TRANSFORMACIÓN DEMATERIALES POLIMÉRICOS

FLORES TERREROS RUTH

GALLARDO ALEJO BETSABÉ

EXTRUSIÓN:

Definición: La palabra extrusión proviene del latín "extrudere" que significa forzar un material a través de un orificio. La extrusión consiste en hacer pasar bajo la acción de la presión un material termoplástico a través de un orificio con forma más o menos compleja (hilera), de manera tal, y continua, que el material adquiera una sección transversal igual a la del orificio. En la extrusión de termoplásticos el proceso no es tan simple, ya que durante el mismo, el polímero se funde dentro de un cilindro y posteriormente, enfriado en una calandria, Este proceso de extrusión tiene por objetivos, proceso que es normalmente continuo, usarse para la producción de perfiles, tubos, películas plásticas, hojas plásticas, etc.

A continuación, se enlistan productos que encuentran en el mercado, transformados por el proceso de extrusión:

- Película tubularBolsa (comercial, supermercado)Película plástica para uso diversoPelícula para arropado de cultivosBolsa para envase de alimentos y productos de alto consumos 

-TuberíaTubería para condición de agua y drenajeManguea para jardínManguera para uso médicoPopotes RecubrimientoAlambre para uso eléctrico y telefónico 

-PerfilHojas para persianaVentaneríaCanales de flujo de Agua 

-Lámina y Película PlanaRafiaManteles para mesa e individualesCinta AdhesivaFlejes para embalaje 

-MonofilamentoFilamentosAlfombra (Filamento de las alfombras)

Conformación por extrusión y soplado: El plástico que sale de la boquilla de la extrusionadora se introduce en el interior de un molde y se le inyecta aire a presión. El plástico se expande adaptándose a la forma del molde. Con este método se fabrican botellas y otros recipientes. Este método se aplica con termoplásticos.

MOLDEO POR INYECCIÓN

El fundamento del moldeo por inyección es inyectar un polímero fundido en un molde cerrado y frío, donde solidifica para dar el producto. La pieza moldeada se recupera al abrir el molde para sacarla. Una máquina de moldeo por inyección tiene dos secciones principales

La unidad o grupo de inyección ( zona de alimentación hasta la zona de dosificación)

El estudio del proceso de fusión de un polímero en la unidad de inyección debe considerar tres condiciones termodinamicas:

Las temperaturas de procesamiento del polímero. La capacidad calorífica del polímero Cp [cal/g °C]. El calor latente de fusión, si el polímero es semicristalino.

MOLDEO POR INYECCIÓN

El proceso de fusión necesita de un aumento de la temperatura del polímero, que resulta del calentamiento y la fricción de este con la cámara y el husillo. La fricción y esfuerzos cortantes son básicos para una fusión eficiente, dado que los polímeros no son buenos conductores de calor. Un incremento en temperatura disminuye la viscosidad del polímero fundido; lo mismo sucede al incrementar la velocidad de corte. Por ello ambos parámetros deben ser ajustados durante el proceso.

La unidad de cierre, o prensa, que aloja al molde

Es una prensa hidraulica o mecanica, con una fuerza de cierre suficiente para contrarrestar la fuerza ejercida por el polímero fundido al ser inyectado en el molde. Las fuerzas localizadas pueden generar presiones del orden de cientos de MPa.

MOLDEO POR INYECCIÓN

MOLDEO POR INYECCIÓN

El ciclo de producción consta de seis fases: 

1. Molde cerrado y vacío. La unidad de inyección carga material y se llena de polímero fundido.

2. Se inyecta el polímero abriéndose la válvula y, con el husillo que actúa como un pistón, se hace pasar el material a través de la boquilla hacia las cavidades del molde.

3. La presión se mantiene constante para lograr que la pieza tenga las dimensiones adecuadas, pues al enfriarse tiende a contraerse.

4. La presión se elimina. La válvula se cierra y el husillo gira para cargar material; al girar también retrocede.

5. La pieza en el molde termina de enfriarse (este tiempo es el más caro pues es largo e interrumpe el proceso continuo), la prensa libera la presión y el molde se abre; las barras expulsan la parte moldeada fuera de la cavidad.

6. La unidad de cierre vuelve a cerrar el molde y el ciclo puede reiniciarse.

MOLDEO POR INYECCIÓN

Máquina de émbolo (o pistón)

Sirve de un embolo para forzar el paso del polimero fundido al interior del molde.

pre-plastificación, un tornillo extrusor para mejorar la mezcla y preparación del polimero fundido.

Tipos de máquinas de inyección

Sistema de Pre-plastificado, posee dos camisas, el material se alimenta en la primera donde un extrusor con tornillo plastifica al material y luego lo alimenta a la segunda camisa a través de una válvula de no retorno. un émbolo en la segunda camisa fuerza al fundido a pasar a través de la boquilla hacia el molde.Mejor homogeneidad, mejor fundidopero complicada y cara. Se utilza para grandes moldes.

Máquina de tornillo recíproco

Tipos de máquinas de inyección

Inyección Multicomponente:Las técnicas más utilizadas en general son las de “Multicolor” y de “Multimaterial”. Aplicado a la inyección de materiales de la misma naturaleza pero de distinto color en el caso de “Multicolor”.Aplicado a la inyección de materiales de distinta naturaleza químicamente compatibles o no, e independientemente de los colores de cada plástico cuando se trata de “Multimaterial”.

Inyección Multicomponente:

ROTOMOLDEO

EL ROTOMOLDEO ES UN PROCESO DE PRODUCCION PARA OBTENCION DE PIEZAS PLASTICAS HUECAS DE GRAN TAMAÑO.

MEDIANTE CALENTAMIENTO Y ROTACION DEL MOLDE EN 2 EJES.

Características de Diferenciación

A diferencia del proceso de Inyección, Soplado y Extrusión.

• No se necesita de fuerza externa para introducir el plástico al molde.• El plástico se deposita en frío en el molde.• El molde es totalmente hueco.• El molde no recibe presión, por lo que se fabrican en paredes delgadas.• Se justifican bajas producciones por su baja inversión

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

1. Se deposita el polímero (polvo o líquido) dentro del molde, una vez hecho esto, se cierra el molde asegurando estanqueidad. (el molde deberá estar adaptado para posteriormente abrir y expulsar la pieza).

2. El molde ya cerrado es introducido en un horno a temperaturas entre 250-450º C (fundiendo el material), donde comienza a girar lentamente alrededor de dos ejes perpendiculares que pasan por el centro de gravedad de la pieza. El movimiento rotacional es el causante de que el polímero se adapte a las paredes internas del molde, cubriendo toda la superficie con una pared relativamente uniforme, quedando así la pieza hueca.3. Posteriormente se enfría el molde y se extrae la pieza ya solidificada.

PROCESO Carga del Material

PROCESO Calentamiento

PROCESO Enfriamiento (Agua / Aire)

PROCESO Extracción

VENTAJAS

-Gran flexibilidad en el diseño de piezas

-Permite formas de contorno complicado con diferentes espesores y acabados superficiales.-Fabricación del producto en una sola pieza, hueca sin necesidad de soldaduras. El espesor de la pared es uniforme y puede ser aumentado o disminuido, sin necesidad de modificar el molde.

-Se pueden fabricar piezas con insertos metálicos y otros tipos de refuerzos.-Se adapta tanto a pequeñas como a grandes producciones. Pueden fabricarse piezas de distinto color y tamaño en un mismo ciclo.

-Bajo coste en moldes y utillaje.

-Cambio rápido del color.

Las aplicaciones del rotomoldeo son amplias y variadas utilizándose principalmente en:

Productos• Depósitos Agua, Gasóleo, Aceite • Conductos de Aire• Carrocerías• Sillas• Papeleras• Lámparas• Señales y rótulos• Neveras

Sectores• Vehículo Industrial• Obra Pública• Autobús• Mobiliario Urbano• Mobiliario de Diseño e Iluminación• Maquinaria Agrícola

Es un proceso consistente en calentar una plancha o lámina de semielaborado termoplástico, de forma que al reblandecerse puede adaptarse a la forma de un molde por acción de presión vacío o mediante un contramolde.

Caracteristicas del molde :

Agujeros para evacuar aire entre la lamina y el molde. Refrigeracion y control de temperatura mediante circulacion de liquido en conductos

internos (Molde Mecanico). Costo reducido e comparación que el molde por Inyección.

Termoformado

Son Termoplasticos con bajo calor especifico, de rapido enfriamiento y calentamiento, y que cuente con buena trasmision de calor ( Alta conductividad termica).

El termoconformado o termoformado

Equipo automatico para termoformar plasticos tales como: Acrilicos, polietirenos, polietilenos, PVC, estirenos, PET, ABS, Fomi, Polietilenos alta densidad, etc.

Debido qu reduce el ciclo de producción de cada pieza al disminuir el tiempo de calentamiento y enfriamiento.

Cuando se calienta un material termoplastico a temperaturas y tiempo adecuado pueden adoptar diferentes formas predeterminadas. Al enfriarse pueden cobrar su rigidez y conservar la forma que le ha prestablecido una matriz.

Empleando diferentes alternativas y combinaciones de ellas.

En general las etapas del proceso

Proceso:

Temperatura de Conformado, depende del material a transformar, de la complejidad y espesor de la pieza.

Tiempo de Calentamiento, que depende sobre todo del espesor del material,alcance uniformemente en superficie y esesor la temperatura de conformado.

Tiempo de enfriamiento, ha de ser suficiente para elaborado final sea resistente y no se deforme al desmoldar.

Ciclo de termoformado:Calentamiento: El alcanza una temperatura en el rango

termoelastico.Formacion: Se le da la forma utilizada la herramienta de

termoformado.Enfriamoiento: Disminuye la temperatura hasta alcanzar el

dimensionamiento estable.Delmoldeo Expulsion de herramienta de termoformado.Acabado: Corte soldadura, pegado con adhesivos

metalizacion impresion o decoración.

Parámetros

Se suaviza un lamina plana de plastico por calentamiento.

Se coloca sobre la cavidad de un molde concavo.

El vacio atrae la lamina hacia la cavidad.

El plastico se endurece al contacto con la superficie fria del molde, la parte se retira y luego se recorta de la hoja. Los agujeros para hacer el vacio en el molde son de orden de 0.8 mm de diametro.

Metodo de Termoformado al vacío

Termoformado a Presión se llama formado por soplado. Es presion Positiva.

Su ventaja es que se puede desarrollar a presiones mas altas y que la del vacio que su limite es la atmosfera.

La presion es de arriba hacia la cavidad del molde.

Metodo de Termoformado a Presión

Usa un par de moldes (Positivo y Negativo) que se aplica contra la lamina u hoja de plastico caliente, forzandola a asumir su forma. Mejor control dimensional , pero requiere de dos mitades del molde, los otros metodos son menos costoso.

Metodo de Termoformado Mecánico

Empaques: Blister, tiene mayor volumen de produccion, se utiliza como empaquetado de alimentos, autopartes, cosmeticos, juguetes, esferas.

Alimenticia: Se utiliza para la fabricacion de platos y vasos desechables, asi como el envase de ampollas capsulas, pastillas frutas etc.

Automotriz Para piezas internas y externas que no sean estructurales.

Aplicaciones