FACULTAD DE TECNOLOGIA

COCHABAMBA

TÉCNICAS DE MOLDEO

DOCENTE: Ing.Gabriela Chiribocea

GRUPO:A

INTEGRANTES:Cruz Veizaga Claudia

Escalera Fernadez Rodrigo

Goitia Portal Victor

Heredia Vargas Alber

Jaldin Mamani Marcos

Jimenez Mejia Wilson

Laura Canaviri Abigail

FECHA: 23 de Octubre de 2013

COCHABAMBA – BOLIVIA

TÉCNICAS DE MOLDEO

A partir de los polímeros y de acuerdo con el tipo de artículo que se desea confeccionar se emplean distintos procedimientos, siendo los principales:

1. Moldeo por inyección2. Moldeo por extrusión3. Moldeo por soplado4. Moldeo por vacio5. Calandrado6. Termoconformado

1. MOLDEO POR INYECCIÓN

El moldeo por inyección es una técnica muy popular para la fabricación de artículos muy diferentes. Sólo en los Estados Unidos, la industria del plástico ha crecido a una tasa de 12% anual durante los últimos 25 años, y el principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguido del de extrusión. Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloques interconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentes de automóviles, componentes para aviones y naves espaciales.

Los polímeros han logrado sustituir otros materiales como son madera, metales, fibras naturales, cerámicas y hasta piedras preciosas; el moldeo por inyección es un proceso ambientalmente más favorable comparado con la fabricación de papel, la tala de árboles o cromados. Ya que no contamina el ambiente de forma directa, no emite gases ni desechos acuosos, con bajos niveles de ruido. Sin embargo, no todos los plásticos pueden ser reciclados y algunos susceptibles de ser reciclados son depositados en el ambiente, causando daños al medio ambiente.

La popularidad de este método se explica con la versatilidad de piezas que pueden fabricarse, la rapidez de fabricación, el diseño escalable desde procesos de prototipos rápidos, altos niveles de producción y bajos costos, alta o baja automatización según el costo de la pieza, geometrías muy complicadas que serían imposibles por otras técnicas, las piezas moldeadas requieren muy poco o nulo acabado pues son terminadas con la rugosidad de superficie deseada, color y transparencia u opacidad, buena tolerancia dimensional de piezas moldeadas con o sin insertos y con diferentes colores.

Un émbolo o pistón de inyección se mueve rápidamente hacia adelante y hacia atrás para empujar el plástico ablandado por el calor a través del espacio existente entre las paredes del cilindro y una pieza recalentada y situada en el centro de aquél. Esta pieza central se emplea, dada la pequeña conductividad térmica de los plásticos, de forma que la superficie de calefacción del cilindro es grande y el espesor de la capa plástica calentada es pequeño. Bajo la acción combinada del calor y la presión ejercida por el pistón de inyección, el polímero es lo bastante fluido como para llegar al molde frío donde toma forma la pieza en cuestión. El polímero estará lo suficiente fluido como para llenar el molde frío. Pasado un tiempo breve dentro del molde cerrado, el plástico solidifica, el molde se abre y la pieza es removida. El ritmo de producción es muy rápido, de escasos segundos

El Principio Del Moldeo

El moldeo por inyección es una de las tecnologías de procesamiento de plástico más famosas, ya que representa un modo relativamente simple de fabricar componentes con formas geométricas de alta complejidad. Para ello se necesita una máquina de inyección que incluya un molde. En este último, se fabrica una cavidad cuya forma es idéntica a la de la pieza que se desea obtener y para su tamaño se aplica un factor de contracción el cual se agrega en las medidas de la cavidad para que al enfriarse la pieza moldeada se logren las dimensiones deseadas. La cavidad se llena con plástico fundido, el cual se solidifica, manteniendo la forma moldeada.

Los polímeros conservan su forma tridimensional cuando son enfriados por debajo de su Tg —Temperatura de transición vítrea - y, por tanto, también de su temperatura de fusión para polímeros semicristalinos. Los polímeros amorfos, cuya temperatura útil es inferior a su Tg, se encuentran en un estado termodinámico de pseudoequilibrio. En ese estado, no existen movimientos de rotación y de relajación (desenredo de las cadenas) del polímero. Es por esta causa que, en ausencia de esfuerzos, se mantiene la forma tridimensional. Los

polímeros semicristalinos poseen, además, la característica de formar cristales. Estos cristales proporcionan estabilidad dimensional a la molécula, la cual también es —en la región cristalina— termodinámicamente estable. Laentropía de las moléculas del plástico disminuye drásticamente debido al orden de las moléculas en los cristales.

Unidad de inyección

La función principal de la unidad de inyección es la de fundir, mezclar e inyectar el polímero. Para lograr esto se utilizan husillos de diferentes características según el polímero que se desea fundir. El estudio del proceso de fusión de un polímero en la unidad de inyección debe considerar tres condiciones termodinámicas:

1. Las temperaturas de procesamiento del polímero.

2. La capacidad calorífica del polímero Cp [cal/g °C].

3. El calor latente de fusión, si el polímero es semicristalino.

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.

P vs T (relaciones de presión-volumen-temperatura)

En cualquier polímero, las relaciones entre presión, volumen y temperatura son muy importantes para obtener un proceso de inyección eficiente, ya que el volumen de un polímero aumenta al ascender la temperatura del mismo. El comportamiento de los polímeros amorfos y semicristalinos en el paso de enfriamiento es muy diferente, lo que debe ser tenido en cuenta si se quiere obtener una pieza de alta calidad.

2. MOLDEO POR EXTRUSIÓN

Esta técnica consiste en moldear productos de manera continua, introduciendo el material termoplástico en forma de gránulos en el embudo y cae en un cilindro previamente calentado, el material es empujado por un tornillo sinfín a través de un cilindro que acaba en una boquilla, lo que produce una tira de longitud indefinida. Cambiando la forma de la boquilla se pueden obtener barras de

distintos perfiles (cilíndricas, cuadradas, hexagonales). También se emplea este procedimiento para la fabricación de tuberías, inyectando aire a presión a través de un orificio en la punta del cabezal. Regulando la presión del aire se pueden conseguir tubos de distintos espesores.

El material, ya teniendo forma, se enfría y se solidifica en un baño de refrigeración.

3. MOLDEO POR INSUFLACIÓN DE AIRE (SOPLADO)

Este tipo de proceso es usado para hacer formas huecas (botellas, recipientes).

Un cilindro plástico de paredes delgadas es extruído y luego cortado en el largo

que se desea. Luego el cilindro se coloca en un molde que se cierra sobre el

polímero ablandado y le suprime su parte inferior cortándola. Una corriente de aire

o vapor es insuflado por el otro extremo y expande el material hasta llenar la

cavidad. El molde es enfriado para el fraguado. Los materiales empleados son: el

polietileno, polipropileno y PVC.

El material del molde más empleado es de aluminio ya que presentan el mejor equilibrio

entre conductividad térmica, duración y coste. A comparación del de acero o aleaciones

de cobre-berilio. El enfriamiento es bastante deficiente si se compara con el proceso de

inyección.

Aproximadamente el 75% de las piezas sopladas se fabrican por extrusión-soplado y

tensión-soplado yel 25% mediante inyección-soplado. Mediante extrusión-soplado se

pueden obtener velocidades de producción muy elevadas y los costes de producción son

bajos, sin embargo el control del espesor de pared y de la distribución de espesores es

muy limitado. Mediante inyección-soplado el control de espesor de las piezas es muy

bueno, sin embargo sólo se puede emplear para piezas relativamente pequeñas y el coste

de producción es mucho mayor. Mediante tensión-soplado se obtienen piezas de muy

buena transparencia, buenas propiedades mecánicas y de barrera (impermeables a

gases) ya que tras elevar la temperatura ligeramente a la Tg de la mp ya amorfa, por

tensión permite la formación de lamelas de cristales suficientemente pequeñas para

mantener dicha transparencia, si bien el proceso es más caro que los anteriores.

4. MOLDEO POR VACÍO

El moldeo por vacío es uno de los métodos más antiguos y comunes de transformación de materias plásticas. Se emplea para dar forma a láminas de plástico mediante la aplicación de calor y presión hasta adaptarlas a un molde.

El proceso consiste en sujetar una lámina sobre un molde, después un radiador sube la temperatura de la lámina hasta que se vuelve blanda y elástica.

Finalmente, se extrae el aire de debajo de la lámina, lo que permite que el plástico se adapte perfectamente al molde. Después de un periodo de enfriamiento apropiado, la pieza moldeada se extrae del molde.

Prácticamente todos los termoplásticos se pueden suministrar como una lámina y ser formada al vacío. Los materiales más comúnmente utilizados son los siguientes:

Acrilonitrilo butadieno estireno ABS  Copolímero de poliéster PETG  Poliestireno PS  policarbonato PC Polipropileno PP  polietileno (lámina y lámina espumada) PE 

Cloruro de polivinilo PVC  acrílico PMMA

Este método se emplea para revestimientos interiores (puertas de heladeras, gabinetes, etc.).

5. CALANDRADO

El calandrado es un proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material sólido a presión entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos.

El calandrado sirve para la fabricación fundamentalmente de láminas y planchas de PVC (policloruro de vinilo). También se puede utilizar para procesar el PE, PP, ABS y otros polímeros termoplásticos, partiendo de formas de plástico en bruto (termoplástico o elastómero). El material se hace pasar por diferentes rodillos cilíndricos que reducen el espesor de las láminas. El tipo de producto que se obtiene consiste en una película de plástico de pequeño espesor.

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Calandrado de termoplásticos

Consiste en pasar el plástico en estado viscoelástico (Tg<T<Tm) por una serie de rodillos para producir una hoja continua. Alguno de los rodillos puede estar grabado para dar una textura a la hoja resultante. En el proceso de calandrado, el polímero se funde y se mezcla mediante calor y presión en un extrusor/plastificador. A continuación se da forma a la lámina con la presión de los rodillos de la calandra. Los parámetros del proceso y la formulación definen las características de la lámina. Los mercados clave de uso final incluyen:

Correas transportadoras Recubrimientos protectores Materiales inflables Barreras flotantes para petróleo laminados "banners” (gigantografías impresas sobre láminas vinílicas)

6. TERMOCONFORMADO

El termoconformado es un proceso de moldeo de preformas de termoplásticos que generalmente se encuentran en forma de lámina o plancha. El proceso de moldeo del semifabricado o preforma se desarrolla en tres etapas.

En el primer paso el material se calienta (radiación infrarroja) aunque también se puede calentar mediante convección o conducción.

A continuación se tensa encima de un bastidor y, por medio de aire a presión o vacío, se estampa o se presiona sobre las paredes de un molde frío.

Se distingue entre procesos en positivo y en negativo, según sea la cara exterior ointerior de la pieza. El proceso en negativo es el que queda reflejado en la figura. Este proceso se emplea para moldear piezas muy grandes que difícilmente se podrían obtener por otra técnica. La principal desventaja del proceso es que sólo una de las caras de la pieza copia exactamente la forma del molde.

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