Vamos a comenzar esta cuarta parte de las cuestiones propuestas en este
libro. Y aquí he procurado hacer una selección de las que he considerado
más didácticas y son las que vamos a exponer. Tengo que deciros que en
este tema se van a tratar los temas de conformado de materiales
poliméricos, tanto los termoplásticos como los termoestables. Bueno,
antes de empezar, hemos puesto como una pregunta, una cuestión, vamos a
hacer una clasificación de los procesos de conformado de materiales
plásticos. Y bueno, evidentemente la primera gran división que podemos
hacer es distinguir entre materiales, conformado de materiales.
¿Materiales termoplásticos o termoestables? Ambos casos son materiales
poliméricos, lo que ocurre es que su comportamiento es totalmente
diferente. Los plásticos tienen unas características físicas que,
concretamente su viscosidad, hace que los procesos de fabricación sean
totalmente diferentes a los procesos de termoestables. Los procesos de
termoestables. Los plásticos necesitan una presión de inyección menos
elevada debido a que generalmente se conforman con fibras y estas fibras
podrían desplazarse si la presión de inyección es muy elevada. Los
plásticos, las presiones de inyección siempre son presiones muy elevadas
y cuando trabajemos en termoplásticos estaremos hablando siempre de
cientos de bares de presión de inyección. Cuando pongamos 500 de
inyección frente a los termoestables que estaríamos hablando, tendríamos
una presión de inyección muy elevada y los procesos de fabricación son
totalmente diferentes a los procesos de termoplásticos. Si empezamos a
hablar de procesos conformados de termoplásticos, atendiendo al tipo de
maquinaria, estaríamos hablando de procesos de inyección, procesos de
extrusión, con sus variantes de extrusión-soplado, inyección-soplado,
moldeo rotacional, calandrado y termoconformado. Si nos vamos por la rama
de los termoplásticos, en los termoestables distinguimos dos grupos muy
importantes y diferenciados entre sí, procesos de molde abierto y molde
cerrado. Como su nombre indica, en los procesos de molde cerrado tenemos
molde y contramolde, mientras que en los de molde abierto solo tenemos una
de las mitades del molde. Los procesos de molde abierto son los más
económicos, sin embargo tienen una serie de problemas que podéis
resolver. Continuamos con la desplegando. Los procesos de conformado de
molde abierto nos encontramos primeramente como en el moldeo manual, que
aunque no sea un proceso recomendable industrialmente, se sigue utilizando.
Y ahí podemos distinguir entre si hacemos una impregnación manual o una
impregnación mecánica, moldeo por proyección simultánea, filament
winding, contrusión, centrifugado, etc. Hay más. Dentro de los procesos
de molde cerrado, estaríamos hablando de, por ejemplo, moldeos por
compresión, compression molding, con sus diferentes ingredientes. El
moldeo por inyección reactiva, estructural reaction injection molding, con
el acrónimo, donde el material inyectado son reactivos que polimerizan el
material. Y el moldeo por inyección de la máquina, que es un material muy
utilizado para el conformado de espumas. Los procesos de transferencia de
resina, incluido el RTM, aquí estaríamos hablando más concretamente de
los procesos LCM, siendo RTM uno de los miembros de la familia de los
procesos LCM. También podríamos hablar de los procesos de autoclave,
donde el proceso de autoclave es una variante del moldeo por vacío, donde
el material se utiliza en molde abierto y que posteriormente se cierra con
una hoja. También podríamos hablar del resin infusion molding, que es
simplemente... Bueno, la anterior clasificación que os he hecho es un poco
atendiendo al tipo de material y al tipo de inyección o al tipo de molde,
pero también podríamos hacer una clasificación como la que tenéis en el
libro del cálculo. . Tiene en cuenta también qué tipo de material
tenemos de partida, vale, de manera que es un material ... ... крас o
polvo o el material de partida puede ser líquido o bien ehh.. Esta
clasificación vale se distingue entre TEP , materiales termoplásticos
ehh... en plásticos, materiales termoestables y la E de elastómeros. Si
vemos un poco la clasificación, lo que tenemos son los mismos procesos que
hemos conocido anteriormente. Tenemos el moldeo de extrusión, moldeo por
inyección, moldeo botacional, estructural, moldeo de fumas, moldeo por
compu. Y aquí en este esquema se ve muy claramente la distinción, por
ejemplo, si queremos hacer moldeo por inyección, lo podemos hacer
directamente siguiendo el camino de la doblanza, que sería el caso de los
termoplásticos, pero también lo podemos hacer mezclándolo con fibras.
Vemos que no. Mezclando materiales. Bueno, me animo a que lo veáis con un
poco más de detalle, pero que sepáis que al final la clasificación es de
los mismos, es simplemente una forma de... Bueno, en esta segunda cuestión
nos preguntan que describamos las zonas de un husillo de extrusión y sus
funciones. Una extrusora de termoplástico. Está formada por una serie de
utillajes. El primero de ellos es la tolva. La tolva se recoge el material
en granza. Pasada la tolva lo que tenemos es un husillo. Este husillo va
girando y a lo largo del camino que recorre el plástico, el interior de
este husillo, pues se va calentando debido a una serie... de resistencias
que tiene el calentador, que tiene la máquina, y también se va calentando
por el efecto de la fricción por cita y halladura que ocurre en el
interior de este husillo. Una vez que el material está comprimido y a
temperatura suficiente, se hace pasar a través de una boquilla que le da
la forma del material que queremos extruir. El... Esta máquina... Estas
máquinas extrusoras pueden ser de un tamaño pequeño o mediano, como el
que veis en la figura, o podemos tener máquinas de extrusión tan grande
como queramos. ...a la fuerza que tiene que hacer este husillo. Bueno, pues
si observamos un poco más en detalle este husillo, nos veremos que está
separado en varias zonas, está dividido en varias zonas. Tiene tres zonas.
Una zona que es la zona de alimentación, donde se coge el material de la
granza de la tolva y lo va preparando para su calentamiento. Una zona de
hidratación o plastificación y otra zona de bombeo o de... Esta zona de
alimentación transporta el material de la tolva hasta las resistencias,
donde se calienta por... ...por el efecto térmico de las resistencias y
por la cizalladura y plastifica. Y luego en la otra, aumenta su presión.
Este aumento de presión se realiza mediante el cambio en la sección del
alma, del... Podemos ver con más detalle en las figuras que os muestro,
donde vemos que en la zona de alimentación y compresión, donde el
diámetro del husillo es prácticamente igual. Luego tenemos una zona donde
el material se comprime. ¿Cómo conseguimos que el material se comprima?
Pues modificando el diámetro del arma del husillo. Este husillo, en su
versión más sencilla, es un único husillo, pero podemos encontrar en la
industria husillos complejos como los de doble hueco, donde el material
fluye de una forma diferente. Otra cuestión. Describa los problemas que se
presentan al reciclar productos hechos con plásticos reforzados. Los
plásticos reforzados tienen muchas ventajas porque estamos mezclando las
propiedades de una fibra con las propiedades de un termoplástico. Un
termoplástico polímero puede ser o bien un termoplástico. En ambos casos
tenemos dos componentes y el hecho de tener dos componentes hace que la
separación de uno frente al otro sea compleja. Cuando se hace referencia a
los plásticos reforzados, generalmente estamos hablando del caso de los
composites. Composites. Cuando estamos mezclando una fibra, que puede ser
fibra de vidrio, carbono, kevlar o fibras naturales tipo lino o el basalto
también se está empezando a utilizar, con un polímero. Este polímero
son resinas termoestables. La forma de reciclarlo hoy en día es complicada
y sobre todo es muy costosa. Digamos que hay dos etapas. Una primera etapa
de separación y otra de reciclado. El método más utilizado es
directamente quemar la matriz y quedarnos con la tela y reciclarla. El
quemar la matriz tiene un coste medioambiental importante. Este apartado de
los composites es un método de trabajo, hay que trabajar mucho para
mejorar el... Hace una lista de posibles aplicaciones de los plásticos en
el proceso de devanado de filamento. Este proceso es universalmente
conocido como filamento filamental. Este proceso básicamente consiste en
enrollar un material enrollarlo sobre un núcleo y previamente esta fibra
se ha impregnado de resina. Las propiedades mecánicas que se obtienen con
este proceso son muy buenas y la fracción volumétrica que tiene la tela
es un factor de la tensión de este hilo sobre el núcleo. Las
aplicaciones, evidentemente, simplemente viendo el esquema del... Es un
proceso muy apto para la fabricación de... Para silos de... Para...
Pilares de... Para tuberías. También se está utilizando para la
fabricación de... De... De secciones, ¿vale? Completamente de... De
secciones que forman el avión. Está formada por pie... Por secciones
fabricadas con enrolamiento filamentario. Por lo tanto, las aplicaciones
básicamente son piezas de geometría más o menos circular con buenas
prestaciones... Cañas de pescar, sépticas de atletismo, etc. Explicar las
diferencias entre la extrusión y la putrusión. Bueno, realmente, más
que... Explicar las diferencias es que son procesos totalmente diferentes.
Esto de extrusión de términos plásticos ya lo hemos comentado un poco
anteriormente, pero básicamente consiste en... Y hacerlo pasar a través
de... Un... Un plato. Una matriz. Que le da la forma. Las formas. Los
huecos o perfiles macicos. Y el control de la forma, pues lo hacemos aparte
con la matriz, con la velocidad de salida. Proceso típico de
termoplásticos. Contra el proceso de putrusión, ¿vale? Es un proceso
típico para realizar... Para realizarlo en termo... En termoestables. En
termoestables... Vamos a tener... Bueno, el... En vez de ser... De
termoplásticos, la alimentación es por... Hilo en estado de roving. O
sea, un tejido unidireccional. Hilo unidireccional. Este hilo, antes de ser
pasado a través de... De la matriz... De resina. Se pasa a través del
molde. El molde simplemente es una boquilla con la forma del perfil que
queremos generar. A continuación... Donde ese material se calienta para
que la resina que hemos anteriormente... Polimerice y endurezca. La salida
de este... De estos... De este horno, tenemos una unidad, que lo que hace
es... Tirar el material para que vaya... Para que vaya saliendo. Al proceso
de extrusión de... Pero con la particularidad... De los procesos de...
Simplemente las velocidades... En el proceso de... Proceso... Son mucho...
Mucho... Muy inferiores al proceso de extrusión de termoplásticos. De...
Velocidades de... De... Aproximadamente un centímetro por hora. ¿Por
qué? Porque el material tiene que polimerizar. Tiene que curar en el
interior de ese molde. En cuanto a las geometrías que podemos obtener,
pues son muy similares en los dos... En los dos procesos. Todos los
materiales que tengan una sección constante... Se pueden hacer mediante...
O bien por... Extrusión. Las geometrías... Las... Los dos procesos...
Pero... Al ser los materiales tan diferentes... La máquina... Son
totalmente diferentes. Un ejemplo... Un poco más en detalle... La figura
central no se ve bien... Por problemas de... Programa... Pero veis la...
Los hilos... El tejido unidireccional... O sea, hilos... Que van a ser...
Van a ser... En la resina... En el baño de la resina... Y posteriormente
se les hace pasar... A través de... Un molde... Pero... Perdón... El
material del... ¿Es posible utilizar termoestables para inyectar?
Evidentemente, con las mismas máquinas... Que se utilizan... Para
inyectar... Termoplásticos... No. Se puede inyectar... Termoestables... Lo
que pasa es que hay que utilizar... Moldes... Inyectados... A... Las
peculiaridades... A la termoestabilidad... Es una de las... Es uno de los
procesos más... De hecho, gran cantidad de los procesos... Que hemos visto
en la... Primera... Son procesos... De... Inyección... ¿Vale?
Concretamente todos los procesos... El conocido como... Molding... Son todo
procesos... De... Inyección... Se inyectan... ¿Vale? Con maquinaria...
Molde... O sea... Inyección de resina... Ahora bien... Dependiendo de
cómo se inyecta... Este... El molde... Y el sistema de inyección...
Podemos generar... Diferentes procesos de fabricación... ¿Vale? Si...
Tanto en... El semimolde... Los dos... Las dos partes del molde... Son
rígidas... Totalmente rígidos... Y la inyección es por... Presión
positiva... Estaríamos hablando... Del proceso RTM... Resin Trans...
Molding... Lo hemos colocado... En el centro... De esta... Transparencia...
Y... Los que están... A la... Derecha... En el centro... Aquí... El
semimolde... Es... Totalmente rígido... A la... Derecha... En la
izquierda... El... Semi... Molde... Es... Sumamente flexible... Incluso es
una... Simplemente una bolsa... Por... Vacío... Si... A la derecha... De
esta gráfica... Pues vemos... El proceso de... Moldeo por...
Compresión... Donde el material... Simplemente... Se inyecta... Y a... La
vez que se va inyectando... El semimolde... Va comprimiendo... La pieza...
¿Vale? El desarrollo... Proceso RTM Light... Tenemos... Un semimolde...
Rígido... Y la... Tapa del molde... Es... Semirrígida... ¿Vale? Se
conoce como... Light... O... RTM ligero... O... Moldeo por... Si nos vamos
a la parte de izquierda... También... Moldeos por... Asistidos por
vacío... Es el... Eh... Tenemos el caso extremo... Del... RTM ligero... El
RTM ligero... Cambiamos... El semimolde rígido... Por un... Semimolde
semiflexible... Molde semiflexible... O si... Lo hacemos todavía... Más
flexible... Y lo convertimos... En una bolsa... Estaríamos hablando... Del
moldeo... Por infusión... El moldeo por infusión... Tiene la ventaja...
De que es muy económico... Porque solo necesita un... Contramolde... Y...
Prácticamente no tiene... Más... Utillajes... Sin embargo... Tiene el
inconveniente... De que... La... Ve... La velocidad de inyección... No
puede ser muy elevada... Debido a que... Solo tenemos... Un... Una... Luego
mejorar... Esa velocidad de inyección... Pues se han desarrollado
técnicas... Como... Un... Resin... Vale... Donde... A base de poner... El
generar unos canales... Preferentes... Se consigue que... En la parte
superior... De la pieza... Si lo miramos... A lo largo del esquema...
Conforme... Un canal preferente... Donde circula más rápido... La
resina... Y permite llenar el moldeo... Más rápidamente... Simplemente...
Es un proceso que tiene... Eh... Tiene... Un sistema... De gasto... En
cuanto a consumibles... Y... Lo que... Con... Lo que respeta... Al cálculo
numérico... Es un proceso... Mucho más complejo de calcular... Lo que hay
aquí... Todos los cálculos... Que se deben hacer... Otra pregunta...
Eh... Ciertos envases... De plástico... Tienen grabadas letras... En alto
relieve... En lugar de... Bajo relieve... Explica... Las posibles causas...
Bueno... Las causas... Las podemos... Encontrar... Si observamos... Un
poco... Como es el proceso... De... De fabricación... De los envases...
Ponemos que estos envases... Se han fabricado... Por soplado... Que viene a
ser lo normal... Eh... Si observamos... El esquema del proceso... Vale...
Pues vemos que... El... Soplado de... De envases... Primero... Se... Se
inyecta... Una... Una probeta... Con la... La... Forma de la botella... A
continuación... Esa... Esa probeta... Se... Se pone en otro molde... Se
calienta... Y se sopla... Entonces... El material fluye... Al fluir... Se
pega a las paredes del molde... Vale... De envases diferentes...
Cosmético... Y otro... Y otro envase... Tipo... Botella... El esquema... Y
una foto... Real... De como sería el envase... De una botella... De una
botella de... De agua... Bueno... Simplemente... Viendo... El... El
molde... Vale... Podemos... Contestar... Esta... Esta pregunta... Si
queremos generar... Dentro de la... De esta pieza... Un... Un relieve...
Tenemos que mecanizar... Esas letras... En el propio molde... Lo más
sencillo... Sobre este molde... Meca... Si mecanizamos aquí... Las
letras... Ese mecanizado... Va a producir... En el molde... Un... Bajo
relieve... Que luego... Cuando se inyecte... El material... Va a ser un...
Alto... Alto relieve... Esta es la... Justificación... De por qué suelen
aparecer... Altos relieves... En lugar de bajos relieves... Por lo tanto...
En las piezas... Salen en altos relieves... Otra pregunta... Se observa...
Que un engranaje de nylon... Tiene defecto de poro... Indica las posibles
causas... ¿Por qué...? Las dos causas... Pueden ser varias... Pero la que
parece así más... Es que bueno... El nylon... Es un material de
poliamido... Para coger humedad... De hecho... Simplemente la humedad de
aire... Es absorbida por el material... Y esa humedad que absorbe... Luego
cuando el material se calienta a 200 grados... Ese material se convierte en
vapor y va a generar esas... ¿Y qué soluciones podemos tener? De momento
cuando se compra, se compran envasados unos sacos de humedad y luego estos
materiales se estufan. Se estufan y se tienen el tiempo suficiente en una
estufa para que eliminen toda esa humedad en su interior. Una vez que se
estufan, siempre teniendo en cuenta que la humedad del aire no vuelva a
contaminar este material. Explica por qué el proceso de soplado de bolsas
se hace siempre en vertical y hacia arriba. Bueno, os he puesto aquí
varias imágenes del proceso de soplado de bolsas y se puede entender
fácilmente por qué se hace en vertical. En la primera de las imágenes
vemos el esquema de procesamiento. El proceso que básicamente es una
máquina de extrusión, varias, que convergen en una boquilla y esa
boquilla está abierta. Es algo parecido al soplado de botellas pero donde
no ponemos molde. Al no poner el molde y soplar, lo que vamos a generar es
un balón gigante. Ese balón gigante, evidentemente, si lo ponemos en
horizontal, el efecto de la gravedad haría... ...que se desequilibre.
...vertical para intentar conseguir que fluya hacia arriba y lo más
simétrico posible. El material debe fluir hacia arriba porque el material
debe enfriarse durante este viaje. Una vez que ha enfriado lo suficiente,
la necesaria es cuando se puede plegar, se puede cortar, se puede
troquelar... ...se puede... Para las dimensiones, fijaros que pueden ser de
bastantes metros. Dentro de ese carrón hace que se infle, se forme el
balón. Una vez que este balón ha enfriado lo suficiente, pues ya se puede
enrollar y hacer las dimensiones que tienen estos. Comenta las figuras.
Vale, estas figuras son de vuestro libro. Y nos representan dos tipos de
máquinas de inyección. Una máquina de inyección convencional. Con un
husillo rotatorio. Y otra máquina de inyección, que también es
convencional, pero en vez de tener un husillo rotatorio, lo que tiene
directamente es un pistón. Procede el pistón, coge material de la tolva,
lo calienta y el propio pistón es el encargado de empujar el material para
que salga del tolva. Por contra, en la otra imagen de abajo lo que tenemos
es un usador. Es un usillo de inyección donde trabaja por rotación. La
fase de plastificación se hace rotando este usillo. Y luego la fase de
inyección se hace desplazando horizontalmente este usillo. Básicamente la
diferencia entre una y otra es la capacidad de plastificación. La máquina
de inyección superior se utiliza para piezas. Pequeñas, para máquinas
pequeñas. Comentar a la siguiente figura. Bueno, en la figura lo que
estamos viendo es la fabricación de una pieza de composite por fiber
laminate. Vemos una máquina controlada por control numérico que está
depositando bandas de tejido. Que posteriormente formarán parte de la
pieza por el tamaño que tiene. Pues tiene pinta de ser una pieza de... De
avión. Las habilidades mecánicas que se obtienen con este proceso son muy
buenas. Y sobre todo que está autorizada. ¿Qué parámetros influyen más
en el tiempo de ciclo? Es importante distinguir muy bien como hace la
pregunta. Si estamos hablando de materiales plásticos o si estamos
hablando de materiales termoplásticos. Digamos que el cuello de botella.
Para... Lo que ralentiza más la fabricación es el tiempo de enfriamiento.
El termoplástico es un material que necesita mucha... Mucho... Tiene
una... Un calor muy bajo. O sea, es aislante del calor. Y necesita mucho
tiempo para... Una vez que se ha calentado para acceder... A un calor de...
De dureza. Mínimo para poder sacar la pieza del... Entonces todo lo que
haga... La... La transmisión de calor va a hacer que disminuya el tiempo.
Dándolas. ¿Vale? En el moldeo por inyección de termoplásticos el tiempo
está fuertemente influenciado por el tiempo de enfriamiento. La geometría
de la pieza influye en el tiempo de enfriamiento evidentemente. Una pieza
que tenga poco volumen se va a enfriar mucho más fácilmente. Y dos piezas
que tengan el mismo volumen... La que tenga una mayor superficie es la que
se va a enfriar con más facilidad. Como el radiador o enfriar una esfera.
Aunque el radiador y esfera tengan la misma... Volumen. El radiador al
tener más contacto con la... Pues favorece el... El enfriamiento.
Evidentemente el enfriamiento también va a estar influenciado... ¿Vale?
Además de la... Por la geometría. Por las propias características. Del
material. Viendo todos los termoplásticos malos conductores de calor. Pero
cada uno tiene su propia coeficiente de condensación. Y evidentemente
también va a influir a qué temperatura inyectamos el material. Cuanto
más... Menos será el tiempo de enfriamiento. ¿Qué proceso utilizarías
para hacer una pieza totalmente hueca? Bueno, esta pregunta es fácil de
contestar. Porque solo hay un proceso en la industria capaz... De generar
piezas huecas. El proceso rotacional... Consiste en... Colocar un
material... Termoplástico. Normalmente el... Polvo. Se coloca dentro de un
molde. Que se calienta. Y además de calentarse... Hacemos que gire en
torno... A tres ejes. ¿Vale? Cada uno de esos ejes... Lo que va a
permitir... Lo que va a permitir es que... El material vaya fluyendo. Y se
vaya... Vaya fluyendo y vaya enfriando por el contacto... Con la superficie
del molde. Al solidificar... En las paredes del molde vamos a generar una
pieza... Totalmente hueca. Una pieza que va a estar libre... De plano de
partición. Exteriormente podamos apreciar... Que tenemos una marca... Del
molde. Pero es simplemente una marca estética... Y que no se encuentra en
el interior de la pieza. Por lo tanto es una pieza... Totalmente hueca.
¿Veis? Vemos los dos ejes... Los dos ejes de giro... Necesarios para que
la pieza... Pueda... Para que el material pueda fluir por todo... Por todo
el molde. Es importante destacar que el material... No fluye por defecto
centrífugo. En este caso en el molde... Cubado. En este caso el material
fluye por gravedad. Por lo tanto el molde... Gira a bajas... No os quedéis
con la idea de que... Las formas... Que podemos generar son limitadas.
Evidentemente las formas que se generan... Son piezas huecas. Pero podemos
hacer piezas muy variadas. Inicialmente el proceso que... Se desarrolló...
Y luego industrialmente... Con el plástico se desarrolló para...
Fabricarlas... Diferentes ejemplos... De piezas conformadas... Por... Por
moldeo... Rotacional. Bases... De líquidos... También se hacen los
colectores de... Emisión de aire... Contenedores, tuberías... ¿Es
posible hacer una extrusión... Con dos materiales diferentes?
Evidentemente sí. Pero necesitaremos... Dos máquinas extrusoras
diferentes. Necesitaremos... Una máquina de extrusión por cada
material... Diferente que queramos utilizar. Y posteriormente... Ambas
máquinas de extrusión... Convergen en el mismo molde. El representador...
De la imagen... Ahí tenemos... Una en la parte superior... Y otra
extrusora en la parte inferior. Para que se vea más claro... Se ha
representado en dos colores... En rosa y en amarillo. Ambas máquinas
extrusoras... Convergen en la misma boquilla... Para producir... El
material. En este caso da la sensación... De que se busca un material...
Una pieza con dos componentes... Por lo que sea... Se quiere que el
material de fuera... Sea... De unas propiedades y el material de dentro...
Interior a la pieza sea diferente. Cableado... Y la aplicación típica...
Todo estético. Bueno, con esto... Esto está mal... Por esto termina
esta... Esta sesión... ¿Vale? Donde hemos intentado... ... Que nos han
dado pie... Un poco a explicar... La temática... Espero que os haya sido
de utilidad... Acordaros que... Podéis contratar... Lo digo siempre... Por
lo interno de la asignatura...