin de costos y mrgenes de operacin:En la determinacin de los costos, se debe tomar en cuenta que su valor cambia por posibles fluctuaciones en los precios o por diversos grados de utilizacin de la capacidad instalada.En trminos generales, el precio se puede establecer por debajo o por encima del de la competencia o ser igual al de ella.

El costo de los productos finales debern estar integrados por:

Materia prima 50 %

Mano de obra indirecta y directa 23 %

Impuestos y seguros 10 %

Servicios, renta y mantenimiento 5 %

Depreciacin de equipo y maquinaria 10 %

Imprevistos y gastos varios 2 %

TOTAL 100 %

A los costos anteriores se les debe agregar un margen de utilidad y una vez obtenido el precio del producto final se pondera en relacin con el precio de los productos similares en el mercado y la situacin de oportunidad (oferta - demanda).Silla Dinasta

Caractersticas

Datos Tcnicos

Largo: 54.2cm

Ancho: 55.5cm

Alto: 74.5cm

Largo: 59cm

Ancho: 55.5cm

Alto: 235cm

2.3Kg

26

2184

2184

Colores

Blanco2101

Rojo2150

Beige2154

Azul Navy2157

Verde Cazador2161

Estas sillas en el mercado Colombiano tienen un precio que oscila entre (22000 y 27000 pesos colombianos por unidad) y tienen una duracin aproximada de uso entre (5 y 7 aos), por tanto su precio determinado por el costo del producto en el mercado de productos sustitutos es muy econmico, hecho que determina la popularidad del producto Rimax hasta tal punto que hoy por hoy un producto fabricado por otras empresas colombianas como la silla Majestic de Vanyplas, no se identifica en el mercado como una silla Vanyplas, sino como una silla Rimax.

Duracin del Ciclo de Inyeccin

El tiempo que tarda unciclo de inyeccin, permite establecer el costo y rentabilidad de una produccin.

El cierre y apertura del molde consumen el mismo tiempo. La suma de estas etapas es el tiempo de ciclo en vaco, que es una constante de la mquina y la indica el fabricante; de igual manera, el fabricante seala el nmero mximo de ciclos en vaco por minuto.

El tiempo total del ciclo se compone de el tiempo en vaco (tv), el tiempo de inyeccin (ti), el tiempo de aplicacin de la presin de sostenimiento (tp), el tiempo de plastificacin (tf) y el tiempo de solidificacin o enfriamiento (ts).

Tiempo de inyeccin(ti):Tambin se denomina tiempo de llenado del molde, es el tiempo necesario para que el material pase del barril a las cavidades en el molde. Este tiempo puede abarcar entre el 5 y el 30% del tiempo de ciclo total.

Para calcular ti, se requiere conocer el volumen que puede desplazar la mquina por segundo o sea la velocidad de inyeccin, que es indicada por el fabricante de la mquina. En algunos casos la velocidad de inyeccin es indicada en gramos de poliestireno. Para conocer la capacidad de inyeccin con otro material, se determina as:

tise puede estimar as:

Bown, enInjection Molding of Plastics components, McGraw-Hill, UK, 1979, muestra resultados experimentales en los cuales tise relaciona con el espesor y otras caractersticas geomtricas de la pieza y de factores adimensionales dependientes de la temperatura del fundido, de la temperatura del molde y de la temperatura de deflexin bajo carga (HDT).

Donde:

S : Espesor de pared mnimo de la pieza (cm)

Debe observarse que esta relacin es deducida suponiendo que el material comienza a solidificarse al entrar en contacto con las paredes de la cavidad del molde, reduciendo as, paulatinamente, el rea a travs de la cual puede circular el material fundido que va entrando. Por lo cual, si se aumenta la temperatura del molde mayor ser el tiempo de inyeccin, pues mayor tiempo se requerir para que el material se solidifique.

Fm: Recorrido mximo del fundido desde la entrada al molde (cm)Fl: Relacin entre el recorrido de flujo y el espesor de pared para el materiala inyectarTx: Temperatura de distorsin bajo carga, HDT, del material (C)Tm: Temperatura del molde (C)Tc: Temperatura del fundido (C)

Tiempo de presin de sostenimiento(tp):En esta etapa lo que se busca es compensar la contraccin que sufre el material durante la solidificacin, para evitar rechupes y distorsiones pronunciadas de la pieza. No existe una manera analtica de estimar este tiempo, por lo que en la prctica lo que se hace es determinar con prueba y error, el tpadecuado para que el producto salga con la calidad deseada; esto es, sin distorsiones inadmisibles o con las dimensiones dentro de la tolerancia permitida. No se justifica mantener la presin de sostenimiento durante todo el tiempo de solidificacin de la pieza pues esto hace aumentar el tiempo de ciclo y el gasto de energa.

Tiempo de solidificacin o de enfriamiento (ts):Este tiempo transcurre entre el final de la aplicacin de la presin de sostenimiento y el comienzo de la apertura del molde. En este tiempo se debe asegurar que el material ha solidificado y que al extraer la pieza, no se distorsionar. Tses el tiempo ms largo del ciclo, llegando a alcanzar entre el 50 y el 85% del tiempo total. La siguiente frmula puede ser utilizada para determinar tericamente el tiempo de enfriamiento:

Donde:

ts: tiempo mnimo de enfriamiento (s)S: espesor mximo de la pieza (cm): difusividad trmica del material (cm2/s)Tx: temperatura a la que se extrae la pieza (comnmente se usa latemperatura de distorsin bajo carga, HDT,C)Tm: temperatura del molde (C)Tc: temperatura del material fundido (C)

Debe anotarse que este tiempo es terico y slo se utiliza para estimar el tiempo de enfriamiento requerido; por lo que el tiempo real deber establecerse inyectando la pieza y mirando su calidad.Pueden presentarse dos tipos de ciclos totales. El primero, en que la etapa de solidificacin termina despus o al mimo tiempo que la fase de plastificacin, por lo que el tiempo total del ciclo (tt) ser:

tt= tv+ ti+ tsOtro ciclo es en el que la fase de solidificacin termina antes que la fase de plastificacin, donde el tiempo total ser:

tt= tv+ ti+ tp+ tfCONCLUSIONESLuego de realizar el estudio de produccin de un producto; en este caso una silla de plstico, pudimos ver la importancia que tiene en este la planeacin previa de un esquema que permita el debido desarrollo de operaciones que conllevan a obtener el producto final analizando los diversos factores que influyen en este tipo de procesos como lo son el tiempo y el costo de fabricabilidad.

Otro tem importante se basa en el control de calidad que se debe hacer en un proceso de produccin para garantizar el producto a generar con sus debidas especificaciones y siguiendo las normas establecidas para dicho proceso.

BIBLIOGRAFAhttp://furn-20.blogspot.com/2011/02/alianzas-estrategicas-sobre-el-cvp-de.htmlhttp://www.rimax.com/node/182http://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_por_inyecci%C3%B3nhttp://www.contactopyme.gob.mx/guiasempresariales/guias.asp?s=14&guia=105&giro=8&ins=510http://bogotafusion.blogia.com/2011/021704-silla-dinastia-rimax.php