Procesos de Transformación de Polímeros

Moldeo por Inyección

Introducción0 Consiste en ablandar un material en el interior de un cilindro

caliente e inyectarlo mediante presión elevada en un molde relativamente frio.

0 Es la técnica de moldeo mas utilizada con materiales poliméricos.

0 La inyección es un proceso de transformación muy útil debido a al gran cantidad de artículos que se puede obtener.

Descripción del ProcesoEl principio básico de inyección consiste en 3 operaciones principales.1. Inyección: El tornillo transporta, mezcla y plastifica el material

y lo inyecta en molde.2. Solidificación del material: Mantener el material bajo presión

y disipar el calor.3. Extracción: Apertura del molde para al extracción de la pieza

moldeada.

Etapas de un cicloa) Cierre del molde y aplicación de la fuerza de cierre.b) Avance del pistón (o tornillo).c) Aplicación de una presión de compactación.d) Apertura del molde y expulsión de la pieza.

Parámetros y variables en el proceso de inyección0Dimensión del molde.0Recorrido de apertura del molde.0Capacidad de inyección.0Capacidad de plastificación.0Presión de inyección.0Velocidad de inyección.

Aplicaciones

Termoformado

Proceso de moldeo

Calentado por radiación

Tensado sobre un bastidor

Por medio

de aire a presión

se estampa sobre las paredes

0 Palabra clave: Proceso de

conformación secundario.

0 Materiales:  Preformas de

Termoplásticos que se encuentran en forma de laminas o planchas.

*Solo los termoplásticos pueden termoformarse ya que las hojas extruidas de polímeros termofijos y elastómeros poseen entrecruzamientos y no es posible suavizarlas volviéndolas a calentar.

Entre los polímeros adecuados y más comunes tenemos :

Etapas de Termoformado

0Calentamiento:Los plásticos son pobres conductores, por lo tanto necesitan mayor tiempo, existen técnicas para lograr el calentamiento y reducir el tiempo.

-Estimación de el calor requerido en una hoja:

Métodos de Calentamiento por:

Contacto: Se coloca la hoja de plástico íntimamente en contacto con una placa caliente de metal. Se usa especialmente para la producción en masa de artículos pequeños y delgados.

Calentamiento Formado

Etapas de Termoformado

Inmersión: Se sumerge la hoja de plástico en algún líquido que transfiera el calor lo más uniforme posible, se restringe a partes con láminas muy grandes, es difícil su manipulación.

Convección: Se emplean hornos con convección de aire porque proveen un calentamiento uniforme y pueden sacar materiales que tengan cierto porcentaje de humedad.

Radiación Infrarroja: Puede proporcionar calentamiento instantáneo, sus ciclos de exposición son muy cortos , las principales fuentes que proporcionan este tipo de energía son:

-Lámparas de cuarzo que emiten en el visible y el cercano infrarrojo. -Resistencias cerámicas o metálicas que emiten mayor energía y en el lejano infrarrojo.

• Este método no ha tenido suficiente aplicación en el termoformado ya que es costoso, el tiempo de enfriamiento aumenta y no es aplicable a todos los termoplásticos , Ejemplo el PVC.

Calentamiento Formado

Etapas de Termoformado

Termoformado al vacío o formado al vacío.El método utiliza una presión negativa para empujar una hoja precalentada contra la cavidad de un molde, los agujeros para la inducción del vaciado son de unos 0.8mm (0.031in) de diámetro, por lo que su efecto sobre la superficie de plástico es menor. La presión se encuentra limitada a un máximo teórico de 1 atm.Termoformado de presión o Formado por soplado:Presiones en un rango de 3-4 atm, la hoja se presuriza desde arriba de la cavidad del molde.

Formado Calentamiento

0Termoformado mecánico: No utiliza presión de aire .Molde Positivo: Molde Negativo:

Etapas de TermoformadoFormado Calentamiento

Ventajas: Detallar la superficie de la pieza por ambas caras.Desventajas: Requiere dos mitades de molde, mayor costo.

Cálculos en el termoformado

0 Tiempo para calentar el material:

0 Cambio de presión durante el ciclo de moldeo:

0 Presión de moldeo :

0 Presión al comienzo y final del moldeo: Vi= 0 Vm= Vi

0 El trabajo: La potencia:

Aplicaciones:

-Industria del empaque-Industria de la comida para llevar-Industria del empaque para alimentos-Transporte-Señalización y anuncios-Artículos para el hogar-Industria médica

Soplado0 El proceso consiste en insuflar aire en una preforma tubular

fundida que se encuentra en el interior del molde.0 Hay dos subdivisiones principales subdivisiones:

0 Moldeo por extrusión-soplado0 Moldeo por inyección-soplado

0 Extrusión:

Extrusión-Soplado0 Es un proceso semicontinuo que incluye dos pasos, la extrusión

del polímero fundido a través de un dado especial, dando un perfil tubular llamado parison forma intermedia y el inflado de este tubo en un molde, del cual toma la forma final el polímero extruido.

0 El proceso permite obtener recipientes pequeños y de grandes volúmenes.

Extrusión-Soplado0 La extrusión puede ser: Continua(forma intermedia) o

Intermitente(punto de extrusión).0 Métodos de reducción de los tiempos muertos de la extrusora:

Extrusión-Soplado0 Materiales habituales: 0 Poseer una mínima resistencia del fundido para que el parisón extruido

sea estable.0 PE(sobretodo HDPE), PVC.

0 Velocidad de enfriamiento: Controlado por la baja conductividad del polímero. Influencia de la temperatura del molde en materiales semicristalinos:

Molde frío: baja cristalinidad (y cristalitas de pequeño tamaño).En la superficie: superficie brillante.

Molde a temperatura moderada: mayor desarrollo de cristalitas. Material más rígido y resistente

Molde caliente: se obtiene la cristalinidad más elevada. Superficie mate (las cristalitas producen reflexiones y refracciones de la luz por su tamaño elevado).

Soplado:

0 El producto hueco se elabora a partir de la forma intermedia expandiéndola con aire. El comportamiento elástico es importante:

0 Si el procedimiento es fundamentalmente elástico y por lo tanto se estabiliza por rigidización por tracción (Ndeb>1) , esto se puede lograr al usar: 0 Una temperatura inferior, la cual aumentaría el tiempo de relajación

al reducir la duración del proceso, es decir, soplando rápidamente .

Soplado-Estirado

0 Idea: el estirado mejora las propiedades mecánicas en la dirección de estirado.

0 En extrusión+soplado, la dirección axial del recipiente no aprovecha este efecto. Se trata de realizar un proceso extrusión+estirado+soplado, para que haya estirado en dirección tanto circunferencial como axial.

Velocidad de enfriamiento:• Materiales de baja cristalinidad: el enfriamiento debe ser rápido para

mantener orientación molecular en zonas amorfas. • Materiales de alta cristalinidad: depende de la velocidad de cristalización.

El objetivo es obtener cristalitas orientadas en forma de plaquetas paralelas a la superficie (no esferulitas)

• Método para acelerar enfriamiento: corriente de gas interior con boquilla de entrada y de salida.

Inyección - Soplado0El moldeo por inyección-

soplado consiste en la obtención de una preforma del polímero a procesar, similar a un tubo de ensayo, la cual posteriormente se calienta y se introduce en el molde que alberga la geometría deseada..

Etapas del Proceso

0Moldeo por inyección de preformas. En el caso de botellas, incluyen la boca. Enfriamiento muy rápido para evitar cristalización de grandes esferulitas.

0Soplado dentro de molde definitivo. La boquilla de soplado puede actuar como pistón de estirado. Se obtienen cristalitas biorientadas como se ha explicado.

Materia Prima0Por sus características mecánicas,

el poliéster termoplástico (PET) es el material más adecuado.

0Se utiliza también para producir capacidades huecas con otros materiales, como las botellas de PVC y de otros plásticos, como las destinadas a perfumería y farmacia.

Rotomoldeo

0Es un proceso de conformado de productos plásticos en el cual se introduce un polímero en estado líquido o polvo dentro de un molde y éste al girar en dos ejes perpendiculares entre sí, adapta el material a la superficie del molde creando piezas huecas.

Materia Prima

Etapas del Proceso

Moldes

0El Rotomoldeo se puede clasificar por las diferentes formas de calentamiento utilizadas:

Horno Basculante

Estación Simple

Ventajas

0 Se puede fabricar productos de una sola pieza sin necesidad de soldaduras.

0 Proceso con menor costo frente al moldeo por soplado0 El Rotomoldeo permite cambiar espesores según las

necesidades del cliente. 0 Permite una gran libertad de creación, funcionalidad y

complejidad de diseños. 0 Gran resistencia a la intemperie y a la corrosión, así

como al impacto. También se pueden aplicar espumantes para aislamiento y refuerzo. Buena resistencia química.

Desventajas

Aplicaciones

Gracias =)