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PROCESOS DE CONFORMADO DEL PLÁSTICO

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by

Orlando Cerón Plazas

on 7 October 2013

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Transcript of PROCESOS DE CONFORMADO DEL PLÁSTICO

Producción de fibras y filamentos
Contracción del plástico y defectos de producción
Dc=Dimensiones cavidad molde
Dp=Dimensiones pieza moldeada
S= Relación de contracción
Extrusion de plásticos
Proceso de compresión en el que se hace fluir el material a través de un orificio que tiene la forma final del producto.
Es el proceso de manufactura mas usado en termoplásticos
Componentes discretos
Tiempo de producción por moldeo de 10s a 30s
Desde 50g hasta 25Kg
El molde puede llegar a costar cientos de miles de dolares
Económico para grandes cantidades de producción
PARTES
Molde y tipo de Máquinas
Otros Procesos del moldeo por Inyección
Vídeo
Algunos Productos generados por medio de la extrusión
Equipo de moldeo y proceso
Dc=Dp+Dp x S+Dp x S^2
DEFECTOS:
Disparo cortos
Rebabas
Hundimiento y Vacíos
Lineas de Soldadura
Tubería de PVC
Poliuretano
Bolsa de Polietileno
Manguera para jardín
Pitillos
Fleje para embalaje
Cinta Adhesiva
Proceso y Equipo
Fibra: Banda larga y delgada de un material cuya longitud es al menos 100 veces mayor que la dimensión de su sección transversal.
Filamento: Fibra de longitud continua.
Se Calientan y funden los pellets y se les fuerza a que fluyan a través de la abertura de un troquel por medio de un tornillo rotatorio.
Hilado o hilandería
Tres variantes
Moldeo por Inyección
PROCESO DE CONFORMADO DE PLÁSTICOS.

¿POR QUÉ DAR FORMA A LOS PLÁSTICOS?
Hilado fundido
Proceso es mejor si se calienta el polímero hasta fundirlo.
Hilera: 6mm(0,25 in) de espesor, 50 agujeros de diámetro 0,25mm(0,010 in).
Abertura razones L/D de 5/1 o menos.
Reducción 1/10 de diámetro por enfriamiento, con respecto al extruido.
Proceso más importante.
Hilado en seco
El polímero entra en solución.
El solvente se separa por evaporación.
El extruido se hala a través de la cámara caliente para eliminar el solvente.
Hilado húmedo
Polímero en solución.
El solvente no es volátil.
Para separar el polímero se pasa el extruido a través de un producto químico.
El producto químico cuagula o precipita el polímero en bandas coherentes.
DEFECTOS DE LA EXTRUSION
Diferencia entre la forma del perfil del troquel con la forma deseada
FRACTURA DEL FUNDIDO
Cuando existe una reducción brusca a la entrada del troquel se provoca un flujo turbulento que rompe el fluido.


Acetato de celulosa y acrílico
PIEL DE TIBURÓN

Debido a las tensiones que aparecen en la superficie al estirarse, para estar a la par con el núcleo más rápido. Esto arruga la superficie.
Con gradientes mas extremos aparecen marcas más visible en la superficie.
OTROS PROBLEMAS
Lineas y marcas en la dirección de la extrusion
Causa: inconvenientes en la boquilla, partículas adheridas, maltratos.
espesor no uniforme en a dirección transversal
Causa:calibrado de la boquilla
espesor no uniforme en la dirección longitudinal
Causa: Fluctuaciones en el flujo
inestabilidad del caudal de producción
Causa: inconvenientes con el sistema de alimentación. formación de puentes de resinas en la tolva
baja transparencia y/o brillo en el producto
presencia de impurezas y/o puntos negros
Variedad y facilidad con la que se procesan.
se pueden conseguir formas ilimitadas
Se requiere un menor costo de energía para conformarlos.
no requiere de acabados ni recubrimientos

Termoplásticos
Un termoplástico es un plástico que, a temperaturas relativamente altas se vuelve deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado de transición vítrea cuando se enfría lo suficiente.
PVC
POLIURETANO
POLIETILENO
POLICARBONATO
TERMOESTABLES
Los polímeros termoestables son polímeros infusibles e insolubles. La razón de tal comportamiento estriba en que las cadenas de estos materiales forman una red tridimensional espacial, entrelazándose con fuertes enlaces covalentes.
SILICONAS
CAUCHO
BAQUELITA
ELASTÓMEROS
Los elastómeros son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico.
Producción de Hojas y películas
Extrusion de hoja y película con troquel de rendija
Calandrado
Rayón o viscosa
DISPAROS CORTOS
REBABAS
HUNDIMIENTOS Y VACIOS
LINEAS DE SOLDADURA
¡ Contracción volumetrica del 10% !
Nylon, polietileno y poliéster
CARACTERÍSTICAS
Estirado en frío adicional alinea la estructura cristalina a lo largo de la fibra.
Incrementa significativamente la resistencia de la fibra.
Proceso elaborado por medio de carretes que van a distinta velocidad.
Unidad de inyección
Unidad de sujeción
Barril
Tolva
Tornillo (Reciprocante)
Válvula sin retorno
Alineación
Mantener cerrado el molde
Abrir y cerrar el molde
Placa fija
Placa móvil
Mecanismo de la placa
Funciones de unidad de sujeción
PROCESO
Referencias
http://www.custompartnet.com/wu/InjectionMolding#process_cycle
http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/inyeccion-de-materiales-plasticos-ii.html
Molde de 2 placas
Procesos de recubrimiento
Para plásticos o cauchos.
Adicionar una capa de material
Tecnología para aplicación de barnices y lacas.
Recubrimiento de alambre y cable
Proceso de extrusión
Recubrimiento plano
Recubrimiento de contorno
Objetos tridimensionales.
Inmersión: sumergir en un baño polímero o solución fundidos, luego se seca.
Rociado.
Molde de 3 placas
Cavidades
Canales de distribución
- Bebedero (boquilla - Cavidad)
- Vaciadores
- Puertas
Sistema de eyección:
- Pasadores
- Placa eyector
Sistema de enfriamiento
Conductos de aire (0.03mm)
Ubicación y forma de la puerta
Operación más automática
Máquinas de moldeo por inyección
Maquina de tornillo reciprocante
Maquina preplastificadora de tornillo o de 2 etapas
Maquina de inyección tipo pistón
Unidades de sujeción:
Sujeción de Palanaca:
-ventaja mecanica vs velocidad
Para cubrir telas, papel tableros...
Polietileno, polietileno, PVC, poliéster.
0,01 a 0,05 mm de espesor.
Moldeo por compresión y transferencia
Usadas para polímeros termofijos y elastómeros. En termoplásticos esta técnica no es tan eficiente con por inyección.
Moldeo por compresión
Proceso más antiguo y utilizado.
Carga: Cantidad precisa de compuesto.
Molde inferior calentado. Luego se juntan las mitades, calentar para polimerizar y curar.
Moldeado por transferencia
Moldeo por soplado y moldeo rotacional
Moldeo por soplado
Idóneo para producción en masa de contenedores pequeños desechables
Parison: Tubo de inicio del plástico fundido.
Moldeo rotacional
También se utiliza para termofijos.
Idóneo para fabricación de contenedores grandes y gruesos.
Fabricación de piezas huecas y sin costuras.
Polímeros termoplásticos.
Gran variedad de tamaños.
TERMOFORMADO
Se aumenta T con calentadores radiantes a 125 mm durante un tiempo t y se deforma una hoja termoplástica

1 termoformado al vacío
2. Termoformado a presión
3.Termoformado mecánico

PROCESO DE TERMOFORMADO
TERMOFORMADO AL VACIO
Se creo en la década de 1950 y se llamaba formado al vacío, se utiliza presión negativa que alcanza 1 atm, la presión es liberada por agujeros de 0.8 mm

TERMOFORJADO DE
PRESIÓN
Llamado también formado por soplado, se hace uso de presión positiva con 3 o 4 atm.

Moldes positivos: cavidades cóncavas
Moldes negativos: cavidades convexas

TERMOFORJADO MECÁNICO
Tiene como ventajas un mejor control dimensional y la posibilidad de detallar las dos superficies, pero como desventaja presenta un elevado costo en comparación con los otros métodos.

FUNDICIÓN
Es el proceso de vertimiento de una resina líquida a un molde

Tanto los termoplásticos como los termofijos se funden. Algunos ejemplos de los primeros incluyen los acrílicos, poliestireno, poliamidas (nylon) y vinilos (PVC).

CONVERSIÓN RESINA LIQUIDA-TERMOPLÁSTICO
1) Calentar la resina termoplástica a un estado muy fluido
2) Usar un prepolímero (o monómero) de peso molecular bajo y polimerizarlo en el molde para que forme un termoplástico de peso molecular elevado
3) Verter un plastisol (suspensión líquida de partículas finas de una resina termoplástica como el PVC, en un plastificador) en un molde calentado para que forme un gel y se solidifique.

VENTAJAS Y DESVENTAJA
- Sencillez en el molde, menos costo de fabricación.
- El artículo fundido está relativamente libre de esfuerzos residuales y memoria visco elástica
- El proceso es apropiado para cantidades pequeñas de producción.

La contracción de la pieza fundida durante la solidificación. Esta es mucho mayor que en el moldeo por inyección, en el que se emplean presiones elevadas para comprimir la cavidad del molde a fin de reducir la contracción.

Inyección de espuma termoplástica
Inyección múltiple
Inyección de termofijos
Inyección de reacción
CARACTERÍSTICAS:
Menor longitud de barril
T barril mas baja 50-125ºC
Molde calentado 150-230ºC
de 20s a 2min
Características:
Capa exterior densa
Centro de espuma
Material fundido insuficiente
Presiones de inyección bajas
Fuerzas de sujeción bajas
Superficies rugosas o con vacíos
¿Como?
Agente espumoso
Inyección de gas
Capa externa e interna
Equipamiento costoso
Superficie suave
Plásticos distintos
mezcla de colores
Propiedades diferentes en distintas zonas
ESPUMA DE POLIMERO
|
Es una mezcla de polímero y gas, lo que da al material una estructura porosa o celular. polímero celular, soplado y expandido. Las espumas de polímero más comunes son el poliestireno (Styrofoam, marca registrada) y poliuretano.

Ingredientes líquidos reactivos
Pistón medidor
Bombas
Cabeza mezcladora
Moldes menos costosos
Menor fuerza en abrazaderas
Poca energía en el proceso
Menores costos
Variar propiedades según la composición química
CARACTERISTICAS

Baja densidad,
Alta resistencia por unidad de peso
Buen aislante térmico
buenas cualidades de absorción de energía. 

CLASIFICACION
1) elastoméricas, en las que la matriz de polímero es un caucho
2) flexible, en el que la matriz es un polímero muy plástico
3) rígido, en el que el polímero es un termoplástico rígido tal como el poliestireno o un plástico termofijo como un fenólico.

PROCESO DE ESPUMADO
1) mezclar una resina liquida con aire por agitación mecánica, luego se endurece el polímero por calor o reacción química.
2) mezclar un agente de soplado físico con el polímero, un gas como el nitrógeno o el pentano que se disuelve en el polímero fundido sujeto a presión.
3) se mezcla un polímero con componentes químicos llamados agentes de soplado químicos
Liberación de gases con altas temperaturas.

CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA
Porciones de polímero y gas
Densidad de las celdas (numero de celdas por unidad de volumen)
Tipo de celda (cerrada o abierta)
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