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«C.F.G.S. DISEÑO EN FABRICACIÓN MECÁNICA» MÓDULO 05: DISEÑO DE MOLDES PARA PRODUCTOS POLIMÉRICOS

PROCESOS DE TRANSFORMACIÓN DE POLÍMEROS 1.1 PROCESO DE MOLDEO POR INYECCIÓN El moldeo por inyección fue una de las herramientas de fabricación para la industria plástica más importante desde que se patentó la extrusora en 1956. Es casi imposible realizar algún conjunto sin la utilización de partes moldeadas por inyección. Debido a la relativa facilidad de diseño de moldes, su aplicación para piezas del interior de automóviles, bastidores electrónicos, artículos para el hogar, equipamiento médico, compact disc,… está muy extendido Dentro de las típicas aplicaciones de no-packaging (no embalaje o envase) del polietileno se encuentran: pallets, juguetes, canastos y baldes. Las aplicaciones de packaging incluyen delgados envases para alimentos, tazas, tapas, y tapas para botellas de leche. El proceso de moldeo por inyección requiere de la fundición del plástico en una extrusora y de la utilización del tornillo de la extrusora para inyectar el plástico en un molde, donde es enfriado. La velocidad y la consistencia son factores fundamentales para llevar a cabo una exitosa operación de moldeo por inyección. http://www.youtube.com/watch?v=VC7dn4XOIPM&feature=player_detailpage

1.2 PROCESO POR EXTRUSIÓN La extrusión es un proceso por el cual un material termoplástico se fuerza a través de una boquilla (hilera, dado) a fluir continuamente en estado fundido, al aplicarle presión y calor, para formar perfiles de longitud infinita; a su salida, el material ya conformado es recogido por un sistema de arrastre de velocidad variable, que le proporcionan las dimensiones finales mientras se enfría en tinas de agua para adquirir la forma deseada.

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Este proceso, es empleado en la fabricación de varillas, laminas. Tubos, recubrimientos de cables, etc. El material de partida puede ser granulado o en polvo. La extrusora consta de un de un cilindro o cañón en cuyo interior se aloja un husillo, que accionado por un motor y transmisión, gira y recoge el material de la tolva de alimentación, avanzando a lo largo del cilindro y sometiéndose a esfuerzos de cizalla a la vez que se comprime, generando calor por efectos de fricción, que se mantiene mediante resistencias blindadas; el material se mezcla íntimamente y a medida que es conducido a la zona de dosificación, se plastifica totalmente, de esta manera se ejerce una presión mayor a la entrada del dado y que le da forma al extruido.

1.3 PROCESO POR SOPLADO O MOLDEO POR SOPLADO El moldeo por soplado es el proceso a través del cual se realizan productos huecos mediante la expansión de un plástico caliente (derretido), contra las superficies internas de un molde. Aproximadamente el 75% de los procesos son de moldeo por soplado por extrusión (http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Inyecci%C3%B3n-soplado.gif) y el 25% restante son de moldeo soplado por inyección. Los distintos procesos de moldeo por soplado brindan diferentes ventajas en cuanto a la producción de diversos productos, teniendo en cuenta el material utilizado, los requerimientos de rendimiento, el volumen de producción y los costos. Productos como el polietileno, polipropileno, poliuretano, PVC y PET pueden ser moldeados por soplado sin ningún tipo de problemas. Esencialmente las piezas que se fabrican a través de este proceso son: pequeñas botellas para productos del hogar y cuidado personal, productos lácteos y bebidas carbonadas, pequeños contenedores para materiales peligrosos o químicos, tanques de combustible, potes, grandes tanques, cilindros, tableros para automóviles, etc. http://www.youtube.com/watch?v=4PkyvqzG5ZM&feature=player_detailpage http://www.youtube.com/watch?v=eyiu18DsItk&feature=player_detailpage

1.4 MOLDEO A BAJA PRESIÓN Se emplea para dar forma a láminas de plástico mediante la aplicación de calor y presión hasta adaptarlas a un molde. Se emplean, básicamente, dos procedimientos: El primero consiste en efectuar el vacío absorbiendo el aire que hay entre la lámina y el molde, de manera que ésta se adapte a la forma del molde. Este tipo de moldeado se emplea para la obtención de envases de productos alimenticios en moldes que reproducen la forma de los objetos que han de contener.

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1.5 PROCESO POR COLADA La colada consiste en el vertido del material plástico en estado líquido dentro de un molde, donde fragua y se solidifica. La colada es útil para fabricar pocas piezas o cuando emplean moldes de materiales baratos de poca duración, como escayola o madera. Debido a su lentitud, este procedimiento no resulta útil para la fabricación de grandes series de piezas.

1.6 PROCESO POR CALANDRADO Consiste en hacer pasar el material plástico a través de unos rodillos que producen, mediante presión, láminas de plástico flexibles de diferente espesor. Estas láminas se utilizan para fabricar hules, impermeables o planchas de plástico de poco grosor.

1.7 ESPUMADO Consiste en introducir aire u otro gas en el interior de la masa de plástico de manera que se formen burbujas permanentes. Por este procedimiento se obtiene la espuma de poliestireno, la espuma de poliuretano (PUR), etc. Con estos materiales se fabrican colchones, aislantes termo-acústicos, esponjas, embalajes, cascos de ciclismo y patinaje, plafones ligeros y otros.

1.8 MOLDEO ROTACIONAL http://www.youtube.com/watch?v=Qz6rE5JmHI0&feature=player_detailpage

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1.9 TERMOCONFORMADO 1.9.1 Conformado Mecánico:

Es una técnica adecuada para: La reproducción de detalles, como letras, o superficies especiales Obtener piezas con buena precisión dimensional moldes, macho y hembra.  

En este caso, la lámina precalentada se deforma al ser atrapada entre los moldes, macho y hembra.

1.9.2 Conformado con aire a Presión:

El proceso se basa en: 1• Colocación de la lámina precalentada sobre la cavidad del molde. 2• Accionamiento del molde macho que empuja la lámina al interior de la cavidad de moldeo. 3• Aplicación de aire a presión a través del macho obligando a la lámina a recubrir la cavidad del molde.

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1.10 BIINYECCIÓN Bi-inyección es la variante más simple de inyección de dos componentes, desde el punto de vista de la máquina y del molde: los dos colores del mismo material plástico se inyectan en una cavidad a través de dos puertas independientes que se unen en la cavidad del molde de una manera más o menos definida. Cuando el molde se cierra, las dos unidades comienzan a llenar la cavidad. La posición de la línea de frontera entre los colores se puede definir a través de diferentes velocidades de llenado.

Inyección simultánea a través de dos puertas

No hay línea divisoria precisa en la pieza terminada

Beneficios  

Bajos costos de molde Ingeniería de procesos sencillos

Ejemplos de aplicación: Esta técnica se utiliza preferentemente para dos propósitos: 1. Por un lado, con la intención de transmitir algún tipo de información al usuario a través de los colores de sus partes. 2. Por otro lado, en automoción en el que se inyectan dos colores que deben ser transformados en pictogramas en un proceso posterior.

1.11 COINYECCIÓN La coinyección es un proceso en el que diferentes polímeros se inyectan en el mismo molde para producir un efecto específico. En muchos casos, los efectos deseados incluyen: La mejora de las propiedades físicas de la pieza , Reducir los costos de producción.  

El proceso de coinyección es una de las variantes del proceso de moldeo por inyección multimaterial de dos componentes. El proceso de coinyección se I/5


caracteriza por su capacidad de encapsular completamente uno de los materiales inyectados dentro de otro. El mecanismo del proceso consiste en inyecciones secuenciales de dos materiales diferentes a través de la misma entrada, es un proceso en tres fases de manera que el segundo material queda encapsulado por el primero (figura 1).

Este proceso también se conoce como moldeo sándwich. Hay dos tipos de procesos de coinyección:  

Sistema basado en máquina y Sistema basado en molde.

Cada tipo ofrece sus propias ventajas y aplicaciones específicas. La coinyección basada en máquina, requiere el uso de dos o más unidades de procesamiento/inyección. Se considera un proceso de cámara fría. El plástico fundido, en cada unidad de proceso, es forzado a pasar a través del colector en el que se combinan y luego salen por la misma boquilla. La coinyección basada en molde, es un proceso de cámara caliente en el que los dos plásticos fundidos se mantienen separados hasta la última fase. Las corrientes se unen al llegar al molde, formando una pieza con un efecto de capas duales. Este tipo de moldeo se ve comúnmente en productos para el hogar tales como mangos de cepillos de dientes, que tienen una superficie transparente exterior que rodea un núcleo de color. La combinación de un producto básico con un revestimiento de polímero permite a los fabricantes para crear una amplia variedad de diferentes propiedades de los productos. Mediante el uso de un material barato en el núcleo (reciclado) y recubierto (piel) con un polímero más costoso, el fabricante puede conseguir ahorros económicos. De manera similar, un material de base fuerte, como la fibra de vidrio, se puede utilizar para aumentar la fuerza y la rigidez de un polímero más flexible. En algunos casos, piezas de fundición coinyección se combina con un núcleo de espuma para crear productos con propiedades de absorción de sonido. Aparte de los beneficios económicos, la coinyección ofrece ventajas desde el punto de vista del consumidor y del medio ambiente. Este proceso utiliza plástico I/6


procedente del reciclado y materiales procedentes de restos del proceso industrial. Estos materiales se trituran y se utilizan para formar los núcleos de bajo costo. Mediante el uso de materiales reciclados, se reduce el coste a los consumidores y elimina los residuos en los vertederos.

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