Configuración de moldes, matrices y cabezales de equipos para la transformación de polímeros. QUIT0209

David Ignacio Machuca Sánchez, Miriam Hervás Torres

• Editorial: IC Editorial
• Año: 2014
• ISBN:
  9788416173150
• Edición: 1
• Categoría: Tecnología e ingeniería
• Categoría: Ciencias de los materiales

Libro especializado que se ajusta al desarrollo de la cualificación profesional y adquisición de certificados de profesionalidad. Manual imprescindible para la formación y la capacitación, que se basa en los principios de la cualificación y dinamización del conocimiento, como premisas para la mejora de la empleabilidad y eficacia para el desempeño del trabajo.

Capítulo 1
Análisis funcional de moldes, matrices y cabezales para procesado de polímeros

1. Introducción

En la actualidad, el uso de polímeros o plásticos está muy extendido. Cada vez son más las nuevas utilidades de los modernos materiales en el avance tecnológico de los proyectos más innovadores, como es la aeronáutica. Este avance va ligado a la fabricación de piezas que respondan a las necesidades de estas modernas industrias, en cuanto a su resistencia, peso y durabilidad.

Pese a las grandes ventajas de estos materiales, no se ha generalizado su uso por los diversos problemas de tratamiento, como son los medioambientales, ya que una vez vertidos al medio no se degradan y duran como residuo durante mucho tiempo. Pero esta perdurabilidad, que los hace tan agresivos para el medioambiente, les confiere su gran ventaja, en usos tales como plataformas marinas, estructuras exteriores o recubrimientos para túneles o edificios.

Poder entender el porqué del uso, y conocer todos los aspectos de estos polímeros, desde sus componentes más íntimos hasta cada uno de los procesos a los que son sometidos, proporcionará una gran herramienta para todos aquellos que dediquen su labor profesional a esta rama de la industria.

Para proceder a un exhaustivo análisis de las funciones y de los componentes de los sistemas industriales, se estudiará cada uno de los elementos-componentes, matrices, cabezales, procesos etc., obteniéndose una idea global de la enorme complejidad de los procesos existentes y, a su vez, cada una de sus particularidades, además de unas nociones básicas de ingeniería y de los procesos físicos y químicos que actúan.

2. Tipos de moldes, matrices, cabezales, husillos y otros utillajes

La manipulación de los termoplásticos se lleva a cabo mediante diversos procedimientos. Según sea este proceso, se tomará un tipo de molde, matriz, cabezal y demás utillajes, para la transformación de polímeros.

A continuación, se expondrán el proceso y los complementos necesarios para lograr el manufacturado.

2.1. Procedimiento de elaboración

La enorme variedad de materias primas utilizadas en la industria transformadora de polímeros, así como el producto final, hacen necesario el diseño de diversos procesos de elaboración, aunque básicamente responde al siguiente esquema, en lo que se refiere al polímero:

El material se introduce en un molde donde adquiere la forma de este.

Tomando como base este proceso, surgen nuevas implementaciones, para elaborar las piezas necesarias. Estas se describen a continuación.

Moldeo por inyección

Consiste en un procedimiento en el cual se introduce el polímero en estado líquido, a lo largo de un cilindro, hasta llegar al molde. La presión sobre el polímero caliente fuerza al sistema a llegar al molde frío, donde toma la forma deseada. Dentro de este se solidifica la pieza, y se extrae para comenzar un nuevo proceso.

Además, el dispositivo consta de un sistema de alimentación donde se aloja el material en pequeños fragmentos, y un émbolo encargado de empujar el material hacia la cámara de calefacción, donde se licua por acción del calor, antes de introducirse en el molde.

Actividades

1. Buscar información en internet sobre los tipos de plásticos más usados

Moldeo por extrusión

Es un procedimiento por el cual se forman piezas alargadas longitudinalmente. Este sistema industrial implica una alimentación continua por parte de la matriz (sustancia polimérica), haciéndose fluir a través de una camisa calefactora, hasta un terminal donde, según sea la forma del cabezal, adquirirá el perfil deseado.

El sistema extrusión posee un motor que gira a altas velocidades, y a este, se le adapta un reductor de velocidad, para que el husillo o tornillo gire de forma adecuada al proceso. El movimiento helicoidal del tornillo empuja al material, de manera que atraviesa el cabezal saliendo el material de forma continua y en dirección longitudinal.

Este procedimiento es apropiado para el recubrimiento de cables, de forma que da lugar a un sistema continuo de producción, o si este se interrumpe a uno discontinuo, produciendo pequeños segmentos.

Moldeo por inyección e insuflación de aire

Es un procedimiento por el cual se moldea el polímero quedando totalmente hueco en su interior, el proceso es muy apropiado para la fabricación de botellas, contenedores etc., principalmente de PET (Tereftalato de polietileno).

El mandril es un tubo hueco que se sitúa en el centro del molde. Este está recubierto de material a procesar, con unas pequeñas aberturas. Al insuflar el aire, se infla hasta tocar los bordes del molde.

Actividades

2. ¿Por qué es útil el moldeo por insuflación e inyección de aire para la elaboración de botellas

Moldeo por vacío

Se fuerza al material a tomar la forma deseada generando una presión sobre las láminas de polímeros mediante una bomba de vacío. El material toma la forma deseada según sea el molde donde se genere el vacío.

Calandrado

Una calandra consiste en una serie de rodillos, que va prensando el material en un estado semifluido, de forma que va adquiriendo el estado de film o película. Esto da lugar a materiales de longitudes muy altas. El espesor es variable y dependiente de la cantidad de rodillos usados en el proceso. Este proceso es muy utilizado sobre materiales termoplásticos.

En el anterior esquema se observan las siguientes partes:

1. 1. Rodillos laminadores. Aplastan la masa fundida proporcionándole forma de lámina.
2. 2. Calandra. Es un rodillo similar al anterior pero proporciona la forma definitiva.
3. 3. Materia plástica fundida. Se produce la alimentación por efecto de la gravedad.
4. 4. Material laminado para su almacenamiento.

Moldeo por compresión

Este procedimiento combina el efecto de la presión y del calor sobre el material plástico, una vez que ya está alojado en el hueco del molde adquiriendo la forma deseada.

Este proceso es apropiado para materiales termorrígidos (una vez que se ha enfriado ya no pueden ser moldeados por acción de calor) que toman la forma en un proceso de enfriado y mantienen la forma por su presión.

El proceso, como se observa, es similar a los anteriores, con la salvedad de una tobera necesaria para añadir nuevas sustancias que faciliten el desmoldeo. El molde, a su vez, consta de dos partes encajadas entre sí. Para finalizar el proceso se eliminan las rebabas con un lijado o mecanizado simple.

Actividades

3. Buscar en internet videos que muestren alguno de los procesos anteriores

Termoconformado

Es un procedimiento que es utilizado para moldear los materiales para darles forma de láminas ya prefabricados. Por acción del calor, el material se vuelve maleable, para así poder adquirir la forma definitiva del producto.

El molde consta de un macho y una hembra, que se acoplan durante el proceso para dar forma a la lámina TP (termoplástico). Se sujeta la lámina con unas abrazaderas y, a continuación, se produce el vacío. De este modo, la lámina TP se adapta al molde lo más fielmente posible.

Tres son las variantes principales de este proceso:

1. Conformado a vacío. Se calienta la lámina y se crea un vacío que adhiere la lámina a la pieza.
2. Conformado ...

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• Presentación del manual
• Índice
• Capítulo 1 Análisis funcional de moldes, matrices y cabezales para procesado de polímeros
• Capítulo 2 Sistemas de alimentación, refrigeración y calefacción para procesado de polímeros
• Capítulo 3 Seguridad en instalaciones de transformación de polímeros y su mantenimiento de primer nivel
• Bibliografía