CONFORMADOS
TERMOFORMADO
También conocido como “formado al vacío” o “termoconformado” se refiere
al proceso en el que una lámina de cualquier polímero termoplástico es
calentada hasta llegar a un estado ahulado, quedando apta para su deformación.
Seguidamente esta lámina plástica se coloca sobre el molde con la forma deseada
y se succiona con vacio contra éste, para que copie exactamente su forma,
obteniendo la pieza plástica.
El uso del
termoformado, tiene grandes ventajas y pueden obtenerse desde una producción
menor a grandes volúmenes de producción, adecuando el material y la cantidad de
moldes a utilizar al volumen solicitado.
El diseño de
formas para las piezas a termoformar, es infinito, pero siempre queda como
requisito dejar ángulos de salida para su correcto desmolde y siempre una
de las caras no debe estar cerrada de manera que quede hueca en el lado del
desmolde.
Materiales adecuados para termoformar
En el procesos de termoformado, es factible el uso de cualquier polímero
termoplástico, pero dependiendo de sus propiedades térmicas y del calibre que
se esté utilizando, será el tiempo que le lleve el procesos de calentamiento
para llegar a un estado ahulado y por ende, termoformable.
A continuación presentamos los más populares polímeros termoformables al
vacío:
- Poliestireno
PS (o estireno)
- Polivinilo
de Cloruro PVC
- PET, PET G
- ABS
- Polietileno
de alta densidad PE
·
·
Un ejemplo de
polímeros termoformables para empaques flexibles, o semirígidos, se puede hacer
con: PVC, PS, PET, etc.
·
En empaques para
alimentos también se pueden utilizar polímeros con alta tecnología como el
Barex o el EVOH que ofrece una excelente barrera al oxigeno y la resina EVA que
ofrece un sellado a bajas temperaturas y buena adhesión; permitiendo a los
alimentos tener una mayor vida de anaquel en el mercado.
Usos de termoformado
El proceso de termoformado se encuentra las siguientes áreas de la
industria:
EMPAQUES: Tambien conocido como BLISTER, ésta área es la que tiene
mayores volúmenes de producción, y se utiliza para el empacado de alimentos,
autopartes, cosméticos, juguetes, esferas, etc.
ALIMENTICIA: El termoformado se utiliza para la fabricación de platos y
vasos desechables (no de unicel) así como para los empaques de materiales
médicos, ampolletas, cápsulas, pastillas, verduras, huevo, frutas, carnes
frías, etc.
AUTOMOTRÍZ:
En esta área de la industria encontramos piezas internas fabricadas por
termoformado para automóviles o externas que no sean estructurales.
PUBLICIDAD:
Su uso puede ser para señalización y material punto de venta, para piezas con
impresión y que generalmente van ensambladas con otros materiales como por
ejemplo estructuras de alambrón.
LINEA BLANCA
Y ELECTRÓNICOS: Actualmente se utiliza el termoformado para recubrimiento de
refrigeradores, lavaplatos, para gabinetes de televisión, radio, ventiladores,
etc.
MEDICA:
Generalmente para charolas o empaque, contando con regulaciones estrictas de
producción, como por ejemplo, el no uso de materiales reciclados.
- Vídeo que explica el proceso de termoconformado.
INYECCIÓN - SOPLADO
El soplado de materiales termoplásticos
comenzó a principios de la década del cuarenta. El poliestireno (PS) fue el primer material que se usó en el desarrollo de
las primeras máquinas de soplado, y el polietileno de baja densidad (LDPE), el que se empleó en la primera aplicación comercial de
gran volumen (un bote de desodorante). La introducción del polietileno de alta
densidad (HDPE) y la disponibilidad comercial de las máquinas de
soplado, condujo en los años 60 a un gran crecimiento industrial. Hoy en día es
el tercer método más empleado en el procesado de plásticos. Durante muchos años
se empleó casi exclusivamente para la producción de botellas y botes, sin
embargo los últimos desarrollos en el proceso permiten la producción de piezas
de geometría relativamente compleja e irregular, espesor de pared variable,
dobles capas, materiales con alta resistencia química, etc., y todo ello a un
costo razonable.
Básicamente el proceso de soplado está pensado para su uso en la fabricación de productos de plástico huecos; una de sus ventajas principales es su capacidad para producir formas huecas sin la necesidad de tener que unir dos o más partes moldeadas separadamente. Aunque hay diferencias considerables en los diferentes procesos de soplado, todos tienen en común la producción de un precursor o preforma, su colocación en un molde hembra cerrado, y la acción de soplarlo con aire para expandir el plástico fundido contra la superficie del molde, creando así el producto final.
Básicamente el proceso de soplado está pensado para su uso en la fabricación de productos de plástico huecos; una de sus ventajas principales es su capacidad para producir formas huecas sin la necesidad de tener que unir dos o más partes moldeadas separadamente. Aunque hay diferencias considerables en los diferentes procesos de soplado, todos tienen en común la producción de un precursor o preforma, su colocación en un molde hembra cerrado, y la acción de soplarlo con aire para expandir el plástico fundido contra la superficie del molde, creando así el producto final.
Las etapas del proceso de inyección-soplado comprenden:
1.- Fusión del material plástico
2.- Obtención del precursor o preforma
3.- Introducción del precursor hueco en el molde de soplado
4.- Insuflado de aire dentro del precursor que se encuentra en el molde
5.- Enfriado de la pieza moldeada
6.- Desmolde de la pieza
Descripción del proceso
En el proceso de moldeo por inyección-soplado, la cantidad exacta de precursor se inyecta sobre una barra central y todavía fundido se transfiere a la estación de soplado, donde se expande hasta su forma final y se enfría en el molde de soplado.
El método Gussoni es muy empleado por la industria y utiliza una mesa rotatoria horizontal alrededor de la cual se monta la parte positiva del molde del precursor (barra central). En la primera estación, la parte negativa del molde del precursor se cierra sobre la positiva, y los precursores son inyectados por una máquina de inyección convencional. El molde de inyección se abre y el precursor se traslada sobre la barra central hasta la siguiente estación, donde el molde de soplado se cierra alrededor del precursor caliente, y se sopla a través de la abertura que hay en la barra central. Después del enfriamiento, los artículos soplados se retiran del molde. Las figura siguientes representan el proceso global para una máquina de 3 estaciones.
Las ventajas del
proceso en dos etapas son:
- Ofrece el coste total más bajo
- Produce las botellas de menor peso
- Los precursores pueden diseñarse para optimizar las propiedades de la botella
- Los precursores pueden producirse en mía etapa independiente y almacenarse, según las necesidades de la producción y la demanda
- Permite la eficacia más elevada de producción tanto de precursores como de botellas
La principal desventaja del proceso de dos etapas es el costo de inversión.
- Ofrece el coste total más bajo
- Produce las botellas de menor peso
- Los precursores pueden diseñarse para optimizar las propiedades de la botella
- Los precursores pueden producirse en mía etapa independiente y almacenarse, según las necesidades de la producción y la demanda
- Permite la eficacia más elevada de producción tanto de precursores como de botellas
La principal desventaja del proceso de dos etapas es el costo de inversión.
- Vídeo que explica el proceso por inyección soplado.
EXTRUSION
La extrusión es un proceso utilizado para crear
objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se
extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada. Las dos
ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados son
la habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con
materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas
de compresión y de cizallamiento. También las piezas finales se forman con una
terminación superficial excelente.1
La extrusión puede ser continua (produciendo
teóricamente de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo
muchas partes). El proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente
o frío.
Los materiales extruidos comúnmente incluyen metales, polímeros, cerámicas, hormigón y productos alimenticios.
Procesos
El proceso comienza con el calentamiento del
material. Éste se carga posteriormente dentro del contenedor de la prensa. Se
coloca un bloque en la prensa de forma que sea empujado, haciéndolo pasar por
el troquel. Si son requeridas mejores propiedades, el material puede ser
tratado mediante calor o trabajado en frío.2
El radio de extrusión se define como el área
de la sección transversal del material de partida dividida por el área de
sección transversal del material al final de la extrusión. Una de las
principales ventajas del proceso de extrusión es que este radio puede ser muy
grande y aún producir piezas de calidad.
Extrusión en
caliente
La extrusión en caliente se hace a
temperaturas elevadas para evitar el trabajo forzado y hacer más fácil el paso
del material a través del troquel. La mayoría de la extrusión en caliente se
realiza en prensas hidráulicas horizontales con rango de 250 a 12.000 t. Rangos
de presión de 30 a 700 Mpa (4400 a 102.000 psi), por lo que la lubricación es
necesaria, puede ser aceite o grafito para bajas temperaturas de extrusión, o
polvo de cristal para altas temperaturas de extrusión. La mayor desventaja de
este proceso es el costo de las maquinarias y su mantenimiento.
Extrusión en frío.
La extrusión fría es hecha a temperatura
ambiente o cerca de la temperatura ambiente. La ventaja de ésta sobre la
extrusión en caliente es la falta de oxidación, lo que se traduce en una mayor
fortaleza debido al trabajo en frío o tratamiento en
frío, estrecha
tolerancia, buen acabado de la superficie y rápida velocidad de extrusión si el
material es sometido a breves calentamientos.
Los materiales que son comúnmente tratados
con extrusión fría son: plomo, estaño, aluminio, cobre, circonio, titanio,
molibdeno, berilio, vanadio, niobio y acero.
Algunos ejemplos de productos obtenidos por
este proceso son: los tubos plegables, el extintor de incendios, cilindros del
amortiguador, pistones automotores, entre otros.
Extrusión tibia
La extrusión tibia se hace por encima de la
temperatura ambiente pero por debajo de la temperatura de recristalización del
material, en el rango de temperaturas de 800 a 1800 °F (de 424 °C a
975 °C). Este proceso es usualmente usado para lograr el equilibrio
apropiado en las fuerzas requeridas, ductilidad y propiedades finales de la
extrusión.3
La extrusión tibia tiene varias ventajas
rentables comparada con la extrusión fría: reduce la presión que debe ser
aplicada al material y aumenta la ductilidad del acero. La extrusión tibia
incluso puede eliminar el tratamiento térmico requerido en la extrusión en
frío.
Extrusion directa
La
extrusión directa, también conocida como extrusión delantera, es el proceso más
común de extrusión. Éste trabaja colocando la barra en un recipiente
fuertemente reforzado. La barra es empujada a través del troquel por el
tornillo o carnero. Hay un dummy block reusable entre el tornillo y la barra
para mantenerlos separados. La mayor desventaja de este proceso es la fuerza
requerida en la extrusión de la barra, es mayor que la necesitada en la
extrusión indirecta porque la fuerza de fricción introducida por la necesidad de la barra
de recorrer completamente el contenedor. Por eso la mayor fuerza requerida es
al comienzo del proceso y decrece según la barra se va agotando. Al final de la
barra la fuerza aumenta grandemente porque la barra es delgada y el material
debe fluir no radialmente para salir del troquel. El final de la barra, llamado
tacón final, no es usado por esta razón.5
Extrusión indirecta
En la extrusión indirecta, también conocida
como extrusión retardada, la barra y el contenedor se mueven juntos mientras el
troquel está estacionario. El troquel es sostenido en el lugar por un soporte
el cual debe ser tan largo como el contenedor. La longitud máxima de la
extrusión está dada por la fuerza de la columna del soporte. Al moverse la
barra con el contenedor, la fricción es eliminada.
- Vídeo que muestra el proceso de extrusión.
INYECCION
La
inyección de termoplásticos es un proceso físico y reversible, en el que se
funde una materia prima llamada termoplástico, por el efecto del calor, en una
máquina llamada inyectora. Esta
máquina con el termoplástico en estado fundido, lo inyecta, dentro de las
cavidades huecas de un molde, con una determinada presión, velocidad y
temperatura. Transcurrido un cierto tiempo, el plástico fundido en el molde, va
perdiendo su calor y volviéndose sólido, copiando las formas de las partes
huecas del molde donde ha estado alojado. El resultado es un trozo de plástico
sólido, pero con las formas y dimensiones similares a las partes huecas del
molde. A este termoplástico solidificado le llamamos inyectada.
1.
La unidad de inyección o plastificación. La
unidad de inyección plastifica e inyecta el polímero fundido.
2-La unidad de cierre. Soporta el molde, lo abre y lo cierra además de contener el sistema de expulsión de la pieza.
3- La unidad de control. Es donde se
establecen, monitorean y controlan todos los parámetros del proceso: tiempos,
temperaturas, presiones y velocidades. En algunas máquinas se pueden obtener
estadísticas de los parámetros de moldeo si así se desea
El Ciclo de
Inyección
El proceso de obtención de una pieza de
plástico por inyección, sigue un orden de operaciones que se repite para cada
una de las piezas. Este orden, conocido como ciclo de inyección, se puede
dividir en las siguientes seis etapas:
1.
Se cierra el molde
vacío, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido para inyectar
dentro del barril. El molde se cierra en tres pasos: primero con alta velocidad
y baja presión, luego se disminuye la velocidad y se mantiene la baja presión hasta
que las dos partes del molde hacen contacto, finalmente se aplica la presión
necesaria para alcanzar la fuerza de cierre requerida.
2.
El tornillo
inyecta el material, actuando como pistón, sin girar, forzando el material a
pasar a través de la boquilla hacia las cavidades del molde con una determinada
presión de inyección.
3-
Al
terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante aplicando
una presión de sostenimiento antes de que se solidifique, con el fin de
contrarrestar la contracción de la pieza durante el enfriamiento. La presión de
sostenimiento, usualmente, es menor que la de inyección y se mantiene hasta que
la pieza comienza a solidificarse.
4- El tornillo gira haciendo circular los gránulos de plástico desde la tolva y plastificándolos. El material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se desarrolla una presión contra la boquilla cerrada, obligando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el material requerido para la inyección.
5-
El
material dentro del molde se continúa enfriando en donde el calor es disipado
por el fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la
parte móvil del molde se abre y la pieza es extraída.
6- El
molde cierra y se reinicia el ciclo.
- Vídeo que muestra el proceso de inyección.
¿Alguien conoce alguna empresa de termoconformado de plásticos?
ResponderEliminar