Procesamiento de materiales compuestos Parte 3

CALANDRADO

Es un proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material solido a presión entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos. La finalidad puede ser obtener laminas de espesor controlado o bien modificar el aspecto superficial de la lamina.

Es ideal para obtener laminas poliméricas. Consisten de una serie de rodillos que giran, clientes, a través del cual el polímero es apretado en forma de lámina. El espesor de la lámina se determina por la apertura entre rodillos. Comercialmente, las calandradoras son grandes (1 m de ancho) y 3 m de ancho. Representa una inversión en capital muy grande pero puede alcanzar velocidades de producción muy elevadas.

MOLDEO DE ESPUMA ESTRUCTURAL

Se usa para fabricar productos de plástico con cubierta externa solida y una estructura interna celular. Los productos característicos de esta clase son componentes de muebles, cajas de Tc, cajas de maquinas de contabilidad y cajas de acumuladores. Se pueden usar polímeros termoplásticos y termo rígidos, pero los termo rígidos están en estado liquido, como el estado de los polímeros en el moldeo por inyección con reacción.

En el moldeo de espuma por inyección, los termoplásticos se mezclan con un agente de soplado (que suele ser un gas inerte, como nitrógeno, que expande el material). El núcleo de la parte es celular y la cubierta es rígida. El espesor de la cubierta puede ser hasta de 2 mm, y las densidades de las piezas son tan bajas como el 40% de la densidad del plástico macizo. Así, las piezas tienen una buena y alta relación de rigidez a peso, aunque pueden pesar hasta 55 kg.

MOLDE POR SOPLADO

El moldeo por soplado es un proceso modificado de moldeo por extrusión y por inyección. En el moldeo por extrusión y soplado se extruye primero un tubo (que se suele girar hasta ponerlo vertical), que a continuación se sujeta en un molde concavidad mucho mayor que el diámetro del tubo, y por ultimo se sopla y crece hacia fuera, llenando la cavidad del molde. Se suele soplar con aire a presiones de 350 a 700 kPa. En algunas operaciones, la extrusión es continua y los moldes se mueven con el tubo.

Los moldes se cierran en torno al tubo, cierran ambos extremos (rompiendo así el tubo para formar ramos) y después se alejan, a medida que se inyecta aire a la pieza tubular. A continuación, se enfría y se expulsa la parte. El tubo corrugado se fabrica por moldeo continuo por soplado, en el que el tubo se extruye en dirección horizontal y pasa a los moldes en movimiento.

En el moldeo por inyección y soplado, primero se moldea una pieza tubular. A continuación, se abren los moldes y la pieza pasa a una matriz o hilera de moldeo por soplado. Se inyecta aire caliente a la pieza bruta, que se expande hasta llegar a las paredes de la cavidad del molde. Entre los productos que se suelen hacer de esta forma están las botellas de plástico para bebida y recipientes huecos.

El moldeo por soplado en capas múltiples se usa tubos o piezas brutas coextruidas, por lo que permite producir estructuras en varias capas. Como ejemplo, de estas estructuras tenemos al empaque de plástico para alimentos y bebidas, con características especiales de barrera contra olores y permeabilidad, protección de sabor y aroma, resistencia a rasguños, facilidad de impresión y capacidad de llenarse con fluidos calientes. Tienen otras aplicaciones, por ejemplo, cosméticos y en las industrias farmacéuticas.

El polímero fundido fluye a través de un nozzle (boquilla) a un molde enfriado con agua, donde el fundido viaja por spruem corredores y una delgada puerta en la cavidad. Cuando la pieza es enfriada suficientemente, el molde abre y pines especiales eyectan las partes, con el material enfriado adherido en los sprues  y corredores. Este material se retira a mano o mediante robots. En el caso de los termoplásticos, es cortado y reciclado volviendo a colocarse en el hopper, como regrind. Dependiendo del grado de degradación del material en el ciclo y los requerimientos de propiedades de las partes finales, operaciones de inyection moulding puede tolerar hasta 25% de regring.

Los moldes son abiertos y cerrados por cilindros hidráulicos. Tienen que ser resistentes porque se pueden generar altas presiones en su interior. La superficie interior son cromados para aumentar la resistencia al desgaste. Los moldes pueden ser bastante caros pero se amortizan si la producción es del orden de miles de piezas.

MOLDEO POR COMPRESION

Se coloca una carga preformada de material, un volumen pre-dosificado de polvo o una mezcla viscosa de resina liquida y una carga, directamente en la cavidad de un molde calentado. El moldeo se hace bajo presión desde un tampón, o desde la parte superior del molde. El moldeo se hace bajo presión desde un tapón, o desde la parte superior del molde. El moldeo por compresión causa la formación de una rebaba, que a continuación se elimina recortándola, o por otros métodos.

Las piezas que se suelen fabricar así son platos, manijas, tapas de recipientes, conexiones, componentes eléctricos y electrónicos, agitadores de lavadora y cajas diversas. Exclusivamente por este método se fabrican partes reforzadas con fibras largas y seccionadas.

El moldeo por compresión se usa principalmente con resinas termorrígidas, estando e material original en estado parcialmente polimerizado. El enlazamiento cruzado se completa en la matriz calentada, los tiempos de curado van de 0.5 a 5 minutos, dependiendo del material y del espesor y la geometría de la pieza. Mientras mas grueso es el material, tardará más en curarse.

MOLDEO POR TRANSFERENCIA

Representa un desarrollo posterior del moldeo por compresión. El material termorrígido sin curar se coloca en una olla o cámara de transferencia calentada. Después de calentado el material, se inyecta en moldes calentados y cerrados. Un vástago, embolo o tornillo alimentador giratorio impulsa al material, que fluye a través de canales delgados y entra a la cavidad del molde.

Este proceso genera calor considerable, que eleva la temperatura del material y lo homogeneiza. Como la resina esta fundida al entrar a los moldes, la complejidad y el control dimensional de la partes se acercan a los del moldeo por inyección.

Entre las piezas que se fabrican con moldeo por transferencia están componentes eléctricos y electrónicos, así como piezas de hule y de silicona. El proceso se adapta muy bien para formas intrincadas, con distintos espesores de pared. Los moldes tienden a ser más costosos que los del moldeo por compresión, y queda algo de material en los canales del molde, durante el llenado.

MOLDEO POR INYECCIÓN DE REACCIÓN

Este proceso también se conoce como RIM, de Reaction Injection Moulding. Fue desarrollado en 1969 y consiste en forzar una mezcla de resina con 2 o más fluidos reactivos, a una cavidad de moldeo y a alta velocidad. En el molde ese efectúan reacciones químicas rápidas y el polímero se solidifica y forma una parte termorrígida.

En las principales aplicaciones de este proceso, se producen paragolpes de autos, aislamiento térmico para refrigeradores y congeladores, esquíes acuáticos y rigidizadores para partes estructurales. Para mejorar la resistencia y la rigidez de los productos se pueden agregar diversas fibras de refuerzo, como de vidrio o grafito. Los moldes pueden ser de acero, aluminio. 

     Sábado 08 de Agosto de 2020