2. Especificaciones de la máquina de inyección
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2. Especificaciones de la máquina de inyección
PROYECTO DE FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS EN TECNOLOGÍA DE TRANSFORMACIÓN DE PLÁSTICO EN MÉXICO INFORME DE TERMINACIÓN DEL PROYECTO Apéndice I: Productos de la transferencia tecnológica de los expertos japoneses a los instructores del CNAD NOVIEMBRE, 2014 AGENCIA DE COOPERACIÓN INTERNACIONAL DEL JAPÓN (JICA) JAPAN DEVELOPMENT SERVICE CO., LTD. (JDS) IL JR 14-116 PROYECTO DE FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS EN TECNOLOGÍA DE TRANSFORMACIÓN DE PLÁSTICO EN MÉXICO INFORME DE TERMINACIÓN DEL PROYECTO APÉNDICE I: PRODUCTOS DE LA TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA DE LOS EXPERTOS JAPONESES A LOS INSTRUCTORES DEL CNAD ÍNDICE Anexo I: Materiales didácticos para la capacitación teórica: Texto PPT ..................................... A-1 Anexo II: Materiales didácticos para la capacitación práctica: Instrucción para la práctica del curso / Guía para el procedimiento de la práctica ....... A-599 (1) Instrucción para la práctica del curso ................................................................................. A-599 (2) Guía para el procedimiento de la práctica .......................................................................... A-639 ANEXO I: MATERIALES DIDÁCTICOS PARA LA CAPACITACIÓN TEÓRICA: TEXTO PPT Módulo 1 Metodología de moldeo de plástico 2 Materiales plásticos 3 Máquinas de moldeo de plástico por inyección 4 Mantenimiento de máquinas de moldeo por inyección 5 Proceso de moldeo de plástico por inyección 6 Cambio de molde en la máquina de inyección Submódulo 1-1 Conocimiento general del moldeo de plásticos 1-2 Métodos de moldeo de termoplásticos (extrusión, inyección, termoformado, rotomoldeo, soplado) 1-3 Métodos de moldeo de plásticos termofijos (compresión, transferencia, manejo de la resina epóxica) 1-4 Procesamiento secundario del producto 2-1 Propiedades y características 2-2 Identificación (métodos de clasificación de materiales) 2-3 Clasificación 2-4 Composición 2-5 Caracterización 2-6 Colores y mezclado de materiales 2-7 Diferentes materiales de plástico y su aplicación 2-8 Evaluación de propiedades de plásticos para el moldeo por inyección 3-1 Conocimiento general de las máquinas de inyección 3-2 Tipos de máquinas de inyección y su estructura 3-3 Estructura y partes de la máquina de inyección 3-4 Moldeo por sistema hidráulico y sus funciones 3-5 Moldeo por sistema eléctrico y sus funciones 3-6 Sistema de control y sus funciones 3-7 Instrumentos de medición y sus funciones 3-8 Layout de la fábrica del moldeo de plástico 3-9 Equipos periféricos y sus funciones 4-1 Mantenimiento preventivo (4-1~4-3) 4-2 Mantenimiento correctivo 4-3 Generalidades del sistema eléctrico, hidráulico, neumático y electrónico 5-1 Principios del proceso de moldeo por inyección 5-2 Conocimiento general de los parámetros del moldeo por inyección (temperatura, tiempo, presión, velocidad, presión de cierre, peso de resina) 5-3 Establecimiento de las condiciones del moldeo por inyección 5-4 Gestión del proceso 5-6 Plastificación y flujo de materiales 5-7 Pretratamiento de los materiales 5-8 Precalentamiento, aditivos y colorantes 5-10 Cálculo del peso del producto y rendimiento de los materiales 5-11 Criterios para utilizar el material reciclado 6-1 Montaje y desmontaje de los moldes 6-2 Conexión del circuito de enfriamiento (cableado eléctrico) 6-3 Cambio de color y material interno del cilindro del moldeo por inyección (purga) 6-4 Ajuste inicial de las condiciones de moldeo y muestreo del producto moldeado A-1 Página 3 9 17 24 33 45 53 60 69 91 99 108 120 132 145 169 176 184 195 202 211 217 225 241 452 267 276 283 289 297 301 312 330 336 342 Módulo 7 Gestión de calidad del producto y la administración de producción 8 Defectos de moldeo por inyección y ajuste de condiciones de operación 9 Gestión de seguridad en el proceso de inyección 10 Moldes para la inyección de plástico Submódulo 7-1 Concepto teórico y conocimiento general (7-1~7-2) 7-2 Sistema de calidad aplicable a las empresas de moldeo por inyección 7-3 Gráficos de gestión de calidad 7-4 Causas de defectos y métodos de análisis (siete herramientas de CC, etc.) 7-5 Control de la capacidad de proceso 7-6 5S y actividades de Kaizen 7-7 Método del mejoramiento del cambio de molde (SMED) 8-1 Defectos de moldeo relacionados (8-1~8-5) con los parámetros de secado de los materiales 8-2 Defectos de moldeo relacionados con los parámetros de plastificación 8-3 Defectos de moldeo relacionados con los parámetros de moldeo por inyección 8-4 Defectos de moldeo relacionados con los parámetros de mantenimiento de presión 8-5 Defectos de moldeo relacionados con el botado de los productos 8-6 Prácticas aplicadas relacionadas con la solución de defectos de moldeo 8-7 Defectos de moldeo relacionados con los moldes 9-1 Riesgos laborales del moldeo por inyección 9-2 Equipo de seguridad para trabajadores 9-3 Sistema de seguridad de la máquina de moldeo 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-14 Conocimiento general (tipos y funciones de moldes) Estructura y partes de los moldes (inserto, etc.) Molde y su máquina apropiada Cavidad y corazón Tipos de colada y entrada de material Control de temperatura de molde Mecanismos de desmoldeo (botador, Under cut) Materiales para la fabricación de moldes (10-8~10-9) Tratamiento térmico y acabado de molde Diseño y mantenimiento de moldes Mantenimiento de moldes (desmontaje y montaje de moldes) Mejoramiento de productividad y calidad mediante el mantenimiento de molde 1 10-15 Mejoramiento de productividad y calidad mediante el mantenimiento de molde 2 A-2 Página 347 360 369 392 406 414 422 431 440 445 452 453 459 470 490 496 507 517 528 540 548 567 586 592 Contenidos Módulo M1-1 * Significado de “plástico” M1 Metodologíademoldeo deplástico * Transformación de los plásticos 1. Preparación de compuestos (compounding) 2. Moldeo primario 2-1. Proceso básico de moldeo primario 2-2. Diferencias entre plásticos 2-3. Proceso de flujo durante la fusión 2-4. Métodos para dar forma a los polímeros M11 Conocimientogeneraldelmoldeo deplásticos 㻟㻚 Trabajo secundario 3-1. Generalidades de los métodos del trabajo secundario 3-2. Termoformado 3-3. Diferentes tipos de termoformado 3-4. Características del termoformado 2-5. Métodos de moldeo del polímero termofijo y del termoplástico 1 A-3 Significado de “plástico” Transformación de los plásticos La transformación de los plásticos abarca todos los procesos en que el polímero fabricado en la planta de polimerización es utilizado para productos finales. Se puede dividir en las siguientes 3 áreas. La palabra “plástico” proviene de la palabra griega, “plastikos”. Su significado es “materia que tiene plasticidad”. (1) La temperatura de calentamiento del acero es de más de 1,000 grados centígrados, mientras que la temperatura para ablandar los plásticos (temperatura de ablandamiento) es en su mayoría de 100 a 250 grados centígrados. La razón por la que se considera fácil trabajar con plásticos es su “temperatura fácil para trabajar”. (2) El plástico tiene la flexibilidad para fabricar productos con mucha libertad mediante el proceso de fundición o ablandamiento, poner el material en moldes y posteriormente enfriarlo para solidificarlo. 1. Polímero Preparación de compuestos ---------------------Selección del polímero, mezcla de aditivos (3) Se denomina “transformación (processing)” al proceso en que se fabrican productos de plástico de diferentes formas terminados y en proceso, utilizando materiales plásticos. 2. Moldeo primario -----------------Transformaci ón por moldeo 3. Transformación secundaria --------------Ensamble, unión de piezas moldeadas, y decoración superficial tales como impresión y pintado Fig.1 Áreas de transformación de los plásticos 2 3 1. Preparación de compuestos (compounding) 1. Preparación de compuestos (compounding) El proceso en que se mezclan agentes al polímero antes de moldear los productos plásticos, es denominado “preparación de compuestos (compounding)”. Esta mezcla se denomina “material para moldeo de plástico”. 1. Polímero 2. Preparación de compuestos ---------------------Selección del polímero, mezcla de aditivos Moldeo primario -----------------Transformaci ón por moldeo 3. Transformación secundaria --------------Ensamble, unión de piezas moldeadas, y decoración superficial tales como impresión y pintado Los ingredientes para los compuestos son aditivos, colorantes, llenadores entre otros, y sirven para mejorar diferentes cualidades. Los aditivos permiten mejorar el moldeo, mejorar las propiedades de la superficie, alargar la vida útil del producto moldeado. Algunos llenadores sirven como agentes reforzantes para aumentar la resistencia y la rigidez del plástico. También sirven para mejorar las propiedades dimensionales. Hay que prepararlos hasta obtener características y dimensiones manejables para la máquina de moldeo. Polímeros También hay que seleccionar las formas apropiadas para la máquina ya sea pellet o partículas. Ingredientes Fig.2 Polímeros y aditivos Materiales de plástico= Polímeros + ingredientes 4 5 A-4 2-1. Proceso básico de moldeo primario 2. Moldeo primario Transformación 1. Polímero Preparación de compuestos ---------------------Selección del polímero, mezcla de aditivos 2. Moldeo primario -----------------Transformaci ón por moldeo 3. Transformación secundaria --------------Ensamble, unión de piezas moldeadas, y decoración superficial tales como impresión y pintado (Material) Calent. Polímero Termofijo Fusión Polímero Termoplástico Pieza moldeada Calen/Presión Flujo Dar forma Curado Pieza curada Fusión Flujo Dar forma Solifificación Pieza solidificada Calentamiento Cale/Presión Cale/Enfria. Fusión: Se calienta el material a la temperatura de ablandamiento o a una temperatura más alta que la de fusión para fundirlo. Flujo: Se aplica presión a los polímeros fundidos para meterlos posteriormente a moldes o a dados. Dar forma: Se aplica aún más presión para que los polímeros dentro de moldes o dados tengan su forma. Solidificación: Aún aplicando presión se enfría el material para que solidifique y fije su forma. Curado: En caso del plástico termofijo, su forma se fija por reacciones de entrecruzamiento y este proceso se denomina “proceso de curado”. Fig.3 Proceso básico 6 Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),p50, Editorial Plastic Age 7 2-2. Diferencias entre plásticos 1. Material termofijo Material Calentamiento Incremento de masa molecular Fluidez Material de bajo peso molecular que tiene muchos radicales reactivos Curado y Solidificación Pieza moldeada Inicio de tridimensionaliz ación de moléculas (Gelatinización) Finalización de tridimensionaliz ación= Estructura de red La temperatura de la pieza moldeada es alta, igual que la de molde. 1. El curado es un fenómeno que se presenta en el polímero termofijo. El material puesto dentro de moldes calientes es del radical funcional de bajo peso molecular, y por acción del calor o del catalizador que es un agente endurecedor, ocurren enlaces (reacción de entrecruzamiento de plástico), formando la estructura de red tridimensional. Moldeo dentro del molde de alta temperatura: Reacción química Las formas de reacción del curado varían según el tipo de material. El agente endurecedor es importante para controlar la velocidad y el nivel de reacción. 2. Material termoplástico Material Calentamiento Material de alto peso molecular que no tiene radicales reactivos Fluidez y plastificación No hay reacciones químicas de moldeo dentro del molde enfriado El material va enfriándose y solidificándose (Orientación del material 䚓 Orientación molecular 䚓Anisotropía de pieza moldeada) Pieza moldeada La temperatura de la pieza terminada es la del ambiente, igual que la del molde. Fig.4 Diferencia entre el material termofijo y el termoplástico 2. La solidificación es un fenómeno en que el material termoplástico en estado de ablandamiento o fundición, se solidifica por enfriamiento. La pieza se elabora en un molde de una temperatura más baja que la de fusión del material. Se debe enfriar para solidificarse hasta llegar a un nivel estable en que ya no se presente contracción y se pueda mantener la forma por lo menos hasta extraer la pieza moldeada. Como una de las propiedades del polímero termoplástico, la transformación de los polímeros líquidos en sustancias sólidas parcialmente cristalizadas es un cambio físico y no hay reacción química. Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),p10, Editorial Plastic Age 8 9 A-5 2-3. Proceso de flujo durante la fusión Fig.5 Proceso de fusión en máquina de moldeo (1) El plástico tiene viscosidad y elasticidad al mismo tiempo, en otras palabras, es viscoelástico con respecto a la fuerza aplicada y a la deformación. Calentamiento Material fundido Cama sólida Película fundida Cañón Husillo (2) La viscosidad es la característica de deformarse con una velocidad correspondiente a la fuerza aplicada como se observa con la arcilla. Aún cuando se retire la fuerza, la forma se mantendrá sin recuperar la forma original. Tiene características de líquido. Fig.6 Extrusora Se funde aquí. Pellets 䠖 Pellet Solid bed 䠖 Masa de pellets no fundida Melt pool 䠖 Charco de material fundido barrel 䠖 Cañón Melt film 䠖 Película fundida X: Ancho de de masa de pellets no fundido. X: Cuanto esté más a la punta, está más angosto. Natti S.Rao, Gunters Schumacher䠖 Design Formulas for Plastics Engineers,122 (2004) Hanser (3) La elasticidad es la característca de deformarse de acuerdo con la cantidad de fuerza recibida como en el caso de un resorte. Cuando se retira la fuerza, recupera la forma original. Tiene características de sustancia sólida. (4) El plástico es viscoelástico, por lo que se requiere cierto tiempo para que los polímeros fundidos puestos dentro de un molde en proceso de copiar la forma del molde, se deforme casi exactamente igual a la forma del mismo (Tiempo de orientación) Dirección de los polímeros fundidos Corte transversal del canal del husillo Viscosidad y elasticidad de los plásticos 10 11 Cambio de estado y viscosidad de fusión Viscosidad Hay diferencias en la forma de movimiento, entre el tiempo de calor y el de frío, la “miel de abeja” y el “almíbar de fécula” en vaso, cuando los agitan con cuchara. Cuando se quiere mover el líquido que está en un recipiente, a veces se lo inclina, o cuando se quiere agitar el líquido, se aplica una fuerza exterior, y en ese momento se genera una resistencia dentro del líquido para ir contra esa fuerza que viene del exterior. La resistencia del interior del líquido con esa temperatura es la viscosidad de fusión de esa temperatura. La viscosidad del polímero termoplástico baja al calentarlo. Al enfriarlo, la viscosidad sube y pierde la fluidez. La viscosidad es una propiedad básica de los plásticos. Viscosidad () = (Esfuerzo cortante ) / (Velocidad de deformación ) =x es denominado como “viscosidad cortante”. Viscosidad de materiales ejemplares: [unidad: Nsm-2] Agua: 10-3 Glicerina: 100 Polímero fundido: 102 - 107 Viscosidad Línea continua: Termoplástico Linea de puntos: Termofijo Al calentar el polímero termofijo, se baja la viscosidad, pero al avanzar la reacción de encruzamiento, se forman estructuras de red tridimensionales, aumentando la viscosidad, consecuentemente se pierde la fluidez. Fig. 8 Cambio de la viscosidad al calentar los polímeros Fig.7 Modelo de flujo cortante Birley,Hawrorth Batchelor :Physics of Plastics,p65 (1992) Hanser Tiempo Gerd Potsch,Walter Michaeli 䠖Injection Molding An Introduction, page20 (1995) Hanser Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),P49, Editorial Plastic Age 12 13 A-6 Peso molecular y fluidez Cuanto más grande sea el peso molecular Mejora la resistencia dinámica. Aumenta la viscosidad de fusión inhibiendo la fluidez. En el área de química macromolecular los compuestos están divididos en 3 clases según el peso molecular. Bajo peso molecular (Oligómero): Peso molecular es menor que 1,000 Peso molecular medio (Prepolímero): Peso molecular es entre 1,000 y 10,000 Alto peso molecular (Polímero): Peso molecular es mayor que 10,000. 2-4. Métodos para dar forma a los polímeros A C Métodos de moldeo por llenar el molde Métodos de moldeo por paso del con material (moldear formas en dos lados) material por el molde - Moldeo por inyección - Moldeo por extrusión (termoplástico) - Moldeo por Calendaring (termofijo) (termoplástico, termofijo) - Moldeo por pultrusión (termoplástico) - Moldeo por transferencia (termofijo) - Moldeo por compresión (termoplástico, termofijo) - RIM (termofijo), RTM (termofijo) B D Métodos de moldeo por presión del Métodos de moldeo sin usar molde material en el molde (moldear formas en - Estereolitografia (termofijo) un solo lado) - Moldeo por soplado (termoplástico) - Moldeo por vacío (termoplástico) - Moldeo por compresión (termoplástico) - Moldeo de material en polvo (termoplástico) Fig.10 Clasifiación según proceso de construcción de formas Fig.9 Enredado de cadenas de moléculas Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),519, Editorial Plastic Age Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),P5, Editorial Plastic Age 14 15 Proceso de orientado y moldeo de espumado 2-5. Métodos de moldeo del polímero termofijo y del termoplástico 1) Se puede mejorar notablemente las cualidades de la pieza moldeada al realizar un proceso de extensión o moldeo de espuma dentro del proceso de moldeo. 2) Al estirar algunos tipos del termoplástico a las condiciones adecuadas, se forma una estructura orientada de la cadena molecular, aumentando considerablemente la resistencia a la dirección de orientación y el módulo de Young. Por ejemplo, en caso de la película termoencogible de PET que se usa para empaque, al realizar la extensión, la resistencia a la fuerza se aumenta unas 3 veces y el módulo de Young unas 1.5 veces. Soplado y extensión de la botella de PET. 3) Al espumar el material durante el proceso de moldeo, se aumenta el efecto aislante,el nivel de acolchado y la flexibilidad. Los ejemplos son lámina de aislante térmico, contenedor de transporte de mariscos, recipiente de sopa ramen. El porcentaje de esponjado es de 20 a 70 veces el tamaño original. Polímeros Compresión Inyección Extrusión Soplado Termofijo 䖂 䕿 - - Termoplástico 䕿 䖂 䖂 䖂 Polímeros Transferencia Termoformado Cast Termofijo 䖂 - - Termoplástico 䕿 䖂 䖂 䖂 䠖 Método principal 䕿 䠖 Método usado para una parte de los materiales - 䠖 No se usa para moldear. Fig.11 Cadena molecular de polímero cristalino 16 17 A-7 Compresión Laminado SMC Transferencia Producto general Producto laminado 3.Trabajo secundario Producto general Producto general Inyección y soplado Producto hueco 1. 2. Producto general Inyección Termoformado Calendaring Producto general Polímero Lámina Estrusión Estrusión y soplado Producto hueco Inflación Película en tubo Estrusión de perfiles Selección del polímero, mezcla de aditivos Perfiles Contactpressure potting Productos generales FRP Productos generales Material en polvo Rotomoldeo Fluidization dip 䠖Secuencia de Pasos 䠖Clasificación Preparación de compuestos ---------------------- Moldeo primario -----------------Transformaci ón por moldeo 3. Transformación secundaria --------------Ensamble, unión de piezas moldeadas, y decoración superficial tales como impresión y pintado Producto hueco Cobertura metálico Fig.12 Clasificación de las transformaciones por moldeo 18 19 3-1. Generalidades de los métodos del trabajo secundario Tipos Principales técnicas Termoformado Doblado por calor Unión Soldadura, adhesión (mediante adhesivo) Decoración de la superficie Impresión, pintura, teñido, estampado caliente Acabado especial funcional de la superficie Pintura UV, antiestático, rivetting Unión mecánica Snap fit, rivetting Unión por tornillo Tapping screw Maquinado Maquinado, corte 3-2. Termoformado El moldeo en que se le aplica una fuerza a la hoja o lámina de material termoplástico para darle forma, se denomina “Sheetforming” y su método principal es el termoformado. El termoformado es un método de moldeo en que se aplica una fuerza al material ablandado por calor para cambiar su forma. Es útil para productos moldeados de espesor delgado pero de tamaño grande y de lote pequeño. El moldeo al vacío y el moldeo por soplado sin molde son tipos de termoformado. Pieza terminada En este proceso se ablanda la hoja plástica, por tanto la resistencia de tensión y el nivel de estirado del material tienen mucho que ver con la formabilidad. En cuanto al rango de la temperatura de moldeo, es amplio en el material amorfo. Revisado por la Federación de la Industria de Plásticos de Japón; “Entender bien plásticos” (2010) p125, Editorial Nippon Jitsugyo Publishing Fig.13 Moldeo al vacío Desmolde: caída del molde Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),P311, Editorial Plastic Age 20 21 A-8 3-3. Diferentes tipos de termoformado 3-4. Características del termoformado 1) Trabajo de doblado File case, artículos de papelería, cubierta de la máquina despachadora automática, etc. 2) Moldeo con múltiples caras curvas (a) Moldeo por soplado sin molde: Lámina de domo para tragaluz, hecha de lámina de metacrilato, espejo curvo, cubierta, etc. (b) Moldeo al vacío: Se calientan las dos caras de la hoja para ablandarla. Se pega la hoja ablandada al molde hembra, luego se vacía el interior del molde para que la hoja quede adherida en el molde hembra, aprovechando la diferencia de presión (0.1 Mpa) de la presión ambiental. Para este moldeo el material plástico amorfo es útil. Ventajas 1. El trabajo posterior como el de quitar el margen donde estaba sujeta la hoja toma tiempo. 2. La presión de moldeo es baja, lo cual permite usar moldes de aluminio fundido o epoxi, consecuentemente resulta más económico y el tiempo de fabricación de moldes es más corto. 2. En comparación con la pieza moldeada por inyección, las precisiones dimensionales no son buenas. 3. La pieza moldeada es estirada en direcciones biaxiales, lo cual permite tener una alta resistencia mecánica. 3. La pieza hecha por termoformado tiene fuerza latente (efecto memoria de plástico) de regresar al estado original de hoja al recibir el calor, lo cual hace deformar la pieza aún con una temperatura más baja que la de fusión del material, por tanto su termorresistencia no es buena. (c) Moldeo por aire comprimido: En lugar de que la hoja ablandada sea adherida al molde hembra por vacío, en este método se le aplica a la superficie de la hoja la presión de aire comprimido para ajustarla al molde hembra. En comparación con el moldeo al vacío, la presión de moldeo es alta, por tanto se pueden obtener piezas con mejor reproducción de forma o con un embutido profundo. Desventajas 1. Se usa la hoja o película como material, lo cual permite obtener una pieza delgada en comparación con el área proyectada. 4. Se puede imprimir en estado de hoja, lo cual permite hacer fácilmente el moldeo con impresión de múltiples colores. Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),P314, Editorial Plastic Age Instituto Municipal de Investigación Técnica de la ciudad de Osaka, “Texto de Plástico” (2009),P311-314, Editorial Plastic Age 22 23 Contenidos Módulo M1-2 1. Conocimientos generales del moldeo de polímeros termoplásticos 2. Moldeo por extrusión 2.1 Extrusora (1) Elementos básicos de una extrusora (2) Función del husillo (3) Extrusora de doble husillo 2.2 Extrusión de tubos y perfiles 2.3 Extrusión de película y lámina con T-die 2.4 Extrusión por inflado 2.5 Laminado 2.6 Extrusión por laminado 3. Moldeo por Inyección 3.1 Aplicación de la inyección M1 Metodologíademoldeo deplástico M12 Métodosdemoldeodetermoplásticos 4. Rotomoldeo 4.1 Clasificación del procesado de material en polvo 4.2 Proceso de rotomoldeo 4.3 Sinterización de resinas en polvo 4.4 Características del rotomoldeo 5. Moldeo por solpado 5.1 Moldeo por soplado directo (1) Moldeo por soplado de extrusión continua (2) Moldeo por inyección y soplado 5.2 Moldeo por soplado y estirado 6. Termoformado 6.1 Moldeo al vacío 6.2 Moldeo por insuflación de aire comprimido 7. Moldeo por compresión 1 A-9 1. Conocimientos generales del moldeo de polímeros termoplásticos 2. Extrusión 1. Se calienta el material y se moldea en estado líquido con moldes o dados para darle forma y posteriormente sacar el producto ya solidificado. 2. El producto moldeado se plastifica al re-calentarlo, por lo tanto es reciclable. 3. Este material permite realizar diferentes moldeos desde la inyección, en donde la operación concluye en segundos con la velocidad y alta presión de manera no continua, hasta la extrusión de baja velocidad y presión para producir de manera continua películas largas y delgadas, placas y tubos. También existen otros métodos de moldeo combinados (por ejemplo, el sistema para moldear tapas para botellas de bebidas). 4. Es posible moldear artículos huecos. Existe el moldeo por soplado en el que una extrusora inyecta el material en moldes, y existe el rotomoldeo en el que se pone el material en polvo en moldes y se sinteriza para fabricar artículos huecos de gran tamaño. 5. Existe el moldeo al vació o por aire comprimido de las envolturas para nuestra vida cotidiana. Las instalaciones y moldes para este método son baratos y consecuentemente el producto es económico, igual que en el termoformado. 6. No todos los materiales son aplicables para los métodos de moldeo. Para moldear de manera económica una pieza de forma y dimensión conforme a ciertas especificaciones , hay que seleccionar el material y método apropiados. 2 1) Es un método apto para producir artículos largos como barras, placas, tubos y mangueras. 2) La máquina extrusora consiste principalmente de 3 partes; 䐟 Cilindro calentador que calienta y funde (plastifica) el material, 䐠 Dado que sirve para dar forma uniforme los polímeros plastificados, 䐡 Colector que sirve para recoger el producto terminado. Es decir una vez que sale el producto de la extrusora, se enfría y solidifica, y su superficie empieza a solidificarse. Posteriormente el producto avanza solidificándose con agua o con aire para llegar al colector. 䐢 Además, hay enrolladores y cortadores. Dependiendo de la forma del dado, se puede moldear de manera continua productos largos de diferentes perfiles con una sección uniforme , tales como películas, láminas delgadas, tubos, perfiles y monofilamentos. 3 2.1 Extrusora Colector Extrusora 2.1-(1) Elementos básicos de la extrusora Tolva Dado Cilindro Malla (Screen pack) Cámara de Placa refrigeración perforada Husillo Calentador Motor Fig.-1 Mecanismo de una extrusora de monohusillo (1) Cilindro (Cylinder)䠖 Se le denomina también cañón(barrel). Es un cilindro en que se mete el husillo y está hecho de un acero con tratamiento anticorrosivo y antiabrasivo. Se calienta con una banda calentadora (heater band) desde el exterior. Para el control de temperatura, se emplea la refrigeración por aire o agua. (2) Placa perforada (breaker plate)䠖 Es un disco con varias perforaciones montado al adaptador de dado que se encuentra entre la punta de la extrusora y el dado. Su finalidad es regular el flujo con la contrapresión, ayudar a mejorar el amasamiento, sostener la malla (screen pack) y al mismo tiempo eliminar objetos extraños del material fundido. Exsiten extrusoras de eje simple y de doble eje El tamaño de la extrusora de eje simple se expresa por el diámetro exterior del husillo. Combinándose con diferentes dados, su aplicación es amplia y se utiliza comúnmente para materiales termoplásticos. Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p273, Plastic Age Co. Ltd. 4 5 A-10 2.1-(2) Función del husillo Por su mecanismo de operación, el husillo se divide en: Sección de alimentación; Enviar pellet desde tolva hacia el interior del husillo. 2.1-(3) Extrusora de doble husillo Es una extrusora que emplea dos husillos colocados paralelamente . Comparándola con la de monohusillo, tiene mayor capacidad de mezcla. Actualmente predomina el tipo de colocación horizontal. Sección de compresión; Es la sección que comprime y desespuma (envía la espuma hacia la tolva) los pellets, al mismo tiempo que funde y plastifica el material. Sección de medición; Es la sección que mide el material para expulsar una determinada cantidad fundida. (La rosca del husillo funciona como medidor. ) Sección de alimentacíón Sección de compresión (Sección de sucesión) Sección de dosificación Fig.-3 Engranaje de husillo Fig.-2 Función del husillo Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p274, Plastic Age Co. Ltd. 6 Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p276, Plastic Age Co. Ltd. 7 2.3 Extrusión de película y lámina con T-die 2.2 Extrusión de tubos y perfiles Producir piezas de forma irregular cuyo corte de sección es de media luna, L, T, U, entre otros. Se ha venido realizando desde hace tiempo la extrusión con cloruro de polivinilo rígido, polietileno, polipropileno entre otros. Predomina el tamaño de 5 a 1000mm. También existen piezas grandes de 500 a 3,000mm. Cuando el espesor es igual o mayor que 0.25mm, al producto se le llama lámina y, cuando el espesor es menor que lo anterior, película. Sucesivamente, el material cuyo espesor es de 0.25 a 0.8mm es lámina delgada, el de 0.8mm o mayor es lámina gruesa. Extrusión con T-die: El dado se coloca perpendicularmente a la orientación de la extrusora y viendo desde arriba se ve la forma de letra “T”. Extrusora Fig.-4 Dado para perfiles T-die Refri gera ción Colector Corte Recorte Acumulación Fig.-6 Proceso de formado de lámina con T-die Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p281, Plastic Age Co. Ltd. Fig.-5 Línea de extrusión de tubos Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p278, Plastic Age Co. Ltd. Chris Rauwendaal,Carl Nanser Verlag: Understanding Extrusion p32 (2010) 8 9 A-11 2.5 Laminado 2.4 Extrusión por inflado Las películas son producidas no sólo por extrusión con T-die, sino también por extrusión por inflado con Ring die. Rodillo de presión Tabla de conducción Tubo inflador Aire de enfriamiento Ventila ción Ring die Enrollamiento Solpado de aire Fig.-7 Formado de películas por inflado Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p279, Plastic Age Co. Ltd. 10 El laminado es una película que consiste en varias capas de diferentes tipos de plástico y posee características que una película simple no puede lograr. El método de laminado consiste en sobreponer una película adicional a una película ya solidificada. Existe también otro método de laminado llamado “coextrusión” que consiste en sobreponer láminas no solidificadas. En este método hay dos diferentes procesos; 䐟 en el que se juntan películas dentro del dado y 䐠 en el que se juntan inmediatamente después de ser expulsadas del dado. Por otra parte, hay otros métodos en que se extruye directamente sobre una película ya existente y se la enfría, o se pegan dos películas con un adhesivo. 11 3. Moldeo por inyección 2.6 Extrusión y laminado El laminado es un método para producir de manera continua películas compuestas, formadas por una película y un material base. En este método se sobreponen películas plásticas como polietileno, cloruro de polivinilideno, etc., expulsadas del T-die sobre el material base como papel(kraft), celofán, papel aluminio, etc. y posteriormente se pega a presión metiéndolos entre el rodillo de enfriamiento y el rodillo de presión. Cilindro de la extrusora Die-lip T-die Alimentador del material base Rodillo de presión Recorte Enrollamiento Rodillo de enfriamiento 1) Es apto para la producción de grandes volúmenes por tener un ciclo de tiempo de moldeo relativamente corto. 2) Por ser altamente automatizado, la calidad de las piezas moldeadas es estable. 3) Permite moldear productos con formas complicadas y además se puede reducir el número de procesos, ya que no se requiere el trabajo secundario. 4) Se presentan varios defectos, ya que el flujo del polímero fundido dentro del molde es complicado y se requiere una capacidad técnica bastante alta para tomar medidas de solución. 5) No es apto para la producción de pequeños volúmenes, por el alto costo de la máquina y los moldes. Fig.-8 b Esquema de extrusión y Laminado multicapas Fig.-8 a Proceso de extrusión y laminado Chris Rauwendaal, Carl Nanser Verlag: Understanding Extrusion p37 ( 2010) Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p280, Plastic Age Co. Ltd. Fig.-9 Cilindro de inyección tipo in-line 12 Beaumont, Nagel, Sherman: Successful Injection Moldingp57 (2002) Hanser 13 A-12 3.-(1) Aplicación de la inyección Los siguientes son los procesos representativos del moldeo con precisión y de alto valor agregado (1)Moldeo con inserto, (2) Moldeo por inyección y compresión, (3) Moldeo tipo sandwich, (4) Moldeo por inyección asistida por gas VERTICAL INJECTION MOLDING MACHINE Foto-1䠖Operación de moldeo por inyección tipo horizontal 䐟 Material para capa de piel inyectado Boquilla 䐠 Material central inyectado 䐡 Alimentación de materiales terminados Cilindro de inyección (B) (para material central) Fig.-10 Moldeo tipo sandwich Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p260, Plastic Age Co. Ltd. Abajo izq. : Máquina de Abajo derecha: Colocar inserto inyección-rotomoldeo tipo vertical en el molde inferior 14 4. Rotomoldeo Es el método de moldeo para producir productos huecos. Aunque el moldeo por soplado también puede producir productos huecos, el tamaño del producto es limitado y el costo de los moldes es alto. Ventajas: (1) Permite moldear productos de forma compleja. (2) Permite moldear productos huecos de gran tamaño (muebles, juguetes, equipos para patio de juegos, autopartes, tanques). (3) Puede aplicarse para producir lotes pequeños y alta variedad de productos. (4) A diferencia del moldeo por soplado, las esquinas y bordes quedan gruesos, lo cual da la ventaja en la resistencia estructural. (5) Se puede fabricar un molde en poco tiempo y con bajo costo. (6) Se puede alimentar diferentes materiales durante el proceso de moldeo, lo cual permite dar altas funciones al producto por la multiestratificación (moldeo de 2 colores, moldeo de plástico espumado de 3 capas, entre otros). 15 4.-(1) Clasificación del procesado de material en polvo 4-(2) Proceso de rotomoldeo Se caracteriza por aprovechar la fluidez de las resinas en polvo para el moldeo. Rotatorio de eje simple Moldeo de material en polvo Molde rotatorio Molde fijo Rotatorio de doble eje Alimentación del material Rotatorio con vibración Tipo inmersión Pintado en polvo Tipo pulverización Fig.-11 Moldeo de material en polvo Foto-2 Apariencia del sistema de rotomoldeo Fuente: Akihiko Suzuki, Transformación de moldeo, vol12,No6,p300(2000) 16 Calentamiento Enfriamiento Descarga Se coloca la resina en polvo dentro del molde y se cierra herméticamente. El molde se mete al horno y se rota biaxialmente a una velocidad relativamente lenta, como se muestra en el dibujo, para formar (sinterización) una capa de partículas de polvo de espesor uniforme que cubra el interior del molde (pared interior de la cavidad) . Luego se enfría y descarga el producto. Dependiendo del estado del material, existen diferentes tipos de rotomoldeo: 䐟 Rotomoldeo con pasta 䐠 Rotomoldeo con material en polvo La característica consiste en moldear productos huecos completamente herméticos. Fig.-12 Proceso de rotomoldeo 17 A-13 4-(3) Sinterización de resinas en polvo Este dibujo muestra el modelo P. Y. Kelly del proceso en que se transforma la capa de contacto con la pared interior del molde en las capas cercanas de materiales fundidos durante el calentamiento. La tarea pendiente es disminuir las burbujas iniciales que se generan y quedan en el material fundido calentado de la pared del molde. (III) Capa de polvo no fundido (II) Capa de polvo parcialmente fundido (I) Capa fundida Pared del molde Calentamiento Fig.-13 Modelo de sinterización de resinas en polvo Jisaku Miyji, Kenji Iwakura: Moldeo,vol.4No.3,148,1992 1. El rotomoldeo de pasta es el método en que se utiliza el fenómeno de gelatinización. Después de poner la resina en pasta dentro del molde y cerrarlo herméticamente, se le rota para que se pegue sobre la pared del molde uniformemente. Se calienta y se gelatiniza la pasta pegada en el molde, luego se enfría y se saca la pieza terminada. Algunos ejemplos son las esferas y los modelos de frutas, etc. 2. El rotomoldeo de resinas en polvo es el método en que se utiliza el fenómeno de sinterización. Se emplean polvos como; 䐟Polietileno, 䐠 polipropileno, 䐡 policarbonato, 䐢 acetato de celulosa, 䐣 copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) Melting front Burbuja 4-(4) Características de rotomoldeo 18 3. Existen los siguientes tipos de calentamiento del molde; 䐟fuego directo, 䐠horno de aire caliente, 䐡por circulación de aceite, 䐢 impregnado en baño de sales fundidas, entre otros. Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p283, Plastic Age Co. Ltd. 19 5. Moldeo por solpado 5-(1) Moldeo por soplado directo El moldeo por soplado es llamado también moldeo de producto hueco y permite fabricar piezas huecas. Es un método de moldeo en el que se realiza el moldeo por soplado inmediatamente después de extruir o solpar el parison a una temperatura mayor al punto de fusión en el caso de los polímeros cristalinos, y a una temperatura mayor al punto de plastificación en el caso de los polímeros amorfos. Para producir recipientes de plástico, botellas de shampoo y mayonesa, etc. que tienen bocas estrechas y que están huecos por dentro, se emplea el moldeo por soplado. Dependiendo de la forma de la cavidad del molde, es factible producir diferentes recipientes. El taque de combustible de los automóviles, los tanques industriales, los tanques de queroseno, etc. son ejemplos de piezas de gran tamaño. Los productos soplados por este método no son orientados. Se clasifican el moldeo por extrusión – soplado y el moldeo por inyección soplado. (1) Moldeo por soplado de extrusión continua Los materiales aplicados para este moldeo son; polietileno (PE), polivinilacetato(PVC), poliamida(PA), policarbonato (PC), poliéster (PET) , polipropileno (PP) . (2) Moldeo por inyección y soplado : Injection Blow molding Dependiendo del método de elaboración del parison, se dividen en: 20 21 A-14 5.1-(2) Moldeo por inyección y soplado 5.1-(1) Moldeo por soplado de extrusión continua Es el método en que se extruye contínuamente el parison y se reliza el moldeo por soplado. Es el método más popular y apto para la producción de altos volúmenes. Para extruir material fundido se utiliza una máquina de tipo extrusora. Aire comprimido Molde Aire comprimido Es el método en que, (1) se elabora la preforma con fondo usando el moldeo por inyección y posteriormente, (2) se extrae el parison montado en el molde de núcleo, (3) se traslada inmediatamente al siguiente molde, (4) se inyecta el aire comprimido desde la parte central del molde de núcleo. Es menos productivo en comparación con el moldeo por soplado de extrusión continua. Moldeo por inyección Molde de la cavidad Dado Perforación para enfriamiento Parison Molde del cuello Molde para soplado Molde del núcleo Pinzamiento (1) Moldeo de preforma Fig.-11 Moldeo por soplado (2) Extracción de preforma (3) Cierre del molde para soplado (4) Moldeo por soplado (5) Extracción de la pieza Fig.-12 Método de inyección y soplado directo Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p283, Plastic Age Co. Ltd. 22 Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p284, Plastic Age Co. Ltd. 23 5.2 Moldeo por soplado y estirado 6. Termoformado Se calienta la preforma a una temperatura “mayor que la de ablandamiento pero menor que el punto de fusión”, es decir, a la temperatura de un rango en que se facilita la deformación pero que no alcanza la fundición. Se coloca en el molde el parison en un estado en que las moléculas de los polímeros amorfos pueden moverse, pero las del polímero cristalizado no pueden. Posteriormente se inyecta aire comprimido en su interior para inflarlo. Las moléculas de los polímeros amorfos pueden moverse cambiando la posición entre ellos mismos. Por lo que las moléculas se ensanchan y quedan ordenadas en un estado estable en relación con aquellas que las rodean. Pistón Molde de núcleo para inyección El método de moldeo en que se forma la lámina o película de polímero termoplástico con una fuerza exterior, se llama el formado de lámina (sheetforming) y el termoformado es su método principal de fabricación. En el termoformado, se agrega una fuerza exterior al material ablandado con calor. Es conveniente para producir piezas grandes de lotes pequeños. Existen el formado al vacío, formado por soplado libre (Free blow mold), formado por aire comprimido, entre otros. Aire comprimido Lámina de plástico Abrazadera de láminas Molde de soplado Placa slitter de aislamiento térmico Prefor ma con fondo Bastidor (1) Cierre del molde (2) Estirado hacia la de solpado dirección del eje (3) Moldeo por soplado Calentador (4) Retorno de la barra de estirado Fig.-14 (a) Aparato de calentamiento para doblado, y (b) dispositivo para enfriamiento) Fig.-13 Método de moldeo por inyección, estirado y soplado (Principio del método de estirado consecutivo por 2 ejes) Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p285, Plastic Age Co. Ltd. Reflector (a) 24 Dispositivo de doblado Lámina de plástico (b) Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p311, Plastic Age Co. Ltd. 25 A-15 6-(2) Moldeo por insuflación de aire comprimido 6-(1) Moldeo al vacío Es el método en que, por medio de perforaciones pequeñas o ranuras del molde, se succiona una lámina hacia el molde al bajar la presión del aire del área entre el molde y la lámina para formarla. Después de enfriarla, se sopla para descargar las piezas terminadas. Es el método de formado en el que, en lugar de succionar la lámina al vacío, se aprieta la lámina contra el molde por acción del aire comprimido. Se usa el aire comprimido aumentando unas veces la presión atmosférica. Lo cual quiere decir que la presión de formado es mayor que la del formado al vacío y tiene la alta reproductividad del molde como ventaja. Marco abrazadera Lámina Pieza terminada Calentador Tabla calentadora Molde Aire comprimido Agregar la presión sútilmente (b) Salida de aire (c) Lámina Filo del molde Molde Mesa (a) Calentamiento Salida de aire se eleva el molde Vacío (b) Hermético (c) Formado Bajada del molde (d) Desmolde Fig.-15 Proceso de formado al vacío (Método directo, (formado tipo hembra)) Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p312, Plastic Age Co. Ltd. Fig.-16 Formado por insuflación de aire comprimido 26 Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p314, Plastic Age Co. Ltd 27 7. Moldeo por compresión 1) Las tapas para las botellas de PET para bebidas son formadas por compresión, utilizando como material el polímero termoplástico. 2) Método de formado de tapas: Con la extrusora se plastifica el polipropileno de manera continua para obtener una masa de polímero fundido. La misma masa de polímero es puesta en cada cavidad del molde para comprimirla y darle la forma de la tapa. Las mismas tapas son formadas por compresión ya que se requiere de la productividad a alta velocidad. 3) El sistema de la máquina de formado por compresión de tapas consiste de: 䐟Extrusora, 䐠Cortador, 䐡Máquina de formado por compresión de tipo rotatorio 4) Características䠖 䐟 䐠 䐡 䐢 Productividad a alta velocidad, Efectividad en la expulsión de resinas a baja temperatura, Reducción del costo de los moldes Formado sin gate (esclusa) (Buen estado de la superficie y alta aptitud para la impresión) Se puede producir piezas de alto valor agregado, hecho con el formado por compresión de multicapas , por ejemplo la tapa de barreras multicapa, entre otros. Makoto Eto䠖Moldeo, VOL13,No10,p652-654 (2001) Foto-3 Tapas 28 A-16 Contenidos Módulo M13 M1 Metodologíademoldeo deplástico 1 Conocimientos generales de los métodos de moldeo de materiales termofijos 5 Moldeo por fundición (cast) 5.1 Potting 2 Materiales 6 Moldeo por inyección del polímero termofijo 3 Moldeo por compresión 3.1 Máquinas de moldeo por compresión y ejemplos 3.2 Proceso de moldeo por compresión 3.3 Condiciones de moldeo por compresión 3.4 Defectos de moldeo por compres 3.5 Estructura básica del molde para compresión 3.6 Características del moldeo por compresión M13 Métodosdemoldeo deplásticostermofijos 4 Moldeo por transferencia 4.1 Métodos de moldeo por transferencia 4.2 Moldeo por transferencia con émbolo 4.3 Moldeo por transferencia con olla 4.4 Características del moldeo por transfer 7 Clasificación de los métodos de moldeo con polímeros reforzados con fibras (FRP) 7.1 Características del moldeo de plásticos reforzados con fibras 7.2 Hand Lay up molding 7.3 Conocimientos generales del moldeo por pultrusión 8 Otros métodos de moldeo de materiales termofijos 8.1 Moldeo RIM 8.2 Moldeo por transferencia de resina (RTM) 1 A-17 1. Conocimientos generales de los métodos de moldeo de materiales termofijos 2䠊Materiales Antesdelmoldeo,losmaterialestermofijossonsustanciasdebajopesomolecular(enestado líquidoosólido)ytienenplasticidadatemperaturaambienteoalrecibircalor.Estosmaterialesvan agenerarreaccionesquímicasporaccióndelosagentesendurecedores,catalizadores,caloroluz, convirtiéndoseenplásticostermofijosconcarácterinsolubleeinfusible.Portanto,eltrabajode transformaciónpormoldeosedeberealizarmientraselmaterialnopierdasufluidez. 䐟 Moldeoporcompresiónqueseusatradicionalmente. 䐠 Sepuedetransferirelmaterialdemoldeo.Moldeodetransferenciacomoparaencapsular semiconductores. 䐡 Moldeodelaminadoquepermitemoldearpiezasgrandesconformascomplicadashastatarjetas paracircuitosimpresos 䐢 Moldeoporinyección,estemoldeohasidoampliamentedifundidograciasaldesarrollo avanzadodelmejoramientodelmaterialesquehahechomásfácillaautomatizacióndelproceso. 䐣 Pottingmoldingqueseusaparafabricartinasgrandestransparentesoproductosdecristales orgánicos. 䐤 Moldeodeplásticosreforzadosconfibrasparafabricarpiezasgrandes,paraautobuses,cascos delancha,tanques,entreotros.(Moldeoporpultrusiónparafabricarmaterialesdeconstrucción yestructura) 䐥 MoldeoRIM(ReactionInjectionMolding),porejemplo,parahacerespumadodepoliuretano. 䐦 Moldeodetransferenciaderesina(RTM)parafabricarpartesparaavionesydefensasde automóviles. 2 Si el material se prepara solamente con el ingrediente principal, los polímeros, el resultado es frágil, por lo tanto se le agrega algún agente llenador para aumentar la resistencia dinámica. El material que se prepara agregando a los polímeros líquidos algún agente llenador y procesándolo en forma de hoja, se denomina SMC (sheet molding compound). El material a granel se denomina BMC (bulk molding compound). Prepreg es el material preparado, impregnando polímeros líquidos en fibra de vidrio o en papel con tela y posteriormente secándolo. Ingredientes y mezclas Polímeros Agente endurecedor Agente llenador (Fibra de vidrio) (Carbonato de calcio) (Talco) (Celulosa) Desmoldante Colorante Polvos Mezcla con calentamiento Enfriamiento Demolición Gránulos Proceso de preparación de compuestos Fig.1Compuestosdelpolímerotermofijo 3 3.1 Máquinas de moldeo por compresión y ejemplos 3. Moldeo por compresión Platina Punzón A: Máquinamoldeadora porcompresión B: moldes C: Máquinadeprecalenta mientodieléctricoytabletas D: PlatosdeMelaminapara comedores Placaexpulsora Piezamoldeada Cavidad Platina Fig.2Moldeoporcompresión A B 䐟 䐠 䐡 䐢 Preparación de tabletas para moldear. Aplicar precalentamiento dieléctrico a las tabletas. Meter el material a la cavidad del molde precalentado (Fig. 2 (a)) Para moldear el polímero de condensación, se hace el venteo de gases, utilizando primero la baja presión de cierre del molde, y posteriormente con la alta presión de cierre del molde se da la forma al material. (Fig. 2 (b)). 䐣 Sacar la pieza moldeada (Fig.2 (c)). Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p243,EditorialPlasticAge Fotos1.Sistemademoldeo porcompresiónyplatosde melamina,fotosde KokusaiKakoCo.,Ltd. 4 C 5 D A-18 3.3 Condiciones de moldeo por compresión 3.2 Proceso de moldeo por compresión Tabla2.Condicionesdemoldeoporcompresión Tabla1.Procesodemoldeoporcompresión Tiposdematerial Agentesllenadores Temperatura demoldeoC Resina fenólica, PF urea formaldehído, UF Melamina formaldehído, MF Polvodemadera,GF, celulosa celulosa celulosa 140~190 125~150 140~170 poliésternosaturado, resinadialilftalato, Epoxi, UP GF,CaCo3 DAP GF,PF,CaCo3 EP Talc,CaCo3, polvosdesilica 110~170 150~180 140~170 Tiposdereacción decurado(Cure) Policondensación Adicióny polimerización Resina de polimerización por adición (UP, DAP, EP) Se llena el material ablandado hasta los rincones de las cavidades del molde, por lo tanto es suficiente trabajar con una presión baja de 10 MPa. Temperatura de moldeo y tiempo de curado GF:glassfiber Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p243,EditorialPlasticAge Presióndemoldeo Resina de policondensación (PF, UF, MF) Durante la reacción de curado, el oligómero genera gases, los cuales deben extraerse. 1) Cierre de molde con baja presión: Se cierra con unos 5MPa. Después de cerrar el molde, baja la presión al nivel cero para sacar los gases, pero inmediatamente después sube la presión a un nivel alto. (de 15 a 30 MPa) La temperatura de moldeo tiene una relación directa con la velocidad de curado del material. Cuando la temperatura es alta, el tiempo de curado es corto, pero el deterioro térmico del material y la deformación de moldeo son mayores. Según experiencias, para trabajar con las temperaturas del molde (temperaturas de molde mostradas en la tabla 1 anterior), el espesor de la pieza moldeada es aprox. 1mm, el tiempo de curado es aprox. 1 minuto. 6 Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p245,EditorialPlasticAge 7 3.5 Estructura básica del molde para compresión 3.4 Defectos de moldeo por compresión El material no tiene buena fluidez, propiedad de curado ni facilidad de separación del molde, por lo que si las condiciones de moldeo no son adecuadas, se generan defectos. 1) Under cure (Falta de curado), Over cure (exceso de curado); Cuando ocurre el Under cure , baja la resistencia al agua, a los químicos y la termorresistencia, generando cambios dimensionales y “pandeo”, además, deteriorando las propiedades dinámicas. En caso de ocurrir el Over cure, se vuelve duro, frágil y quebradizo. 2) Inflado y rupturas por gas, 3) Falta de brillo en la superficie, 4) Marca de flujo, etc. Si se coloca el material en la parte inferior del molde (cavidad) y después se cierra la parte superior de molde (núcleo) para aplicar presión, el material sobrante se derrama por la parte de la separación del molde, quedando como rebaba. Lineadeseparación Land Núcleo (moldesuperior) Cavidad (moldeinferior) Flashmold Fotos2.Ejemplosdepiezasmoldeadasconresina fenólica,fotosdeNegamiSangyoCo.,Ltd. Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p246,EditorialPlasticAge 8 Landedplungermold Positivemold Loadingshoemold Semipositivemold Segmentomold Fig.3Estructurabásicadelmoldeparacompresión Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p247,EditorialPlasticAge 9 A-19 4. Moldeo por transferencia 3.6 Características del moldeo por compresión 1) En este método, el material ablandado por calentamiento en una olla, es enviado a presión a la cavidad del molde vía sprue 䚓 runner 䚓gate. Posteriormente el material se endurece. 1. Moldeoconbajapresión:Elflujodematerialsepresentasolamentedentrodela cavidad,locualpermitemoldearconbajapresión.Además,moldearconbaja presióngenerapocasdeformacionesdemoldeo. 2. Bajocostodeequipos:Laestructuradelamáquinademoldeoessencilla,yel moldeesrelativamentesencillo.Porloanterior,elcostogeneraldelasmáquinasy equiposesbajo. 3. Rangoamplioparaseleccionarmateriales:Noserequieredealtafluidez. 4. Bajaorientacióndelagentellenador:Elflujodematerialenelmoldeesbajo,esto hacepequeñalaorientacióndelagentellenador,consecuentementeledabuena estabilidaddimensional. 5. Pocodesperdiciodematerial:Haypocodesperdiciodematerialatirarcomosprue, runner ycull. 2) En el moldeo por transferencia se han desarrollado nuevas técnicas, por ejemplo, para dar alta precisión dimensional y la técnica de moldeo con insertos con el fin de hacer posible la fabricación de piezas difíciles. 3) Se usa mucho en los moldeos para encapsular semiconductores MPU y para moldear piezas electrónicas. 4) Las medidas de prevención para evitar envolver gases o burbujas de aire generados durante el moldeo, así como el balanceo de runner en el molde de múltiples cavidades son técnicas importantes. Foto3.Máquinademoldeoporransferencia paraencapsularconbajapresión ProporcionadaporSHINTOMetalIndustriesCorporation KiichiHasegawa:“Transformaciónpormoldeo”,vol.10No3201(1998) 10 AkitoshiHiroe,MasanobuMotoyoshi,“Introduccióna latransformaciónpormoldeodeplásticos”,(1995), p78,NikkanKogyoShinbun 11 4.2 Moldeo por transferencia con émbolo 4.1 Métodos de moldeo por transferencia Hay 2 métodos; 䐟 Moldeo por transferencia con émbolo 䐠 Moldeo por transfererencia con pot En este método, se coloca el material en la olla de la máquina moldeadora y se inyecta el material por medio de un émbolo (pistón auxiliar). Los siguientes son los métodos en que se aprovecha este método;: (1) Moldeo para encapsular: Se moldea para encapsular semiconductores con materiales de buena fluidez. (2) Moldeo para encapsular por succión: Con el propósito de no atrapar burbujas de aire dentro de la pieza moldeada al momento de inyectar el material, se reduce la presión interior del molde para inyectar el material. Cilindro de transferencia Platina para sujetar el molde Émbolo Molde Platina para sujetar el molde Placa de perno saliente Material (1) Émbolo (2) (3) Cull Cilindro principal Fig.4Máquinademoldeo portransferenciaconémbolo Fig.5Esquemadepasosdemoldeo KiichiHasegawa,“Transformaciónpor moldeo” vol.10No3,p200(1998) 12 Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p249,EditorialPlasticAge 13 A-20 4.3 Moldeo por transferencia con olla Se puede utilizar la prensa de moldeo por compresión convencional. Solamente el molde tiene que ser de transferencia. 1) Se colocan las tabletas en la olla del molde y posteriormente se le aplica presión por el émbolo del molde macho. La presión que se aplica es de 5 a 10MPa. 2) Se hace simultáneamente el cierre del molde y la penetración a presión. Deben cerrar bien el molde para que no se abra. 3) El sistema de olla requiere del desarmado, limpieza y armado del molde para cada operación paraquitar cull. Se usa esta técnica para elaborar prototipos. Cull Olla Fig.6Moldeopor transferenciaconolla (a) Secolocanlastabletasprecalentadas. (b) Seaplicalapresiónparameterelmaterial demoldeoalacavidad. Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p249,EditorialPlasticAge 14 4.4 Características del moldeo por transferencia 1) Esposiblemoldearabajapresiónsielmaterialesdebuenafluidez. 2) Almomentodeinyectar,segeneracalorporfriccióndecortesenlaspartes delrunneryelgate,locualpermitereducireltiempodecurado. 3) Esfácillaautomatización,asícomocomolaaplicacióndemúltiples cavidades. 4) Sepuedetenermenosdeformacionesdemoldeopormediodelcurado uniforme. 5) Laprecisióndimensionalesbuenadebidoaquesecolocaelmaterial despuésdehabercerradoelmolde. 6) Serequieredelaaltafuerzadecierredelmolde.(Unas3vecesmayorque lafuerzadelamáquinademoldeoporcompresión.) 7) Haydesperdiciodematerial.(Cull,runner,etc.) 8) Elagentellenadordefibraquedaorientado,facilitandolapresenciadel pandeoenpiezasmoldeadas. Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p249,EditorialPlasticAge 15 5. Moldeo por vaciado (cast) 5.1 Potting 1) Es un método de moldeo en que primero se coloca el material líquido o el monómero en el molde y posteriormente se cura para posteriormente ser extraido del molde. 2) Como materiales líquidos existen 䐟resina fenólica, 䐠 epoxi, 䐡 poliéster no saturado, 䐢 urea formaldehído, 䐣poliuretano, 䐤 silicona, y como monómero, existen los prepolímeros de 䐥 polimetilmetacrilato para hacer piezas de moldeo por fundición. 3) Se usa este método para fabricar piezas de gran tamaño, lentes para anteojos, herramientas entre otros y también para proteger algunas partes y componentes del medio ambiente o para fijarlos en algún lugar. 4) La lámina acrílica es un producto moldeado por fundición. Se vierte el prepolímero de polimetilmetacrilato en el molde hecho con dos vidrios reforzados, donde se hace la reacción química para obtener este producto. 䡡 El moldeo en que se insertan las piezas eléctricas o circuitos eléctricos es denominado “potting”. 䡡 Se usa esta técnica para proteger algunas partes de la humedad aislándolos del aire del medio ambiente para prevenir el deterioro o fijar circuitos. 䡡 En el método de potting, se hace la encapsulación utilizando una caja protectora (o un estuche) como muestra la fig. 9, y se denomina potting solamente cuando la caja protectora esté integrada con todas las otras partes. Material a inyectar Bobina Caja protectora Fig.7Potting Foto4.Pequeñotransformador moldeadoporPottingconepoxi. Fuente:Wikipedia,thefreeencyclopedia Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p292,EditorialPlasticAge 16 Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p292,EditorialPlasticAge 17 A-21 6. Moldeo por inyección del polímero termofijo 1) Características: Enelcilindronosellegaalestadodefundiciónperfecta,sinoalestadodesemi fundiciónaunatemperaturamenorque100Υ enquesepuedemanteneruna fluidez.Sisubemáslatemperatura,avanzaelcurado,perdiendorápidamentela fluidez,yconsecuentementeimpidiendoeltrabajodellenado.Lamismafunción queelcalordeprecalentamientodetabletaparaelmoldeoporcompresión. Foto5.Máquinadeinyeccióndelmaterial termofijo,Fuente:TakanashiCorp. Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p260,EditorialPlasticAge 18 2) Materialesaplicablesparaelmoldeoporinyección: Son䐟resinafenólica,䐠 resina dialilftalato (DAP),䐡 poliéster. 3) Puntosclavedemoldes: 䐟 Lareaccióndeendurecimiéntoocurredentrodelmolde,porestarazónse mantienealtalatemperaturadelmolde. 䐠 Elmoldedebetenerunaestructurafácildelimpiaryaquesedebetomaren consideraciónlaposiblidaddetenerrebabas. 䐡 Haymuchodesgaste,porloquesoninevitableslasrebabas.Porloanterior,se debedartratamientotérmicoalmaterialdemolde. 䐢 Seaplicaelcromadoalasuperficiedelacavidaddemoldecomopartedelas medidasdedesmoldeoyanticorrosivas. 䐣 Sellevaacaboelcuradodentrodelmolde,porloqueelcalentamientodebe realizarsedemanerauniforme. Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p309,EditorialPlasticAge 19 7. Clasificación de los métodos de moldeo con polímeros reforzados con fibras (FRP) 7.1 Características del moldeo de plásticos reforzados con fibras Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p309,EditorialPlasticAge 20 Inyección Prensa Láminas SMC, BMC, GMT Prepreg Spry up/ RTM Fibras (cortadas para pulverizar) Poner Preform (tejido, etc.) Resina 1) Lapresióndemoldeoesbaja. 2) Elpoliésternosaturadoendurecea temperaturaambientalalusarel endurecedoroestimulantedecurado. 3) Elcostodelmoldeeseconómico.Se puedetrabajarconunmoldesencillo. 4) Haymuchostiposdemoldeo. 5) Sepuedenmoldearpiezasgrandes comolanchas,tanques,etc. Fibra larga Horno Pre-preg Autoclave Pre-preg Fibra larga 1) Contact-pressure molding: En este método se coloca por capas la fibra de vidrio impregnada con polímero de tipo room temperature curing en el molde y se deja curar. Se usa para fabricar lanchas y tinas para baño. Hay diferentes métodos; 䐟 Hand lay up method,䐠 Spry up method. 2) Moldeo de alta presión: Se usa el molde con alta presión de 1 a 30MPa. 䐟Método SMC, 䐠Método BMC 3) Moldeo continuo: En este método hay 3 sub-métodos. 䐟 Filament winding method (FW): Tubo, tanque, cilíndros de gas, etc. 䐠 Pultrusion method: Se pueden obtener productos de mayor resistencia a la dirección del eje de estirado. Materiales de construcción como láminas y barras cuadradas. 䐡 Moldeo de laminado continuo: Lámina ondulada, lámina plana, contenedor, productos aplicados. Material que se usa Pellet de fibra corta Pellet de fibra larga BMC Fibra corta Método de moldeo Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica dela ciudaddeOsaka,“Texto dePlástico”(2009),p309, EditorialPlasticAge EisukeWadaharayotros;“Moldeo”,vol 19,No12, (2007)p749 Fig.8 Métodos demoldeo deplástico reforzado confibra decarbono 21 A-22 7.3 Conocimientos generales del moldeo por pultrusión 7.2Hand Lay up molding Hay diferentes métodos de fabricar plástico reforzado con fibras (PRF) como plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) y plástico reforzado con fibra de carbono (PRFC). En su mayoría se usa el polímero termofijo y se debe mezclar el agente reforzante de fibras ( 13 micras y larga). Los productos de esta técnica son tinas de baño, cascos de lancha, tanques de gran tamaño. Este método de Hand Lay Up sirve para moldear productos grandes en una sola pieza. Roving Material base Cuchillo 1) Elaboración del molde:madera,FRP. Molde caliente Dispositivo para formado 2) Seaplicaeldesmoldantey unacapadegel.Encimade ellos,secolocaelreforzante defibras. 4) Secalientaparaendurecer. Sequitadelmoldeyluegose haceeltrabajodeacabado paraterminarlocomouna lancha. 3) Conrodilloobrocha seuntaelmaterial paramoldeoen variascapas. Tina para impregnar Estirador Esunmétododemoldeodeplásticoreforzado.Sejalanlasfibraslargasyposteriormenteseimpregna enresina.Selesdaforma,sepasanporunmoldecalienteparaendurecerlas.Luegosecortan. Sepuedeobtenerproductosconmayorresistenciaaladirecciónaxial.Estemétodoseusaparafabricar materialesdeconstruciónydeestructura. Fig.10Métododepultrusión Fig.9ProcesodeHandLayUpMolding HisaoMorimoto:PrácticasdeFRP,p240Asociación dePublicaciones dePolímeros,1984 EditadoporLaFederacióndeIndustriadePlásticosdeJapón; “Plásticos,fácildeentender”,p122(2010),EditorialNipponJitsugyoPublishing 22 Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p307,EditorialPlasticAge 23 8. Otros métodos de moldeo de materiales termofijos 8.1 Moldeo RIM 1) Moldeo por inyección - reacción (RIM) El poliuretano es fabricado por RIM. 2) Moldeo por transferencia de resina (RTM) 24 A-23 8.2 Moldeo por transferencia de resina (RTM) El moldeo por transferencia de resina es el método que se usa para elaborar el plástico reforzado con fibra de carbono (PRFC) usado para las industrias aeronáutica y automovilística. Se corta el material base intermedio como lámina y tela, el cual es laminado y formado para llegar a ser preforma, posteriormente esto es colocado en el molde. Después se inyecta el material principal, resina para impregnarlo y endurecerlo. A diferencia del Filament winding molding, el RTM no recibe limitaciones de la forma del PRFC. Tiene la ventaja de poder dársele formas complejas. Su uso es amplio, por ejemplo, para las partes de apariencia de automóviles y aviones Boeing. Sirve para reducir el peso; en comparación con el acero , su peso es un 50% menor y con aleación de aluminio, un 30%. Preformas Fibra de carbono Material base Corte Laminado y formado Inyección de resina Colocación Impregnado y curado Desmolde Fig.11FlujodelprocesodeRIM EisukeWadaharayotros:“TransformaciónporMoldeo”,vol .19,No12,(2007)p751 26 Moldeo por inyección reacción (ReactionInjectionMolding: RIM). UnsistemaRIMrepresentativoeselRIMdepoliuretano.Seformapoliuretanopor lareaccióndelisocianatoyelpoliol.TambiénexisteelsistemaRIMdenailon. Tabla3.CondicionesrepresentativasdelRIM Materiales Temperatura delmaterialC Temperatura delmoldeΥ Presiónde inyecciónMPa Tiempo de curado sec Poliuretano 30-50 30-50 10-20 20-180 3.5-15.0 60-180 Diciclopentadieno 25-35 50-80 Epoxi 40-70 90-150 Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p310,EditorialPlasticAge 30-180 25 Índice MóduloM14 1Generalidades deltratamiento secundario delosproductos 2Unióndelplástico 2.1 Uniónmecánica 2.2 Uniónmediante unadhesivo (1) Ventajas ydesventajas dela adhesión ytratamiento superficial (2) Fuerza deadhesión 2.3 Uniónmediante fundición térmica (1) Soldadura por placa caliente (2) Soldadura por impulso (3) Soldadura por alta frecuencia (4) Soldadura por ultrasonido (5) Soldadura por vibración (6) Soldadura térmica por inducción dealta frecuencia (7) Soldadura por láser 3Decoración 3.1 Pintado (1) Generalidades delapintura (2) Proceso depintado M1 Metodologíademoldeo deplástico M14 Procesamientosecundariodelproducto 2011/9/22,23 3.2Impresión (1) Impresión enhuecograbado (2) Impresión enserigrafía (3) Impresión entampografía (4) Transferencia delagua (5) Termoestampado (6) Impresión por impregnación (7) Marcado por láser 3.3Metalización (1) Principiodelchapado enhúmedo (2) Chapado delaresina ABS (3) Proceso dechapado enseco ysus características (4) Deposición envacío (5) Pulverización catódica (Sputtering) 4 Otros 1 A-24 1.Generalidadesdeltratamientosecundariodelosproductos 2.Métodosdeunióndelplástico El tratamiento secundario de los productos moldeados de plástico se aplica según los siguientes objetivos y métodos: 1. Diseño y decoración: Se realizará para proporcionar al producto una presentación estética y/o manera de identificación. 䐟 Pintado, 䐠 Impresión, 䐡 Marcado por láser, 䐢 Metalizado 2. Dar funciones a la superficie: Se mejorarán las funciones de: absorción ultravioleta, antiestática, conductividad eléctrica, antiroces. 䐟 Pintado, 䐠 Deposición al vacío 3. Dar funciones múltiples: Se proporcionarán nuevas funciones mediante la unión con diferentes materiales y cualidades. 䐟 Adhesión, 䐠 Snapfit, 䐡 Unión por tornillo, 䐢 Soldadura 4. Dar una libertad en el diseño de la forma del producto: Se unirán las piezas moldeadas para acabar en un producto de forma compleja. 䐟 Adhesión, 䐠 Snapfit, 䐡 Unión por tornillo , 䐢 Soldadura Unión mecánica Unióndel plástico Uniónmediantetornillos(tornilloautorroscante/tornillo moldeado),etc. Uniónmediante adhesivo Calentamiento externo Soldadurapor impulso Unión mediante fundición térmica Soldadurapor vibración Auto calentamiento (uniónmediante soldadurapor ondas) Figura1:Diagramasistemáticodelaunióndelplástico (Nota) La decoración se refiere al método para incrementar la presentación estética y/o las funciones de la superficie del producto, aplicando a la superficie del producto moldeado el pintado, impresión, metalizado, termoestampado, recubrimiento resistente a los rayos ultravioleta, etc. Soldadurapor placacaliente Soldadurapor ultrasonido Soldadurapor altafrecuencia Soldaduratérmicapor induccióndealta frecuencia Soldadurapor láser 2 3 2.2Uniónmedianteadhesivo 2.1Métodosdeuniónmecánica Se aplica una solución adhesiva al material objeto y después se aprieta a presión y se endurece mediante la volatilización y la reacción del disolvente con lo que se obtiene la adhesión completa. 1. Se debe contar con una buena afinidad (“mojadura” de la superficie). Para que las moléculas del agente adhesivo puedan generar su capacidad de unión, es necesario aplicarlo en forma líquida para “mojar” la superficie del material y obtener mejor afinidad. 2. La fuerza de adhesión está constituída por las fuerzas de Van der Waals que actúan entre las moléculas del adhesivo y las del material a adherir. Cuando el adhesivo se endurece, se genera la fuerza de adhesión, como consecuencia, la parte unida no se podrá despegar ni destruir fácilmente. 3. Esfuerzo interno Cuando el adhesivo se endurece, se contrae su volumen y se genera el esfuerzo interno en la superficie adherente ocasionando una distorsión o deformación en el material a adherir. 䐟 Tornilloautorroscante 䐠 Perno,tuerca,arandela 䐡 Tornillomoldeado 䐢 Pressfit (inserciónapresión) 䐣 Snapfitting Figura2:Tornillosmecánicos(tornillo,tuerca,arandela) 䐟 䐢 䐢 䐟 䐡 Atmósfera:V 䐠 䐣 Líquido:L 䐣 Bayer:Documentostécnicos,“TécnicasdeunióndeMakrolon” Foto2:Elaboracióndefuellesdeteflón(PTFE) KubopuraCorporation,www.kubopura.com Figura3:Ángulodecontactoentrelagotay lasuperficiedelcuerposólido. Foto1:TornillomoldeadoySnapfitting 4 EiichiYanagihara:Tópicosdelastécnicasdeadhesión(1997)p6671,NipponJitsugyoPublishing 5 A-25 2.2(1)Métodosdetratamientodelasuperficiey ventajasydesventajasdelaadhesión 2.2(2)Fuerzadeadhesióndediversosadhesivos Métodos detratamiento delasuperficie delmaterialaadherir 䐟 Lavado conundisolvente orgánico 䐠 Pulido,como arenado,etc., 䐡 Tratamiento conunácido,álcali uoxidante. 䐢 Tratamiento físico como descargas dealta presión conefecto coronaoplasmay radiación ultravioleta 䐣 Tratamiento deimprimación que interviene entreeladhesivo yelmaterialaadherir. Ventajas delaadhesión 1) Permite dispersar elesfuerzo enlaparte unida. 2) Puede obtener lahermeticidad yla estanqueidad. 3) Puede obtener elefecto deaislamiento eléctrico ytérmico. 4) Nodaña lapresentación estética dela apariencia. 5) Puede adherir varios materiales. 6) Poca alteración enlacalidad del adhesivo. Desventajas delaadhesión 1) Noestá claro elperíodo límite de duración. 2) Presenta variaciones enlafuerza de adhesión que seobtiene. 3) Haylímite enlaresistencia alcalor. 4) Tarda tiempo enelendurecimiento. 5) Es difícil desmontar laparteunida. 6) Es difícil realizar pruebas no destructivas. EiichiYanagihara:Tópicosdelastécnicasdeadhesión(1997)p13,15,NipponJitsugyoPublishing Tipo Adhesivo Resistenciaal Resistenciaal cortante descascarillado 䖂 䕧 䕿 䕿 䕿 䕧 䖂 㽢 䕧 䕧 㽢 䖂 䖂 䖂 Resinatermofija Resinafenólica(PF) Resinaamínica Resinaepóxica(EP) Resinaepóxicamodificada Resinadepoliuretano(PUR) 䖂 䕿 䖂 䕿 䕧 㽢 㽢 㽢 䕿 䕿 Caucho Cauchonatural(NR),Cauchosintético 㽢 䕧 compuesto (PF),(EP/PA),(PVF)(PVB),NBR 䖂 䖂 Resina termoplástica Polivinilacetato(PVAc) CopolímerodeEtilenvinilacetato(EVA) Polimetilmetacrilato(PMMA) Policianoacrilato Fluorurodepolivinil(PVF) Polivinilbutiral(PVB) Poliamida Niveldeadhesividad:䖂䠚䕿䠚䕧䠚㽢 Tabla1:Fuerzadeadhesióndediversosadhesivos EditadoporelInstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadeOsaka:Conferenciasobreel plástico(2009)p.319,PlasticsAgeCo.,Ltd 6 7 2.3(1)Soldaduraporplacacaliente 2.3Métodosdeuniónmediantefundicióntérmica La soldadura es el método que integra las superficies de unión a través de los procesos de fundición, apretado a presión y solidificación en frío. Existen los siguientes métodos: calentar y fundir mediante una fuente térmica exterior; fundir por autocalentamiento de la resina; soldar dentro del molde en el proceso de moldeo. A continuación, se comparan diferentes métodos con las hojas y las película. Concepto Soldadura Soldadura Soldadura por placa por impulso por alta caliente frecuencia Posiblidad dehacer 䕿 soldadura continua Tiempodeciclo Largo Aparienciadelaparte Buena soldada Espesordelahojaa Mediano aplicar PE 䖂 PP noorientado 䖂 PP orientado 䕿 PVCsoft 䖂 PET Soldadura por ultra sonido 䖂 䖂 䖂 Mediano Corto Corto Excelente Excelente Excelente Delgado Delgadoa grueso 㽢 㽢 㽢 䖂 㽢 Delgado 䖂 䖂 䕿 䕿 䕿 Apartedeestosmétodos,se utilizanlasoldaduratérmica porinduccióndealta frecuencia,lasoldadurapor vibraciónylasoldadurapor láser. La placa caliente hace contacto con las partes a soldar para fundirlas e inmediatamente después se aplica la presión a las superficies fundidas manteniendo dicha presión hasta que se pegan firmemente para unirlas. Características 䐟 Puede obtener una alta resistencia en la soldadura y una alta eficiencia térmica (la mejor eficiencia entre diversos métodos de soldadura). 䐠 Se puede soldar herméticamente con una alta confiabilidad. 䐡 Se dispone relativamente de mayor libertad en las formas de producto y/o de partes soldadas. 䐢 El ciclo es relativamente largo ya que se trata de la soldadura por fundición mediante el calor del elemento calentador. 䐣 Es apto para la unión en productos de gran dimensión. Usos 䐟 Tanques 䐠 Tarimas 䐡 Ventiladores 䐢 Lámparas Jigdemolde superior Placacaliente Jigdemolde inferior 䕿 䖂 䕿 䕿 䕿 (1) Montarelproductoe insertarlaplacacaliente. (2) Fundirlassuperficiesaunir. (3) Desplazarlaplacacaliente. (4) Uniryenfriarlassuperficies fundidas. (5) Sacarelproductoyterminar lasoldadura. Tabla2:Característicasdediversosmétodosdesoldaduradehojasypelícula Figura4:Procesodelasoldaduraporplacacaliente,PolyplasticsCo.,Ltd., Muestratécnica SeiichiHonma:Técnicasdetratamientosecundariodelplástico(2007)p.68, 9 KogyoChosakaiPublishingCo.,Ltd. Foto3:Tanquedeaceiteparafrenos EditadoporelInstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadeOsaka:Conferenciasobreelplástico(2009) p.319,PlasticsAgeCo.,Ltd 8 A-26 2.3(2)Soldaduraporimpulsos 2.3(3)Soldaduraporaltafrecuencia La soldadura por impulsos es apta para la fundición y unión del termoplástico en forma de película u hoja con punto de fusión bajo. Se genera el calor instantáneamente aplicando corriente eléctrica masiva al elemento calentador (cinta de nicromo) ubicado en la punta de la terminal durante un mínimo tiempo. Para esta soldadura, se sujeta el material a soldar con la terminal y se calienta la superficie a soldar. Se colocan los materiales a soldar (con característica dieléctrica) entre los moldes del electrodo y se aprietan a presión mediante una prensa de aire. Por medio de un campo eléctrico de alta frecuencia, se ocasiona la vibración de las moléculas de los materiales a soldar solamente en su parte apretada a presión con los moldes del electrodo. Con el calor interno generado en este momento se realiza la soldadura. Características 䐟 Se puede calentar de manera rápida y uniforme solamente el interior de los materiales. 䐠 Se puede obtener hermeticidad y una alta resistencia en la soldadura. 䐡 Con el tiempo aplicado de unos segundos se permite lograr una soldadura de calidad estable. 䐢 Es un método limpio sin emitir sustancias de carga ambiental. Usos Se realiza la soldadura de hojas y películas de cloruro de vinilo, cueros, resinas de poliamida, materiales de elastómero termoplástico, etc. 䐟 Contenedores flexibles, 䐠 Salvavidas, 䐡 Cubiertas de agendas, 䐢 Bolsas para transfusión y/o extracción de sangre, catéteres, etc. Características En la soldadura por impulsos, después del calentamiento la superficie sellada se enfría en poco tiempo, por lo que en comparación con el sellado por calor, se puede evitar la generación de arrugas y onduladas en las partes soldadas y sus alrededores y obtener un acabado estético en la superficie de sellado. Sin embargo, hay limitaciones en el espesor de las hojas y películas. En caso de las películas multicapas con gran diferencia en sus puntos de fusión, es difícil lograr un acabado estético. Usos Se utiliza como máquina selladora por impulsos para el sellado de bolsas de envoltura de productos alimenticios que no alteran su contenido y donde no se puede aplicar un adhesivo, con las películas de PE o PP, sello de películas multicapas o bien el sellado en línea recta de una hoja delgada (hasta 0.2mm aprox.), así como para el apretón con “pines” en los productos moldeados, fólders, carpetas, cajas de tóner, entre otros. Aguadeenfriamiento Cintadenicromo Hojadeteflón Cojín Figura5:Procesodelasoldadura porimpulsos Foto3:Caradebolsasdeenvoltura dealimentos Reverso EditadoporelInstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadeOsaka:Conferenciasobreelplástico(2009) p.315,PlasticsAgeCo.,Ltd 10 Foto4:ContenedoresflexiblesdePVCyMáquinadesoldaduraporaltafrecuencia 11 2.3(5)Soldaduraporvibración 2.3(4)Soldaduraporultrasonido Los elementos PZT (titanato zirconato de plomo) generan vibraciones ultrasónicas cuando se les aplica una corriente eléctrica de alta frecuencia. Por medio del vibrador donde se integran dichos elementos se transmiten las vibraciones ultrasónicas al dispositivo de trabajo, y al mismo tiempo se aplica la fuerza de presión al material plástico colocado firmemente, lo cual hace generar un fuerte calor de fricción en una parte del producto plástico. De esta manera se realiza la fundición y soldadura de las partes a unir. Características 䐟 Ciclo corto. 䐠 Bajo costo. 䐡 Acabado bonito. 䐢 Alta resistencia. 䐣 Fácil de automatizar. 䐤 Se puede obtener una alta hermeticidad. 䐥 Alta disponibilidad de reproducción. 䐦 Fácil de controlar. 䐧 No emite mal olor. Usos Se utiliza no solamente para la soldadura de productos moldeados, sino también en otras amplias áreas como el apretón y soldadura local de los cubos (boss), el sellado de películas, hojas y telas no tejidas, la inserción de metales, etc. 䐟 Equipos médicos e higiénicos 䐠 Piezas electrónicas 䐡 Autopartes 䐢 Envoltura de alimentos Se ponen juntas las dos superficies a unir y se les aplica presión, y al mismo tiempo se aplican las vibraciones por unos milímetros en dirección horizontal. Las superficies a unir se funden mediante la energía de fricción. Después de suspender las vibraciones, se aplica la presión y se enfría para unirlas. En cuanto a la frecuencia para una máquina de soldadura por vibración, generalmente se utilizan 100Hz (amplitud de vibración: aprox. 3mm) o 240Hz (amplitud de vibración: aprox. 1.5mm) . Características: 䐟 Es apto para las piezas grandes cuya forma de sección es irregular. 䐠 Se puede obtener una alta hermeticidad y alta resistencia de soldadura. 䐡 Ciclo corto. 䐢 Poco consumo de energía eléctrica. 䐣 No emite mal olor. Usos:䐟 Autopartes(múltipledeadmisión,paneldeinstrumentos)䐠 Panelfrontaldelavadoras䐡 Tanques Vibración Vibración Aplicarlapresión Aplicarlapresión Figura6:Principiodelasoldaduraporvibración Foto5:Foodpack Foto6:Máquinadesoldaduraporultrasonido 12 Figura7:Soldaduraporvibración EditadoporelInstitutoMunicipaldeInvestigación TécnicadeOsaka:Lecturasobreelplástico(2009) p.315,PlasticsAgeCo.,Ltd SeiichiHonma:Técnicasdetratamientosecundariodelplástico(2007)p.77, KogyoChosakaiPublishingCo.,Ltd. 13 A-27 2.3(7)Soldaduraportransmisiónláser 2.3(6)Soldaduratérmicaporinduccióndealtafrecuencia Cuando se mete un conductor en el campo magnético de alta frecuencia, inducen en el mismo las corrientes parásitas de alta frecuencia con las que éste se autocalienta. Como conductor eléctrico se utiliza el hierro (sustancia magnética), aluminio o acero y como adhesivo se aplica una barra redonda de plástico compuesto con polvo magnético u hojas de plástico. Los materiales se encajan y el conductor se mete en la parte a unir al mismo tiempo que se aplican el calentamiento y la presión. En el conductor metálico se induce el calor de manera selectiva y se funde el adhesivo de resina de su alrededor. Así se funden las superficies a adherir y se logra la soldadura. Características 䐟 Se puede realizar el calentamiento instantáneo. 䐠 Se puede realizar el calentamiento local. 䐡 Se puede realizar el calentamiento uniforme. 䐢 Se puede realizar el calentamiento limpio. 䐣 Se puede realizar el calentamiento solamente de las superficies. 䐤 Se queda el metal en la superficie unida. 䐥 Según la forma del conductor, se puede obtener un efecto de reforzamiento permitiendo elevar la resistencia de la soldadura. 䐦 Se necesitan costos de materiales tales como el conductor magnético, producto compuesto con polvo metálico, etc. Usos: 䐟 Productos herméticamente sellados, 䐠 Trabajo de inserción de metales Flujomagnéticoalternativo Adhesivo Corrientes parásitas El material que transmite el láser (material transmisor) y el material que absorbe láser (material absorbente). Desde el lado del material transmisor se aplica la radiación explorada de rayos láser. En la interfaz de ambos materiales, el material absorbente absorbe los rayos láser y mediante la fricción dinámica intermolecular se genera el calor interno empezando a fundir el material absorbente desde su superficie. Al mismo tiempo, este calor se transmite al lado del material transmisor que hace contacto y funde alrededor de la interfaz lográndose así la soldadura por fundición de ambas superficies. Características 䐟 No genera cargas como vibraciones, ultrasonidos, golpes, etc. por lo que se puede aplicar incluso a las piezas sensibles. 䐠 Se trata de una soldadura sin contacto, por lo que no genera en la superficie ninguna influencia térmica, rayas ni deformación. 䐡 No genera polvo, rebabas, etc. 䐢 Se hace de manera selectiva la soldadura de un área diminuta reduciendo el tamaño de los rayos. Se puede minimizar la influenciadel calor. Usos: Faros de automóviles, tanques, jeringas, etc. Rayosláser Bobinade calentamiento Interruptoreléctrico Transparenteal láserdeinfrarrojo Objetoa calentar Bobinadeinducción Presióndefijación 䐟 Productomoldeadode policarbonato Figura9:Ejemplodelasoldaduratérmicapor induccióndealtafrecuencia Bayer:Documentostécnicos,“TécnicasdeunióndeMakrolon” Figura10:Diagramadelasoldaduraportransmisiónláser Figura8:Principiodelcalentamientoporinducción I.mecs,Co.,Ltd.www.imecs.com Absorbenteinfrarrojo Zonaasoldar 14 Presióndefijación Transparenteuopacoal láserdeinfrarrojo 15 3.1(1)Pintura Componentesdela pinturadisolvente 3.1Pintado • El pintado consiste en formar una capa de pintura en la superficie del producto moldeado para mejorar la calidad y funciones de la superficie. • Tiene como objetivo mejorar el diseño y la apariencia tal como la unificación de colores con otros materiales, etc., mejorar la resistencia al clima y la dureza de la superficie, otorgar funciones de anti electrización, barrera al gas, etc. • Recibe la influencia de las características peculiares de la superficie (brillo, aspereza), del material correspondiente y hay limitaciones en la selección de materiales colorantes. Es más apto para la producción masiva y tiene dificultades en atender a las peticiones particulares. • En cuanto a las técnicas de decoración de la superficie mediante el pintado, se puede aplicar el trabajo a la superficie de acuerdo con la texturización, metalización o mayor brillo. Tiene la ventaja de poder realizar la producción de alta variedad y bajo volumen de acuerdo con la apariencia requerida. • En caso del reciclaje del material: 䐟 Revisar si se puede separar la capa de pintura del material de base. 䐠 Triturar todos todos juntos y lo triturado se compone con el material virgen del mismo material de base. Es necesario analizar si la calidad del material a moldear cumple con los requerimientos determinados. Resina:Componenteprincipalquedeterminalacalidaddela capadepintura. Contenido sólido Endurecedor:Componentequehacemásresistentelacapa depinturamediantelareacciónconlaresina. Pigmento:Componentequeseutilizaparacoloreary mejorarlaresistenciaantioxidante. Aditivo:Componenteadicionalqueseponeparamejorarla estabilidaddelapintura,lamanejabilidaddelpintadoyla calidaddelacapadepintura. Contenido volátil Disolvente:Componentequediluyelaresinayel endurecedoryhacelacapauniforme. Tipos delaspinturas deresina que se Características utilizan para losplásticos Resina alquídica termofija Resina epóxica Resina deuretano Laca acrílica Resina depoliéster insaturado Pinturas generales donde laresina yel endurecedor sediluyen eneldisolvente yse mezclan dispersando elpigmento,etc.Se puede obtener una capa depintura homogénea conexcelente sequedad y manejabilidad delpintado. Figura11:Componentesdelapinturaysustiposycaracterísticas Foto7:Ejemplosdeaplicacióndelpintado.Pintadodeunteléfonocelular,cascoparamotocicleta. 16 ToshihikoNakamichi,MinoruTsubota:Librodelaspinturas(2008)p.2299,TheNikkanKogyoShimbun,Ltd. 17 A-28 3.2Impresión 3.1(2)Procesodepintado Material moldeado Entre las técnicas de los tratamientos secundarios que otorgan peculiaridades como diseño e identidad, etc. colocando algunas letras y dibujos en la superficie de los productos moldeados de plástico (método de decoración superficial), existen los métodos de impresión. A continuación, se resumen las características de estos métodos. Se utilizan frecuentemente en el termoestampado y en las envolturas y envases de hojas y película. Tratamientode recocido Lavado alcohol,hidrocarburo,agua Adhesióndelacapadepinturayelmaterialdebase Tabla3:Adhesióndelacapadepinturayelmaterialdebase Principioprincipal Aplicación Setting Tratamiento superficial Capainferior:1525m Capasuperior:2535m Endurecerysecar 150160Υ㽢20min Producto pintado Impresión Lavadodepintura;Tumefacciónydisolución coneltíner Aumentodeláreasuperficial Repicadosuperficialporpapeldelija, efectiva,Efectodeanclaje arenado,etc. Introduccióndelgrupopolar Tratamientoquímicoconbicromato; Tratamientofísicocomodescargaeléctrica Formacióndelacapa adhesivaentrelacapade pinturayelmaterialdebase Tratamiento deimprimación Impresiónen tampografía Impresiónpor impregnación Método directo Marcadoporláser Figura12:Diagramadelprocesodepintado 18 Métododeteñido Transferenciadel agua Figura13:Diagramasistemático deimpresión SeiichiHonma:Técnicasdetratamientosecundariodelplástico(2007)p.9497, KogyoChosakaiPublishingCo.,Ltd. Métodode termoestampado Impresiónen serigrafía Eliminacióndelacapalímite Lavado coneldisolvente ydetergente débil(WBL:weakboundary neutro;Lavado conultrasonidos layer)delasuperficiedel materialdebase Dispersiónmutuade moléculas,grabado Impresiónen huecograbado Método Métodode desprendimiento delacapade pintura Foto8:Ejemplosdeimpresiónenlaenvolturade alimentosyesferas SeiichiHonma:Técnicasdetratamientosecundariodelplástico(2007)p.110, KogyoChosakaiPublishingCo.,Ltd. 19 3.2(1)Impresiónenhuecograbado 3.2(2)Impresiónenserigrafía • Se utiliza para la impresión en las películas y materiales de envoltura blanda de vinilo . • La impresión en huecograbado se utiliza para imprimir dibujos geométricos finos. • La placa se hace con una base chapada de cobre en forma de cilindro marcando formas cóncavas mediante aguafuerte y grabado. • El sistema consiste en depositar en las celdas (partes cóncavas) la tinta relativamente de alta fluidez, eliminar la tinta sobrante y transferir la tinta restante presionando al material de base que se va a imprimir. • Características: 䐟 Es apto para la decoración de hojas y películas. 䐠 Se puede realizar la impresión de dibujos de mayor gradación y coloración. 䐡 No es propio para los productos moldeados desiguales. La impresión en serigrafía es un tipo de serigrafía mediante una tela tupida con capa pegada que bloquea el paso de la tinta. En cuanto al método para hacer la capa de bloqueo de dibujos, se utiliza ampliamente el método de fotograbado. Características 䐟 Es apto para la decoración de los productos moldeados por inyección, por extrusión, por soplado, al vacío, etc. 䐠 Sepuede realizar laimpresión decapa gruesa ydemulticolores. Seaplica enelcuadrante demedición para automóviles,laplaca deidentificación deaudio,etc. Circunferenciaexterior: Impresiónenserigrafía Circunferenciainterior: Impresiónentampografía Flujodelapelícula Tinta Secadora Rodilloa presión (Cilindrode impresión) Doctorblade (Cuchillode raspadode tinta) Seelimina latinta superficial. Materialquesevaa imprimir Jigreceptor Cilindrode huecograbado (Cilindrode placa) Depósitode tinta (Bañodetinta) Figura14:Procesode impresiónenhuecograbado Chukyokagaku Foto9: Envolturadealimentosprecocidos Impresiónenlasuperficie curvadadeformacilíndrica Figura15: Procesodeimpresiónenserigrafía Foto10:Ejemplosdeaplicación 20 MisuzuGiken,www.purple.dti.ne.jp 21 A-29 3.2(3)Impresiónentampografía 3.2(4)Transferenciadelagua Se deposita la tinta en la placa grabada y después de retirar la tinta sobrante con una placa, se transfiere a la almohadilla de silicona elástica. Luego, se presiona la almohadilla sobre la superficie del material que se va a imprimir (producto moldeado) y se realiza la impresión transfiriendo la tinta de la almohadilla. Características: 䐟 Es fácil imprimir en superficies curvas. 䐠 Ofrece una alta precisión de impresión. 䐡 Se puede realizar la impresión de capa gruesa y de multicolores Almohadilla En la transferencia del agua, primero se aplica en la película la impresión en huecograbado y luego dicha película se transfiere al material que se va a imprimir utilizando la presión del agua. Se utiliza ampliamente sobre todo para la decoración de los materiales interiores de automóviles y los exteriores de electrodomésticos, sin embargo, hay limitaciones en la calidad de los materiales a decorar (material de base). Características: 䐟 Se puede aplicar para diversas formas incluyendo una complicada superficie curva tridimensional. 䐠 Se puede aplicar ampliamente para los productos moldeados de tamaño pequeño hasta grande. 䐡 Se puede aplicar para la resina termofija como resina fenólica, epóxica, aparte de ABS, PS , PP. Cuchilla Materialquese vaaimprimir Retornodelatinta Tinta Jigreceptor Lapelícula hidrosolubre de impresión sepone aflotar enun depósito deagua. Seextraeel Sesumerge el materialdebase. materialdebase por arriba dela película yésta se transfiere al materialdebase mediante lapresión delagua. Seaplica el recubrimiento de protección yel acabado brillante delaparte transferida. Placagrabada Figura16:Procesodeimpresiónentampografía www.investplan.co.jp www.purple.dti.ne.jp Foto10:Ejemplosdeaplicacióndelaimpresiónentampografía,Gradosyletrasenlas perillasdecontrol,etc. 22 Figura17:Procesodetransferenciadelagua PáginawebdeFuseVacuumForming,www.fvf.co.jp 23 3.2(5)Termoestampado 3.2(6)Impresiónporimpregnación Utilizando hojas de transferencia donde se ha aplicado la impresión en huecograbado, en deposición con la película de poliéster, el lado impreso se presiona con calor en el producto moldeado para realizar la transferencia térmica de la parte impresa al producto moldeado. Características: 䐟Se puede realizar sólo en un proceso la impresión de multicolores incluyendo el brillo metálico y/o de dibujos minuciosos. 䐠Es propenso a generar curvas por el calentamiento. 䐡 Es difícil aplicar en superficie curva tridimensional. Desprendimiento Aplicacióndecalorypresión Películadebase (Ablandamiento) Capadesmoldeadora Capacoloreada Capametálicadepositada Capaadhesiva Materialquesevaa transferir También se conoce como impresión por sublimación. Se trata del método que describe letras y dibujos haciendo penetrar la tinta en la resina. La tinta penetra hasta unos 10䡚20m de profundidad desde la superficie del producto moldeado. En el método de transferencia térmica, en una película (papel) de transferencia se imprimen las letras con tinta sublimable. Se coloca dicha película sobre las teclas y se hace penetrar la tinta en la resina mediante la presión y el calor cerca de 200 C . En el método directo, no se utiliza una película de transferencia, sino que en la cara superior de las teclas se transfiere directamente la tinta sublimable mediante la impresión en tampografía, y posteriormente se hace penetrar por el calor. Características: 䐟 Excelente durabilidad de la superficie impresa. 䐠 Tarda tiempo en la impresión. 䐡 No es apto para una alta temperatura. Teclascuyasuperficieimpresarequierederesistenciaalaabrasión (EnelcasodePOMyPBT,sehacepenetrarlatintahastaunos20䡚 40mdeprofundidaddesdelasuperficiedelaresina.) Calentadora Placacaliente Hoja Materialquesevaa transferir Foto13:Ejemplosdeaplicacióndelaimpresiónporimpregnación Figura18:Procesodetermoestampado Foto12: Películadepositada Qertersclinic䠖 http://park16.wakwak.com EditadoporelInstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadeOsaka:Conferenciasobreelplástico(2009)p.322, PlasticsAgeCo.,Ltd 24 25 A-30 3.3Métodosdemetalización 3.2(7)Marcadoporláser Se trata del método que imprime letras y dibujos mediante la aplicación de rayos láser en la superficie del producto moldeado. Método directo Este método consiste en producir el color mediante la carbonización del material a través de la reacción de oxidación térmica con el calentamiento por rayos láser en el producto moldeado en el que la resina está mezclada con negro de humo, titanio oxidado, tinta para coloración, etc. Se pueden producir solamente colores claros. Método de desprendimiento de la capa de pintura Previamente se aplica a la superficie del producto moldeado la impresión o el pintado, y se marcan las letras y/o dibujos eliminando la tinta o la pintura mediante la sublimación por rayos láser. Ejemplo: Pantalla de retroiluminación, Teclas de teléfono celular, entre otros. Características: 䐟 Se puede realizar la impresión sin contacto. 䐠 Alta precisión del marcado y buena reproductividad. 䐡 No se necesita el un tratamiento previo. 䐢 No se utiliza la tinta ni el disolvente, por lo que es excelente para el medio ambiente y la seguridad. (exclusivamente en el método directo) Impresión de la fecha de caducidad y/o de fabricación en la caja de paquete individual. Impresión del modelo y/o del lote en la tarjeta electrónica y piezas de resina. 䖃 䖃 El chapado en húmedo es el método de formar una capa dentro de una solución de metales disueltos. El chapado en seco es el método de formar una capa al vacío. 䐟 Capa delgada y ligera. 䐠 Se puede realizar la metalización de diversos colores. 䐡 Se puede aplicar en diversos procesos. 䐢 En el chapado en húmedo la solución residual presenta una gran carga ambiental generando altos costos por las instalaciones del tratamiento y sus operaciones. Según los métodos de control, es posible ocasionar una contaminación. Chapadoen húmedo Chapado electrolítico Chapadono electrolítico Deposiciónenvacío Deposicióndevapor física Chapadoen seco Deposicióndevapor química Pulverizacióncatódica (Sputtering) Fundición Foto14:Ejemplosdeaplicacióndelmarcadoporláser JoshinJushiCo.,Ltd.http://www.joshinj.co.jp/ichikawa/text01.html Figura19:Diagramasistemáticodelametalización 26 27 3.3(2)ProcesodechapadodelaresinaABS 3.3(1)Principiodelchapadoenhúmedo z Sereducenlosiones metálicosenlasolución mediantelaenergíaeléctrica. z Sedisuelvenloselectrodos consumibles. z Componentesdelbañode chapado. Principiodelchapado electrolítico Sustanciapegada comograsa Principiodelchapado noelectrolítico Agente reductor Electrón Procesode tratamiento previo Electrón Ácidohipofosforoso Placadeníquel Placadehierro z Chapadodedesplazamiento. z Chapadoautocatalítico. z Chapadoconelusodeun agentereductor. Producto oxidado Ácidofosforoso (Ácido hipofosforoso) Setting (Ácido (Electrón) fosforoso) 2 Figura20:Principiodel chapadoenhúmedo 3 1 Desengrasamiento ylavado CauchodePBd FasedeAS Grabado enmetal Chapadorápido (strikeplating) Neutralización Chapadodecobre Catalizador Procesode chapadono electrolítico Foto15:Ejemplosdeaplicacióndelchapado 28 Chapadodeníquel, cromoyaleación Cromoelectrolítico(0.3) Níquelelectrolítico(10) Acelerador Cobreelectrolítico(20) Capadodecobreno electrolítico HidehikoEnomoto:Librodelchapado,2006,p23,25, TheNikkanKogyoShimbun,Ltd. Procesode chapado electrolítico Figura21:Procesodechapado 29 HidehikoEnomoto:Librodelchapado,2006,p23,25,TheNikkanKogyoShimbun,Ltd. A-31 3.3(3)Procesodechapadoenseco ysuscaracterísticas Ventajas: 3.3(4)Métododedeposiciónalvacío 䐟 Capa delgada y ligera. 䐠 Este proceso no ocasiona contaminación. 䐡 Se puede realizar la metalización de diversos colores. 䐢 Se puede aplicar en diversos plásticos. Desventajas: La fuerza adhesiva con el producto moldeado es débil. Este aspecto es inferior al chapado en húmedo. Segúnseanecesario. • • PVD (Deposición de vapor física) El método de deposición consiste en calentar y evaporar al vacío el material de evaporación que se va a convertir en la capa metálica y recibir dichas partículas de evaporación en la placa de base (producto moldeado) para formar la capa metálica. Se adopta frecuentemente la metalización de productos y películas con el propósito de su decoración. Es necesario que el material sea resistente al calor ya que la temperatura será elevada. Características Sepuedeobtenerlacapadealtapureza. Sepuedeformarconfacilidadlacapacuandolasuperficieesplanaylisa. Lafuerzaadhesivadependedelefectodeanclajeyladispersión. Noseformarácompletamentelacapaenlaparteinterceptada. Paraevitarsustanciasvolátilesdelaresinayotorgarla fuerzaadhesivadelacapametálica. Circle&SquareCo.,Ltd. www.csq.co.jp/ Lavado Chapadoen seco Tratamiento superficial Capasuperior Capainferior Secado Secado Figura23:Principiodel métododedeposiciónal vacío Placade base Soportedela placadebase Componente delmaterial Figura22:Procesodechapadoenseco Agregaruncolorante. Foto16:Chapadoenloslentesdeplásticoyeltubodecosméticos SeiichiHonma:Técnicasdetratamientosecundariodelplástico(2007)p.159, KogyoChosakaiPublishingCo.,Ltd. 30 Materialde evaporación EBgun 31 3.3(5)Pulverizacióncatódica(Sputtering) 4.Otros 102䡚1 En una cámara de vacío se introduce el gas argón a (Torr) y al aplicar la presión eléctrica de unos kV entre el cátodo (blanco) y el ánodo (placa de base), se presenta la descarga eléctrica. En este método, se hacen golpear los iones de argón contenidos en el plasma de descarga con el material de blanco, y con dicha colisión se expulsan los átomos y las moléculas de los componentes del material y se forma la capa metálica en la superficie del producto moldeado. Características 䐟 Facilidad en la reproductividad y la continuidad. 䐠 Fácil de formar la capa de aleación. 䐡 No se puede elevar la velocidad de formación de capas. 䐢 Se necesita que el blanco sea del mismo tamaño que la placa de base. Usos: Discos compactos, medios magnéticos de registro, discos ópticos. Material Cátodo Placade base Ánodo Figura24:Procesodesputtering (2.) Eliminación de rebabas Se refiere a eliminar la “resina sobresaliente” de la línea PL del molde y/o la parte de escape de gas. (3.) Tratamiento de recocido (annealing) Se refiere al tratamiento térmico del producto moldeado dentro de una cámara de alta temperatura. 䐟 Se elimina el esfuerzo residual y se evita una posible deformación y fisuras. 䐠 Los productos de plástico cristalino cambiarán sus dimensiones en el proceso de ser expuestos a una temperatura más alta que la de los moldes, presentado posteriormente la cristalización y la contracción térmica. Por ello, se estimula previamente esta reacción. (4.) Acabado pulido Para el acabado de entrada del material,a veces se realiza el pulido de la superficie o la eliminación de rayas, etc. utilizando un agente abrasivo. El tipo de pulido se seleccionará según el objetivo y la dureza superficial del producto moldeado. Partículas positivas Foto17:Viseraespejo(Viserahumooscuro) Discomagnetoóptico (1.) Tratamiento de entrada del material Se refiere a eliminar las partes superficiales (land parts) de la entrada restringida del material, después de sacar el producto moldeado. 䐟 No debe quedar la marca de corte en forma convexa. 䐠 No se debe cortar hasta la parte del producto. 32 (5.) Acondicionamiento de la humedad La tasa de absorción de agua es 0% en la resina de poliamida (nylon) inmediatamente después de ser moldeada, pero llegará a absorber el agua si la dejamos tal como está. Al absorber el agua, aumentará su dimensión y bajará la resistencia del material. La tasa de absorción de agua se determina según la temperatura ambiente y la humedad relativa en las cuales se vaya a exponer el material. Por lo que este tratamiento se refiere a acondicionar el material a la tasa de absorción de agua correspondiente al ambiente de uso (temperatura, humedad relativa). 33 A-32 Contenido Módulo M21 1. Estructura de los plásticos 2. Los termoplásticos son macromoléculas en cadenas 2.1 Características de los termoplásticos 3. Termofijos 3.1 Tipos y composición de los polímeros termofijos 4. Aditivos 4.1 Retardador de inflamación 4.2 Reforzante 4.3 Formas de los agentes reforzantes de fibra de vidrio 4.4 Cargas 5. Polimerización 5.1 Enlaces de los termoplásticos y termofijos 5.2 Polimerización por adición 5.3 Policondensación 5.4 Copolimerización y aleación de polímeros 6. Modelo molecular de los termoplásticos y su morfología 7. Características de los polímeros cristalinos y amorfos 8. Propiedades térmicas 8.1 Comportamiento térmico de los polímeros cristalinos 8.2 Comportamiento térmico de los polímeros amorfos 8.3 Termorresistencia 8.3.1 Temperatura de deflexión térmica 8.3.2 Ejemplo de la medición de la temperatura de deflexión térmica 8.3.3 Comparación de termorresistencia a largo plazo M2 Materialesplásticos M21 Propiedadesycaracterísticas 9. Comportamiento PVT 10. Propiedades de fluidez y la contracción de moldeo 11. Propiedades dinámicas 11.1 Propiedades de tensión 11.2 Propiedades del impacto 12. Propiedades de resistencia a las sustancias químicas 13. Propiedades eléctricas 14. Propiedad retardadora de inflamación 14.1 Índice de oxígeno de los materiales plásticos 14.2 Plásticos ininflamables con menos carga ecológica 15. Transparencia de los plástic 16. Características de epoxi 16.1 Peligros de la resina epoxi y el agente endurecedor 16.2 Peligros de la resina epoxi y el agente endurecedor 17. Proporción de la mezcla del material reciclado y los cambios de las propiedades 18. Plásticos biodegradables 19. Estructura del polímero 20. Características de los plásticos 1 A-33 2.Lostermoplásticossonmacromoléculas encadenas. 1.Estructura delosplásticos (1) El principal componente de los plásticos son los polímeros o prepolímeros. (2) Los polímeros lineales de alto peso macromolécular son el componente estructural de los polímeros termoplásticos, mientras que los prepolímeros de bajo peso molecular que contiene radicales funcionales reactivos son el principal componente de los polímeros termofijos. (3) Se selecciona el aditivo, material secundario, de acuerdo con el tipo de polímero básico y con los requerimientos del producto para ser mezclado. Se mezclan todos para formular un compound. Nosepuedeseparar unacadenasola. Átomo (1) Lasmoléculasdelos termoplásticosson macromoléculasenlasque muchosátomosestán conectadoscomocadenas. (2) Lascadenasmacromolecularesestán enredadas,consecuentementeexiste unafuertefuerzadeatracciónentre moléculas,porloquenosepueden moverlibremente,locualhacequeel materialseaduro. (3) Cuandosubemucholatemperatura,el movimientodelascadenasmolecularesse tornamuyactivo,reduciendolafuerza intermolecular.Seablanda,fundey empiezaafluir,mostrandoplasticidad. Estematerialsesolidificaalenfriarse. La plasticidad se refiere a la propiedad que tiene el polímero de mantener la forma aún después de haber desaparecido la fuerza que se le aplicó para obtener la deformación, rebasando el límite de elasticidad del material. El hule, aunque tenga una deformación grande, recupera su forma original. Un elastómero es diferente del plástico, pero el elastómero termoplástico pertenece al grupo del plástico termoplástico. e.g PE,PP,PA,POM, Fig. 1 Polímeros y sus aditivos Estructura cristalina Amorfa Red tridimensional La fuerza intermolecular es la fuerza que inhibe la separación de las cadenas moleculares entre ellas. Las macromoléculas en cadenas tienen una superficie grande, por lo que hay muchas otras cadenas moleculares que tienen contactos, lo cual hace más grande esta fuerza. Fig. 2 Esquemas del movimiento molecular de polímeros en cadenas 2 IsaoSato:Estudiopordibujos,Plásticos,p20,EditorialNatsume 3 2.1Característicasdelostermoplásticos 3.Termofijos(1) (1)Rigidez 1) Son mezclas reactivas cuyo componente principal es un prepolímero con grupo funcional. Al recibir calor,se ablanda y fluye, y paulatinamente las cadenas moleculares empiezan a tener reacciones de entrecruzamiento, formando una estructura de red tridimensional hasta terminar el curado. 2) La estructura química, base fundamental y grupo funcional de los polimeros termofijos varían segun sus tipos, por lo tanto la forma de procesarlos y las propiedades físicas son diferentes según estos mismos tipos. 3) El material líquido de moldeo como el poliuretano, permite su inyección en los moldes o sumergir el objeto para reforzar en el material fácilmente a temperatura ambiental. 4) Aunque el material sea sólido, al calentarlo, se puede ablandar, hacer fluir y cambiar de forma aplicándole presión. Pero, a medida que pase el tiempo, inicia la reacción de curado tridimensional debido al efecto de calor y catalizador, cambiando la estructura de forma irreversible. Nosedeformaaúnaplicandofuerza. (2)Elasticidad Sedeformaalaplicarle fuerza. Pero,alquitarlafuerza,se recuperalaformaoriginal. (3)Plasticidad Aunquesequitalafuerza,queda deformado. (4)Fluidez Fig. 3 Características de los termoplásticos Notieneformapropia. IsaoSato:Estudiopordibujos,Plásticos,p20,EditorialNatsume 4 5 A-34 3.(1)Tiposycomposición delospolímerostermofijos 3.Polímerostermofijos(2) 5) Cuando el material haya curado lo suficiente, se puede sacar la pieza moldeada aunque esté muy caliente. Si se necesita, se hace un curado posterior (post-cure). 6) La pieza terminada ya no es posible que pueda fundirse. La dureza superficial es alta y tiene mejor termorresistencia y resistencia mecánica que las piezas de polímeros termoplásticos. Pero no se puede usar el material reciclado. 7) Igual que el polímero termoplástico, tiene una temperatura de transición vítrea (Tg), pero dicha temperatura es cercana a la de descomposición del polímero. Resina fenólica Resina de urea Resina de melamina Resina de poliéster no saturado Abrevi atura PF UF MF UP Epoxi BMC SMC EP Poliuretano PUR Resina de dialilftalato DAP Silicona SI Denominación Composición Producto de adición y condensación de fenol y formaldehído Producto de adición y condensación de urea y aldehído Producto de adición y condensación de melamina y aldehído Poliéster que tiene doble enlace no saturado en su cadena principal (ejemplos: etilenglicol, producto de policondensación de ácido maleico, que es un líquido mezclado generalmente de monómeros de estireno) Mezcla de UP para moldear por inyección Mezcla de UP condensado para moldeo estratificado Producto de policondensación de bisfenol y epiclorohidrino con radicales de epoxi en dos extremos 2 líquidos del grupo diol y grupo de diisocianato (En el momento de moldear se los mezcla en el molde para tener una reacción de poliadición.) Mezcla de prepolímero y monómero de dialilftalato Resina en estado de barniz con enlace de polisiloxano y tiene radicales de hidróxido en los extremos Tabla 1. Tipos, signos y composición de los termofijos 6 7 4.1Retardadordeinflamación 4.Aditivos Se agrega aditivos cuando los polímeros o prepolímeros solos no pueden cumplir con los requerimientos. Se usan los retardadores de inflamación de plásticos para que éstos sean más difíciles de inflamar. Sus principales ingredientes son los compuestos orgánicos con halógeno y se usan junto con óxido de antimonio. La estabilidad térmica no siempre es buena, por lo que es necesario tomar medidas para evitar la contaminación y medidas anticorrosivas del molde. Si se trata del retardador de inflamación libre de halógeno, se usa esteres de fosfato aromático. 1) Funcion de los compuestos de halógeno: Se descompone por el calor de la combustión, el enlace de carbón y halógeno que tienen los compuestos orgánicos con halógeno, generan fácilmente radicales de Br y Cl. Estos radicales reaccionan con las cadenas radicales que están en proceso de combustión, inhibiendo la reacción de oxidación. 1) Los aditivos principales son;: Plastificantes, estabilizadores, lubricantes, antioxidantes, retardadores de inflamación, colorantes, antiestáticos, endurecedores, espumantes, cargas, reforzantes (fibra de vidrio, fibra de carbono, biocida). 2) Se agrega el nucleante al material cristalino para que el material se convierta en un núcleo de cristal. Sirve para controlar la velocidad de cristalización y el tamaño del cristal dentro del molde e influye en las propiedades físicas, la transparencia y la reducción del ciclo de moldeo. 3) El agente entrecruzante sirve para formar una estructura de red tridimensional y endurecerla, por lo tanto se le denomina endurecedor. Se utilizan diferentes endurecedores según la reacción de entrecruzamiento, particular de cada resina. 2) La Estabilidad térmica no es buena. Es un compuesto con característica incoherente de estabilidad mientras esté en proceso de moldeo, pero fácil de descomponerse en el momento de estar en combustión. En el momento de descomposición, aunque es pequeño se gasifica. Hay contaminación causada por el halógeno aislado o producto de la descomposición. 3) Se presenta la corrosión en el molde. Durante la producción continua los halógenos separados se acumulan en el interior de la máquina de inyección, en el canal de resina del molde o en áreas de venteo, y junto con la humedad se forman ácidos, provocando la oxidación del metal. 4) Promoción del “libre de halógeno”: Se utilizan los ésteres de fosfato aromáticos y el fósforo rojo como retardadores de inflamación libre de halógeno. También se hace la aleación con los polímeros incombustibles o polímeros fáciles de carbonizarse con el propósito de reducir la cantidad de uso del retardador de inflamación. 8 Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka, “Texto dePlástico”(2009),p211212,EditorialPlasticAge 9 A-35 4.3Formasdelosagentesreforzantes defibradevidrio 4.2Reforzante Una de las características del plástico reforzado es su excelente propiedad mecánica y ésta proviene del agente reforzante de fibra (material reforzante). El agente reforzante ayuda a revelar su cualidad dinámica unida por polímeros del material principal. (1) La resistencia a la tensión es grande, (2) él módulo elástico es grande, la adherencia con polímeros es buena, (3) Buena termorresistencia, buena resistencia a la corrosión y al desgaste, (4) La facilidad de manejo y el costo son bajos. Lafibradevidriotienediferentesformas:A)Roving,B)Choppedstrand,C)Mat,D)RovingCloth, E)Teladetejidoplano,F)Teladetejidodesatén Tabla 2. Comparación de agentes reforzantes Clasificación Materiales Formas Objetivo y efectos Inorgánicos Fibra de vidrio Peso específico:2.54 Roving Chopped strand Fibras cortas Cloth Busca mejorar la resistencia mecánica, termorresistencia y establidad dimensional. Son grandes los efectos de reforzamiento en moldeos por filament winding, compresión e inyección. Fibra de boro Peso específico: 2.56 Roving Cloth La resistencia a la compresión es doble de la resistencia a la tensión, por lo que es resistente a golpes. También es estable en dimensiones y resistente a las balas, por lo tanto es apropiado para los equipos militares. Fibra de carbono Peso específico:1.741.84 Roving Prepreg de la forma de mesa Cloth Se utiliza este material en áreas en que se requiere una alta resistencia general y resistencia a las balas que no puede dar la fibra de vidrio. Es más ligera que la fibra de vidrio. Fibra de aramida Peso específico:1.45- Roving Prepreg de la forma de mesa Cloth Se utiliza este material en áreas en que se requiere una alta resistencia general y resistencia a las balas que no puede dar la fibra de vidrio. Es más ligera que la fibra de vidrio. En el área de la industria aeronáutica se usa mezclandola con la fibra de carbono Orgánicos Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka,“Texto dePlástico”(2009),p227230,EditorialPlasticAge 10 A) Roving D) Roving cloth B) Chopped strand E) Tejido plano C) Mat F) Tejido de satén Foto1.Formasdelosagentesreforzantesdefibradevidrio Instituto MunicipaldeInvestigación Técnica delaciudaddeOsaka,“Texto dePlástico”(2009),p228,EditorialPlasticAge 11 4.4Cargas(Llenadores)(1) 4.4Cargas(1) Las cargas son utilizadas, mezclándose con el material de plástico para mejorar el producto y la facilidad de moldeo o para aumentar el volumen. Continuación de la Tabla 3. Comparación de las cargas Tabla 3. Comparación de las cargas Fomas Materiales (tipos) Características Fomas Materiales (tipos) Características Polvos Sílice, mica, arcilla, negro de carbono Mejorar la termorresistencia y la capacidad de aislamiento (efecto de adsorción) (efecto de prevención de fuga de flujo) Mejora la resistencia al desgaste (efecto de la tribológica) Agregar la conductividad eléctrica, mejorar el coeficiente de conductividad térmica (efecto de la conductividad) y reducir el coeficiente de fricción. Mejorar la temperatura de deflexión bajo carga del material de forma plana Termorresistente y resistencia al desgaste Formadetela (orgánico) Teladefibrasintética (Vinylon,Tetoron,fibraacrílica) Seusaparalaresinadepoliésternosaturado. Semejoralaresistenciaalgolpe,elpeso específicoylaresistenciamecánica. Seusaparalaresinafenólica. Seusaparaelmateriallaminado.Semejorala resistenciamecánica. (inorgánico) de 0.015 a 100m Bisulfato de molibdeno Negro de carbono, grafito Mica, talco, almina (en polvo) Sulfato de bario Esferas (inorgánico) Esfera de vidrio: Granularidad: menor a 0.1mm Teladealgodón,lino,fieltro Papel(papelkraft) Formade fibra Fibradevidrio (Roving,choppedstrand,fibracorta,fibra sintéticacomovinilón) Seagregalaaltaresistencia.Semejorala termorresistencia(efectoderefuerzo). Mejorasenlaresistenciaalgolpeyen establidaddimensional. Se usa para reducir el nivel de pandeo del plástico de ingeniería. El coeficiente de llenado es alto gracias a la forma esférica. Tiene excelentes propiedades físicas, químicas y eléctricas. InstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadelaciudaddeOsaka,“TextodePlástico”(2009),p230,EditorialPlasticAge InstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadelaciudaddeOsaka,“TextodePlástico”(2009),p230,EditorialPlasticAge 12 13 A-36 5.1Enlacesdelostermoplásticosytermofijos 5.Métodosparapolimerización Al considerar como enlaces de átomos: (1) Polimerización lineal de monómeros, polimerización de estructura de red tridimensional Como métodos para polimerización: (2) Polimerización por adición (3) Policondensación (4) Copolimerización Materiaprima(monómero) Termoplásticos(Polímeroslineales) Unátomotieneun sólopuntodeenlace. Unátomotienesólo2 puntosdeenlace. Termofijo(Polímerodeestructuraderedtridimensional) Unátomotienemásde3 puntosdeenlace. (Algunostienensólo2 puntos.) Como método para cambiar las cualidades de los polímeros: (5) Aleación de polímeros Fig.4Enlacesdemonómerosypolímeros 14 IsaoSato:Estudiopordibujos,Plásticos,p20,EditorialNatsume 15 5.2Polimerizaciónporadición 5.3Policondensación 1) Lapolimerizaciónesunareacciónquímicaenqueunmonómeroseconvierteen polímero. 2)Lapolimerizaciónporadiciónesunaformadepolimerizaciónenqueel“dobleenlace” molecularquetieneelmonómero,seresuelveunavezyconun“brazo”sobrantede enlaceseuneconelmonómerovecinal. El polímero tiene una estructura como cadena en que los átomos están colocados en fila. Esta parte se denomina cadena principal. Las cadenas que salen de la cadena principal se denominan cadenas laterales. Fig. 6 Ejemplo de reacción de policondensación Fig. 5 Forma de polimerización por adición de poliestireno Cottfried W.Ehrenstein䠖 PolymericMaterialsp41(2001)Hanser Publishers, Lapolicondensaciónesunapolimerizaciónqueseobtieneporlareaccióndecondensaciónen queunamoléculapequeñaseseparadedosmoléculasyposteriormentelosradicalesseunen formandounamolécula. Losmonómerosqueseusanparalacondensaciónypolimerizacióntienen2radicalesfuncionales encadauno. El–co y–o restantesformanunenlacedeéster(coo).Unmonómerotiene2radicales funcionales,porloqueseunenenformadecadenamediante2enlacesdeéster. Cottfried W.Ehrenstein䠖 PolymericMaterialsp43(2001)Hanser Publishers 16 17 A-37 6.Modelomoleculardelostermoplásticos ysumorfología 5.4Copolimerización y aleación de polímeros 1) Lacopolimerizaciónesunapolimerizaciónenquesemezclandiferentestiposde monómeros. Lacopolimerizacióntienediferentestipos;(1)aleatoria,(2)bloquey(3)Graft. 2)Laaleacióndepolímerosesunasustanciamezcladademásde2polímeros.Una aleacióndepolímerosrepresentativaeselpolifenileneter modificado (mPPE). Fig.8 Modelo de estructura molecular del polietileno y estado de cristalización parcial Cottfried W.Ehrenstein䠖 PolymericMaterialsp65,69(2001)Hanser Publishers Producto copolimerizado de block Producto copolimerizado aleatorio Producto copolimerizado por Graft Fig.9Morfología Fig.7Esquemasdecopolimerización Edición de Sadanori Itonori; Diccionario de polimeros, p101 (1970), Editorial Taisei sha 18 TimA.Osswald /GeorgMenges,䠖MaterialsScienceofPolymersforEngineers,(2003),325, Hanser Publishers 19 7.Característicasdelospolímeros cristalinosyamorfos 8.Propiedadestérmicas Polímeros cristalinos: Ventajas: (1) Opaco, (2) Alta termorresistencia, (3) Excelente resistencia a los solventes, (4) Buena fluidez que permite moldear productos , (5) Buena resistencia a la fricción y al desgaste, buena propiedad tribológica, (6) Alta rigidez, (7) Alta dureza. Desventajas: (1) Frágil, (2) Fácil de quebrarse, (3) Fácil de tener pandeo, (4) Gran tasa de contracción de moldeo. • PTFE, PP, PE, POM, PA, PVA, PBT, PET, SPS, PPS, LCP, PEEK, resina de flúor. Polímeros amorfos: (1) Transparente, (2) menos resistente a fármacos, (3) fácil coloración, (4) baja fluidez, (5) fácil desgaste y baja propiedad tribológica, (6) flexible y resistente, (7) difícil de romper, (8) menos pandeo, (9) baja tasa de contracción de moldeo. • Los polímeros representativos son PMMA y PVAC. • Los que están en medio entre los polímeros amorfos y los cristalinos son GPPS, PC, PVC, etc. • mPPE.PSU, PESU, PAR, PAI, PEI, PI. • Alcalentarelpolímero,sevuelveblando,bajandolaresistencia. • Elenlacedehidrógenoentrelascadenasmolecularesvecinalesylafuerza devanderWaalssonrelativamentedébiles,porlotantoalsubirla temperatura,launiónsereduce,aumentandoelMicrobrown movement. • Tienelaventajadefacilitarelmoldeodebidoatenerlatemperaturade transiciónvítreacercanaalatemperaturaambiente,perosudesventajaes tenerpropiedadesfísicassensiblesalatemperatura. • Paraentenderlaspropiedadestérmicas,sedividenenlassiguientes3 áreas;:(1)comportamientotérmico,(2)propiedadestérmicas,(3) termorresistencia. • Laspropiedadestérmicasconsistenenlatemperaturaespecífica, coeficientedeconductividadtérmica,elcoeficientededifusióntérmica,el coeficientedeexpansiónlineal.Sonnecesariosparaelcálculode calentamientoyenfriamientoCAE. 20 21 A-38 8.2Comportamientotérmico delospolímerosamorfos 8.1Comportamientotérmico delospolímeroscristalinos Temperaturaenquelaparte amorfainiciaelmovimiento Microbrown. Laparte cristalina queestá mezclada, siguesólida. El ablandamiento del polímero amorfo se desarrolla en un rango amplio de temperatura, pero la fuerza intermolecular de un lado amaina y la distancia entre las cadenas principales se hace más amplia, por lo que la transición del estado de vidrio al de hule es rápida. Lapartecristalinase convierterápidamenteen líquido,aumentandoel volumen.Latemperatura defusiónesalaquese presentaestefenómeno. TemperaturadetransiciónvítreaTg Estadovítreo Estado vítreo Temperatura de transición vítrea Tg E.elástico Estadolíquido E.líquido Temperatura ambiente Temperatur a ambiente TemperaturadefusiónTm Temperatura ascendente El polímero cristalino, al rebasar la temperatura de fusión de cristales, hace una rápida transición a la sustancia fundida en un rango cerrado de temperatura El movimiento de las cadenas principales que estaban congeladas empieza a tener de repente un movimiento de Micro-brown al llegar a “cierta temperatura”. El movimiento de Micro-brown de las cadenas laterales expande a toda la molécula, empezando el deslizamiento mutuo de las macromoléculas vecinales, y consecuentemente llegan a ablandarse y a ser un fluido total. Fig. 11 Temperatura de transición vítrea Fig.10Temperaturadetransiciónvítreayladefundición 22 23 8.3.1Temperatura dedeflexión térmica (Heatdeflectiontemperature) 8.3Termorresistencia • Esunapropiedaddelmaterialqueresistealcalor. Generalmentesepuededividirenlossiguientestipos: (1) Degradacióntérmica (2) Deformacióntérmica LaTemperaturadede“flexióntérmica”esunadelasresistenciastérmicasacorto plazo. (3) Descomposicióntérmica • Sepuededenominar“estabilidadtérmica”comounadenominacióngeneral, incluyendolaresistenciaalchoquetérmicocíclico,queeslaresistenciaalasrepetidas aplicacionesalternasdebajayaltatemperaturasylaresistenciaalchoquetérmico, queeslaresistenciadelasaplicacionesantesmencionadasperoenpocotiempo. • MétodoparaevaluarlaresistenciaalenvejecimientotérmicoalargoplazodelUL764B: • Paraevaluarlostermoplásticosseusancomoparámetroslaresistenciaalatensión,al golpeyelbreakdown strength.Sedeterminalatemperaturaalaquecadaunadelas resistenciasantesmencionadassereduceaun50%delvalorinicialdespuésdeestar expuestalaprobetadelmaterialenelambienteaaltastemperaturasdurante100,000 horas. Transformad ordiferencial Platode Peso peso Barradecarga Medidorde temperatura Detectordepresión Probeta Es un indicador industrial basado en la termorresistencia física del material. La base es estándar ASTM. (El estándar japonés JIS también está basado en el ASTM.) Método de la prueba: Se sostiene la probeta en un baño caliente. Se aumenta la carga mediante la barra de carga colocada en medio de la probeta. Esta carga es 1.82MPa 䠄18.6kgf/cm2䠅 o 0.46MPa䠄4.7kgf/cm2䠅. Mientras se aumenta la carga antes mencionada, se hace subir la temperatura del objeto con la velocidad de 2Υ/min. Entonces, empieza a reducir la resistencia mecánica de la probeta, presentando paulatinamente la flexión. La temperatura en que llega esta flexión al volumen de 0.254mm, es denominada “temperatura de deflexión térmica” del material de la probeta. Ésta se denomina “temperatura de deformación térmica” o “temperatura de deformación por calor”. 24 25 A-39 8.3.2Comparación determorresistencia alargoplazo 8.3.2Ejemplodemedicióndelatemperatura dedeflexióntérmica Tabla 4. Termorresistencia a largo plazo de los termoplásticos Temperaturadedeflexióntérmica (oC,Volumendedeflexión:0.25mm) Clasificación Definición Plástico de commodities Condiciónestándar delaprueba Polímeros ASreforzadoconfibradevidrio Abrevi atura PE PP PVC PS Usos polietileno-tereftalato PET Polyethylene terephthalate Material de empaque, tubo Recipiente, tapa, defensa Tubo y tubo para agua Estuche de CD, charola espumada Botella para bebida polioximetileno poliamida policarbonato polibutileno tereftalato POM PA PC PBT Polyoxymethylene Polyamide polycarbonate Polybutylene terephthalate Engranaje Autopartes CD,DVD Terminales, componentes para arnés Poly(phenylene oxide)/Polystyrene blend Estuche de equipos de IT PSU PESU PPS Polysulfone Polyethersulfone Poly(phenylene sulfide) PAI PMP Polyamideimide Poly4methylpenten1 LCP Liquid crystalline polymer Portador de IC Tarjeta de IT Terminal, estuche para lámpara Automóvil, avión Recipiente para horno de microhonda Estuche de equipos de IT polietileno polipropileno cloruro de polivinilo poliestireno Polyethylene Polypropylene Polyvinyl chloride Polystyrene ABStermorresistente Plástico de ingeniería ABSdealtarigidez,AS PPparausoeneral PEdealtadensidad PEdebajadensidad Plásticos de superingeniería Esfuerzodedeflexión(kgf/cm2) Fig.13Ejemplodemedicióndelatemperaturadedeflexióntérmica Temperatura de termorresistenc ia a largo plazo: más de 100Υ Resistencia de tensión: Más de 49 Mpa óxido de modificado polifenileno PPO+P S Temperatura de Polisulfono termorresistenc Polietersulfono ia a largo plazo: sulfato de polifenileno más de 150Υ Poliamidoimido Polimetil penteno Polímero líquido Fuente:PáginaWebdeS.B.ReseachCo.,Ltd.http://www.sbr.co.jp/technicalnote/3_06.html 26 27 8.3.3Temperaturadeusocontinuo ylatemperaturadedeflexión 9.ComportamientoPVT Elvolumenespecífico(inversode ladensidad)esunadelas propiedadesgeneralesdel polímero.Elvolumenespecífico setrazaenlagráficadePVTcomo lafuncióndelapresióny temperatura. Ekonol Poliamidoimido Temperaturadeusocontinuo Flúor/GF Estafigurapermitededucirla temperaturadeusocontinuo delmaterialalconocerla temperaturadedeflexión. Tg Poliéster no saturado Arriba: ABS Abajo: HDPE Fenol Epoxi Nilón 6-6 Tm PPO/GF modif. Poliacetal/GF Polioximetileno Fig.15ComportamientodePVTdelos polímerosamorfoycristalino Natural Fortalecido con vibra de vidrio Temperaturadedeflexióntérmica Fig.14Relaciónentrelatemperaturadeusocontinuoylatemperaturadedeflexión bajocargadelosplásticos,FujioOishi,Moldeo,2,185(1990)6) GerdPtschWalterMichaeli䠖InjectionMoldingAnIntroduction䠄1995䠅p36Hanser 28 29 A-40 10.Propiedadesdefluidezy contraccióndemoldeo(1) 10.Propiedadesdefluidezy lacontraccióndemoldeo(2) (1) Característicasdeflujo ձ Índicedeflujodefusión(MFR): Cuantomayorsealafluidez,elvalornuméricodeesteíndiceesmásgrande.ElMFR delmaterialparaextrusiónespequeño,yeldeinyecciónesgrande.Eldealtociclo aúnmásgrande.Cuandomayorsea(MRF),elpesomolecuaresmáspequeño. ղ Longituddelfllujoespiral: Semideconmoldeespecialparaconocerlafluidezprácticadelmaterial.Secompara ladiferenciaentrelosmaterialesysemidelainfluenciadelascondicionesde moldeo. ճ Viscosidaddefusión: TeóricamenteeslomismoqueelMRF.Sepuedemedirenlugaresdondelacargayla velocidaddeextrusiónsonaltas.Esunapropiedadimportanteparaelmoldeo.(1) Dependenciadelatemperatura,(2)Dependenciadelapresión(3)Efectosdebalance defracturasdefusión(efectosdememoriadepresión) 30 (2) Contraccióndemoldeo: Duranteelprocesodemoldeo,alterminarelflujodelmaterial,empiezaa solidificarseporenfriamiento.Sinembargo,existeunanotablediferenciaenla contracciónpormoldeosisecristalizaonoenelmomentodesolidificarse.Enel casodelpolímeroamorfo,lacontracciónesdel0.1a1%,mientrasqueelpolímero cristalinopuedecontraerseavecesunos%. Serefierealaproporciónde contraccióndelapiezamoldeadaencomparaciónconlasdimensionesoriginales delmolde. 31 11.Propiedadesdinámicas 11.1Propiedadesdetensión 1) Algunos materiales tienen gran resistencia, mostrando una gran ductilidad y resistencia a la plasticidad, sosteniendo una deformación considerable antes de ser destruídos, mientras que otros son fáciles de romperse y son frágiles. 2) Se refieren a las propiedades dinámicas las características que muestran la resistencia a diferentes tipos de fuerzas externas dinámicas, y dependen mucho de (1) temperatura, (2) tiempo y (3) velocidad de deformación. 3) Resistencia específica (specific strength ): Es un valor obtenido al dividir la resistencia mecánica del material por el peso específico. Se usa para comparar la resistencia por un peso determinado de diferentes materiales. Esfuerzo Blando y débil Duro y quebradizo 1 4 3 2 Deformación Duro y fuerte Duro y dúctil 5 Fig.16Curvas de esfuerzo y deformación 1. Blandoydébil 2. Duroyquebradizo 3. Duroyfuerte 4. Blandoydúctil 5. Duroydúctil Fig.17Probetaparapruebadetensiónycurvadedeformación Esfuerzo Blando y dúctil Fuente:LawrenceE.Nielsen,Traducción por Shigeharu Onogi “Propiedades dinámicas delas macromoléculas”(1965)p98, Grupo deKagaku Deformación 32 Se aplica la tensión hacia una dirección de la probeta hasta romperse. La resistencia a la tensión es el esfuerzo máximo al que se llega en el momento de ruptura. El estiramiento es la cantidad deformada hasta llegar a la ruptura, la cual es calculada, dividiendo la carga máxima entre el área de la sección de la probeta. Fuente:Gerd Ptsch WalterMichaeli䠖InjectionMoldingAnIntroduction(1995),pag.48,Hanser 33 A-41 11.2Propiedadesdelimpacto 1) Destrucción al golpe: Se refiere al fenómeno de destrucción que se presenta en el momento de dar un golpe a alta velocidad al plástico. 2) La resistencia al golpe es la fuerza que resiste a esta destrucción. Muchos plásticos son dúctiles, pero se destruyen quebrándose a baja temperatura o a una velocidad muy alta. 3) Métodos representativos de las pruebas de resistencia al golpe: Prueba de resistencia al impacto Izod, Prueba de resistencia al impacto Charpy y Prueba de pelota caída, la cual es bastante práctica. 12.Propiedadesderesistencia alassustanciasquímicas • Laspropiedadesderesistenciaalosfármacosyaldeterioroquímicotienenunarelacióníntima conlosenlacesquímicos. • Elparámetrodesolubilidad,queesunparámetroparamostrarlaafinidadconlosplásticos,es calculadoconbaseenlosvaloresdepropiedadesmecánicas. • Lospolímerosquetienenestructurasdecadenas,cuentanconmasamoleculargrande.Cuanto máslargasseanlascadenasmoleculares,esmásgrandelafuerzadeatracciónentrelas moléculas,aumentandolaresistenciaalassustanciasquímicas. • Cuandohayunátomoquenoseacarbonoenlascadenasmoleculares,sepresentacierta debilidadhaciaelálcaliyelácido. • Cuandoseanmáscristalinosytengansecuenciasmolecularesordenadas,esmásaltala resistenciaalassustanciasquímicas. • Losplásticosamorfostienendébilesrestriccionesentremoléculas,consecuentementeson fácilesdedisolverenlassustanciasquímicas.Elpoliestirenoylaresinaacrílicasonfácilesde disolverenthíner. Lostermofijostienenestructuratridimensionaldeenlacessólidos,porloqueaunqueseextiende ladistanciaentremoléculas,nosedestruyenlasmoléculasdepolímeros.Consecuentementeno sonsolublesensustanciasquímicas. Fig.18Principiosdepruebasdeimpactoydireccióndelgolpe Fuente:Gerd Ptsch Walter Michaeli䠖Injection Molding An Introduction (1995) 51,Hanser 34 35 14.Propiedadretardadoradeinflamación 13.Propiedadeseléctricas Algunos plásticos son fáciles de inflamarse y otros son difíciles. • Losplásticosnotienenelectroneslibresquepuedanmoverselibrementesinestarsujetosal átomo.Soneléctricamenteaislante. Los representativos de los plásticos fáciles de inflamarse son PE y PP, mientras los difíciles son PVC y PTFE. • Cuandosefriccionandosaislantes,sepresentaelfenómenodeelectrizaciónenqueunaislante quitaalotroloselectrones.Estaelectricidadsedenominaelectricidadestática. Existen las siguientes formas de quemarse: 䐟 Al prenderle fuego, la flama perdura. • Nosonresistentesalaelectricidadestática.Puedenperderlafuncióndeparteseléctricasy puedenatraerotrassustancias.Poresto,seagregaelagenteantiestáticoparadispersarla electricidadestática. 䐠 Al acercar el fuego, se inflama. Pero, al alejar el fuego, se apaga solo. 䐡 Aunque se acerque el fuego, no se inflama. Se categoriza de acuerdo con los resultados de la prueba. 1)Resistenciadeaislamiento: Serefierealaresistenciaquesepresentaenelmomentodepasarcorrientecontinua.(Hay resistenciaenlasuperficieyenelvolumen.) 2)Breakdownstrength: Cuandoseaplicaunaltovoltajealmaterialaislanteeléctricoyrebasaciertoniveldevoltaje,el materialsufreunadestruccióneléctrica,consecuentementepierdelafuncióndeaislamiento eléctrico.(Sehacelasumersiónenaceiteaislante.) Esvoltaje más pequeño que provoca la destrucción dieléctrica ysepresenta conlaunidad dekV/mm,valorobtenido aldividir elvoltaje dedestrucción entreelespesor delaprobeta. El indicador de oxígeno (JISK7201) es un parámetro que puede servir para presentar la facilidad de inflamarse de una sustancia. Este indicador es representado por el volumen de oxígeno mínimo necesario para que perdure la combustión. El POM, fácil de quemarse tiene el valor del indicador, 15.0. El PTFE, difícil de quemarse tiene 95.0. Los plásticos son inflamables, pero se los convierte en incombustibles, agregando retardadores de inflamación. 36 37 A-42 14.1Índicedeoxígenodelosmateriales plásticos 14.2 Plásticosininflamables conmenoscargaecológica Tabla5.Índice de oxígeno de los materiales plásticos Materiales Índice de oxígeno Materiales Índice de oxígeno POM 15.6 PA66 24.029.0 PMMA 17.4 PC 26.028.0 PE 17.4 PI 36.5 PP 17.4 PVC 45.049.0 PS 17.618.3 PVA 60.0 ABS 18.318.8 PTFE 95.0 Celulosa 19.0 PET 20.0 1) Los polímero modificados para ser dífíciles de inflamarse se denominan materiales ininflamables, y están compuestos por ;: 䐟 polímeros y 䐠 agentes retardadores de la inflamación y agentes que ayudan a retardar la inflamación. 2) 2) Convencionalmente los agentes retardadores de inflamación son compuestos de fósforo, bromo o cloro. Los agentes que ayudan a retardar la inflamación son compuestos inorgánicos como trióxido de antimonio. Sin embargo, se ha empezado a sustituir los retardadores de inflamación del grupo halógeno por los de no halógeno (grupo de fosfato) debido a las restricciones legales. 3) Mecanismo de inhibición de la inflamación: 䐟 Inhibir la inflamación por la trampa radical de cloro o bromo, 䐠 Carbonizar la superficie de los polímeros para inhibir la generación de gases de descomposición, 䐡 Inhibir la inflamación en cadena por la reacción endotérmica por medio de sustancias como hidróxido de magnesio. 4) Hacer ininflamables a los plásticos bio-básicos con menos carga ecológica: La forma de quemarse de los polímeros retardadores de inflamación con el índice de oxígeno mayor a 22 y la polilactida derivada de plantas es diferente a la de los polímeros convencionales. En 2007, utilizando esta combinación, se ha hecho la aleación de PLA y PC como polímeros básicos, dando la resistencia al impacto y logrando la mezcla homogénea del agente retardador de inflamación (organofosfato), para desarrollar un material certificado por la UL94, V-0. Este nuevo material es utilizado para el estuche de los equipos de computación. Laconcentracióndeoxígenoenelaireambientalesdeun21%,porloquesepuede decirquelosmaterialesconelíndicedeoxígenomayora22sonininflamables. Revisado por la Federación de la Industria de Plásticos de Japón; “Entender bien los plásticos” (2010)p47, Editorial Nippon Jitsugyo Publishing 38 Fuente:MasayukiOkoshi:“Plásticos”,vol.60,N011,p57 39 16. Características del epoxi 15.Transparenciadelosplásticos 1. Laresinaepoxiesunproductodelapolimerizaciónporadicióndelasubunidadepoxi(que tieneunaestructuradeanillodetresmiembrosformadoporlosátomosdecarbónyoxígeno enunamolecula)yuncompuestodehidrógenoactivo.Esunadenominacióngeneraldelos oligómerosdebajopesomolecular.Supesomolecularesdeunoscientoshastaunosdiezmil. 2. Estasresinastienensubunidadesepoximuyreactivas,porloquesepuedenobtenerdiferentes tiposderesinacuradacondiferentescualidades,mezclandolacondiferentestiposde endurecedorsegúnlosobjetivosespecíficosparaobtenerreaccionesdiferentes. Algunos plásticos son transparentes, pero otros son opacos como los plásticos cristalinos. En los plásticos amorfos el índice de refracción es uniforme, esto permite a la luz avanzar linealmente. En el caso de los plásticos cristalinos, el índice de refracción varía según el área cristalina y la amorfa, y en la frontera de estas dos áreas la luz se refleja irregularmente, consecuentemente se ve opaco. Tabla 6. Índice de refracción de materiales Material Índice de refracción En el vacío 1.0 En el medio ambiente 1.0003 En el agua 1.33 Etanol 1.36 Vidrio de cuarzo 1.45 Polimetilmetacrilato 1.4893 Cristal 1.59 Poliestireno 1.59-1.592 polietileno-tereftalato 1.576 3. Prevalecenenlascualidaesde;: 䐟 adhesión,䐠termorresistencia,䐡 propiedadesmecánicas,䐢 propiedadeseléctricas, 䐣propiedadesanticorrosivas.Ademássonfácilesdemoldear,porloanterior,seutilizan ampliamenteparalapintura,parteseléctricasyelectrónicas,piezasdeconstrucción, pegamentosymaterialescompuestos. 4. Resinasepoxirepresentativas: (1)BisfenolA (2)EpoxiNovolac (3)Glycidylester Revisado por la Federación de la Industria de Plásticos de Japón; “Entender bien los plásticos” (2010) p35, Editorial Nippon Jitsugyo Publishing YoshioSato,YasuyukiMurata:“Transformaciónpormoldeo”,vol.15No.3,199207(2003) 40 41 A-43 16.1Peligrosdelaresinaepoxi yelagenteendurecedor 16.2 Equipo de seguridad para los operadores Hayunaetiquetaenelrecipientedelproductoparatenercuidado. 1. Puntosenlosquesedebetenercuidadorelacionadosconlosproductosderesina epoxi: Sonproductosquecontieneningredientesirritantes queprovocanreacción alérgica,cuandosetocadirectamenteelmaterialconlapielomucosas. 2. Puntosenlosquesedebentenercuidadorelacionadosconlosagentes endurecedores: Sonproductosquecontieneningredientescorrosivosynocivoscuandoson inhalados,tienencontactoconlapiel,olostraganypuedenprovocarreacción alérgicayquemar,cuandosetocadirectamenteelmaterialconlapielomucosas. 1. Guantes:losguantesdebenserdehulenitriloobutiloconunforrocompleto. 2. Protectoresdeojosycara:Máscaratotalparalacara,protectoresdeojos,lentesdeseguridad. 3. Overalldesechable,pantalonesydelantalparaprotección. 4. Eneltrabajodemezclasedebeusarprotectoresderodillas. 5. Seutilizalamascarillaparagasessegúnlasnecesidades. 6. Seuntalacremaprotectoraenlaspartesexpuestasdelcuerpoquenopuedanprotegerseconlos guantesyotrosprotectores. Loscontactosnoplaneados:䐟 cuandonotienenpuestoelequipodeseguridadapropiado,䐠 porfalta laatención,䐡 cuandosemanejaelproductoconherramientasinadecuadas. Hayqueevitarlossiguientes: 7. Usartrapos,zapatosyguantesllenosderesinasepoxi. 8. Usarytocarlasmanijasyherramientascontaminadasconresinasepoxi. 9. Respirarvaporesdelproductodelasresinasepoxi. Losproductosdeepoxiyacuradosnoprovocanpeligrosalasalud. Fuente:Asociacióndelaindustriaderesinasepoxi: “Guíaparamanejarlasresinasepoxi”,www.epoxy.gs/eshgjapan.html 42 Fuente:Asociacióndelaindustriaderesinasepoxi: “Guíaparamanejarlasresinasepoxi”,www.epoxy.gs/eshgjapan.html 43 17.Proporcióndelamezcladelmaterial recicladoyloscambiosdelaspropiedades 18.Plásticosbiodegradables Losplásticosnosedescomponendemaneranatural.Pararesolveresteproblemasehandesarrollado plásticosbiodegradablesquesedescomponenconlaayudademicroorganismos.Losplásticosbiodegradables sedenominaron“plásticosverdes”.Paraquelosplásticostenganlacapacidadbiodegradabley consecuentementelosmicroorganismoscortenlascadenasmoleculares,esnecesarioquelosátomosde oxígenoesténintegradosenlascadenasprincipales.Cuandohayoxígeno,losmicroorganismoscortanlas cadenasprincipales,descomponiendolospolímeros,yfinalmentequedansolamenteagua(H2o)ybióxidode carbono(CO2). Losplásticosderivadosdelosmaterialesbiológicoscomoplantassedenominan“plásticosdebiomasa”.Uno deestoseslapolilactida.SehamejoradolatermorresistenciaPLAylaresistenciaalimpacto,locualha permitidousarloparatrastesypelículasparalasbolsasdebasuras.Tambiénseusacomoingredienteparala aleacióndeplásticos. Latablamuestralarelaciónentreelnúmerodereciclajesdepolicarbonatoreforzadoconfibradevidrioyla resistencia.Encuantoalplásticoreforzadoconfibradevidrio,sedestruyelafibraenlasrepeticionesde reciclajes,disminuyendolaresistencia.Sinembargo,cuandosemezclaun30%delmaterialrecicladocon materialvirgen,nosepresentaestadisminucióndelaresistencia. Clasificación Número de reciclajes Largopromedio delafibra m Resistenciaa flexión Kgf/cm2 Material virgen 241 1220 36,000 100% Reciclado 1 187 1130 33,700 2 154 1070 31,600 3 146 1040 30,900 4 140 1110 30,200 1 1180 34,700 2 1180 34,700 3 1180 34,700 4 1180 34,700 30% Reciclado Módulo deelasticidad porflexión Kgf/cm2 Extracción Materiales vegetales Fotosíntesis Descomposición yfertilización Fécula 䠄CO2+H2O䠅 Ácido láctico Polimerización Polilactida Moldeo Biodegra dación Productosplásticos Fig.19Generacióndepolilactidayciclodebiodegradación Tabla 7. Relación entre el número de reciclajes de policarbonato reforzado con fibra de vidrio y la resistencia Editado por Seiichi Honma: “Cuaderno de la resina de policarbonato”, p 479, (1992), Nikkan Kogyo Shinbun 44 A-44 19.Estructura delpolímero En la polimerización por adición el monómero es la unidad repetitiva, y en la policondensación la unidad repetitiva es la parte del enlace (enlace éster, enlace amida), formado como resultado de la polimerización de 2 diferentes monómeros para representar la estructura. N es el número de polimerización, representando la repetición de monómeros. Los átomos enlazados en las cadenas principales y en las ramificaciones y las formas de enlaces son relacionados con las características de los polímeros. PE: Polietileno PS: Poliestireno PET: Tereftalato de polietileno Fig. 20 Estructuras de polímeros representativos 46 Revisado por la Federación de la Industria de Plásticos de Japón; “Entender bien los plásticos” , p61 (2010), Editorial Nippon Jitsugyo Publishing 45 Índice MóduloM22 1 Conocimientos generales de los métodos para la identificación de plásticos 2 Procedimiento para la identificación de plásticos 3 Claves para la identificación de materiales 4 Método de identificación de polímeros mediante prueba de combustión 4.1 Estado de combustión de plásticos 4.2 Incombustibilidad 4.3 Auto-extinguibilidad 4.4 Inflamabilidad 5 Análisis de gases de destilación seca: Clasificación mediante medición del pH 5.1 Olores de gas de destilación seca 6 Densidad del plástico y solución de medición 6.1 Diagrama del sistema de identificación por densidad del plástico 6.2 Densidad de plásticos comodities y la temperatura de transición 6.3 Densidad de plásticos de ingeniería y la temperatura de transición 6.4 Densidad de plásticos de superingeniería y la temperatura de transición 6.5 Propiedades físicas del plástico transparente M2 Materialesplásticos M22 Identificación (métodosdeclasificacióndemateriales) 2011/Sep/26, 27 7 Análisis de contenidos elementales mediante análisis químico 7.1 Importancia del pretratamiento de muestras para el análisis 7.2 Detección de componentes elementales 7.3 Clasificación por grupos funcionales orgánicos 7.4 Solubilidad de polímeros 8 Análisis instrumentales para la identificación de plásticos 8.1 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) 8.1 (1) Calorimetría diferencial de barrido: Curva de DSC 8.2 Espectroscopía infrarroja 8.2 (1) Gráficos de absorción característica de infrarroja 8.3 Cromatografía de gas (GC) Espectrómetro de masa (MS) 8.4 Cromatografía de gas con desintegración térmica 8.5 Espectrometría de absorción atómica 1 2 A-45 1 Conocimientosgenerales de los métodos para la identificación de plásticos 㻔㻝㻕 䇾Identificar” significa aclarar qué tipo de plástico es un plástico desconocido. La composición de plástico se refiere a los elementos componentes de un plástico y su proporción. 㻔㻞㻕 En la identificación del plástico, lo primordial es el análisis de componentes poliméricos, pero se identifican también los ingredientes. 㻔㻟㻕 Una cabal identificación del plástico debe llevarse a cabo mediante análisis cualitativos por fármacos o aparatos, análisis elementales, espectros de absorción de características producidos por la vibración y absorción de moléculas poliméricas, etc. En el piso de trabajo de moldeo, algunas veces se demanda una identificación rápida de algunas muestras desconocidas. 㻔㻠㻕 Se realiza la identificación de un modo sencillo, combinando la prueba de combustión, la medición de densidad o la de punto de fusión. Combinando estos métodos con el análisis elemental, el análisis de gas por destilación seca y la prueba de solubilidad, se identifican los polímeros en termoplásticos o termofijos y en cristalinos o amorfos. Además, en polímeros comodities o en plásticos de ingeniería. 㻔㻡㻕 Presentaremos los principales instrumentos que se emplean para la identificación de plásticos. 㻔㻢㻕 Identificadas las materias primas, se aprovechan para: c prever las propiedades de productos moldeados; d el control de calidad y las medidas preventivas contra productos defectuosos en el sitio de moldeo. 3 2 Procedimiento para la identificación de plásticos Plástico desconocido Utilización de propiedades físicas Utilización de propiedades químicas Transparencia, densidad, punto de fusión, solubilidad 䐟Prueba de combustión, 䐠pH del gas de desintegración térmica, 䐡análisis elemental Pretratamiento Separación y refinación Mediante análisis instrumentales Identificación de polímeros Análisis térmico y calorimetría diferencial de barrido (DSC), Análisis mediante espectroscopía infrarroja (IR), Cromatografía de gas y espectrómetro de masas, Cromatografía de gas con desintegración térmica (Py-GC), Absorciometría atómica Figura-1 Procedimiento de identificación 4 4 Método de identificación de polímeros mediante prueba de combustión 3 Claves para la identificación de materiales Técnicas de moldeo 䐟 Moldeo por inyección (de pared delgada) 䐠 Moldeo por extrusión: Películas, hojas, tubos, láminas, barras redondas 䐡 Moldeo por soplado 䐢 Termoformado y formado al vacío 䐣 Maquinado secundario Funcionamientos requeridos 䐟 Resistencia a sustancia química 䐠 Termoresistencia 䐡 Resistencia mecánica 䐢 Resistencia al desgaste 䐣 Requerimiento eléctrico 䐤 Requerimiento óptico Propiedades físicas 䐟 ¿Transparente u opaco? 䐠 Densidad: Si el plástico está elaborado con un solo polímero, se puede lograr una determinación aproximada mediante la medición de densidad. 䐡 ¿Se funde o se quema al ser calentado? 䐢 ¿Tiene punto de fusión o de ablandamiento? Lo representativo de los polímeros termoplásticos es la medición de punto de fusión. 䐣 Se puede medir la solubilidad a través del parámetro de solubilidad (SP). Se determina a través del solvente que tenga el valor de SP cercano al del polímero en cuestión, y que pueda ser materia prima del buen solvente. Propiedades químicas 䐟 Combustibilidad 䐠 Absorción de agua 䐡 Resistencia a sustancia química (solubilidad de la estructura química) 䐢 Gas de desintegración térmica Fitura-2 Clave de la identificación de materias primas La reacción de combustión depende de la estructura química del polímero o sus elementos componentes. Al quemarse las muestras cerca de la llama incolora del quemador, cada una reacciona a su propia manera. La combustibilidad, el olor, el humo, la ceniza, entre otras cosas, son medios para identificar los polímeros fácil y rápidamente. Se acerca la muestra a la llama del quemador, se observa para identificar el polímero con base en el diagrama del proceso de identificación. Dificultad de combustión Arde o no arde. Incombustibilidad: PF, UF, MF, PVDC, resina de fluorocarbono (alto contenido de nitrógeno y halógeno) Se extingue al alejarse de la llama. Auto-extinguibilidad: PVC, PET, PA Continúa ardiendo aunque se aleja de la llama. Inflamabilidad: Los del grupo de olefina, como PE y PP, continúan ardiendo con pequeña llama pálida. Estado de la llama Humo: Sin presencia de humo, con escaso humo, con abundante humo Cambio de estado físico Sin goteo, con goteo (caen gotas de polímero mientras arde.) Observar el estado posterior a la incineración 5 La incineración deja ceniza blanca o residuo negro Figura-3 Identificación por prueba de combustión Oler 6 A-46 4.2 Incombustibilidad 4.1 Estado de combustión de plásticos Difícil de inflamarse Se deforma. Despide un olor penetrante No se deforma Polietileno Arde fundiéndose. La presencia de hollín es escasa. Poliestireno Arde arrojando una gran cantidad de hollín. Se hace blanco posterior a la quema. No Sí PF UF, MF Resina de fluorocarbono PVDC Inmersión en agua hirviendo durante 10~20 minutos Resina fenólica No se ablanda en la llama (o B. Resina termofija). Foto-1 Combustión de plásticos “Ciencia a través de las Fotos: Química Ilustrada (1999)”, página 174, Editorial Suken Se hace negro posterior a la quema. 7 Disminución del brillo superficial Sin cambio en el brillo UF MF Figura-4 Diagrama de identificación de polímeros por prueba de combustión: Incombustibilidad 8 4.4 Inflamabilidad 4.3 Auto-extinguibilidad Continúa ardiendo aunque se aleja la llama Se extingue al alejarse de la llama Se extingue inmediatamente arrojando una gran cantidad de humo Humo negro La presencia del humo es escasa PVC PA, PET Olor a lana o uña quemada Pequeña cantidad de aroma PA PET Figura-5 Diagrama de identificación de polímeros por prueba de combustión: Auto-extinguibilidad Sin escurrimiento, con crepitación Con escurrimiento, con olor a caléndula PC PS, ABS, SAN Sin presencia de humo Escaso humo Figura-6 Diagrama de discriminación de polímeros por prueba de combustión: Inflamabilidad Olor a cera Olor a chamusquina PE Celofán Olor penetrante Olor a fruta, crepitación PP, Polimetilpenteno PMMA Olor a ácido acético débil EVA 9 10 A-47 5 Análisis de gases de destilación seca: Clasificación mediante medición de pH 5.1 Olores de gas de destilación seca Se genera el gas de desintegración térmica mediante la destilación seca de la muestra en el tubo de ensayo. Con el papel de tornasol se mide el pH del gas para clasificar el polímero. El gas generado por este método es producto de la desintegración térmica del polímero, pero hay que tener precaución ya que contiene, además, componentes volátiles derivados del solvente, aditivo y relleno. Gas neutro Gas ácido Polietileno LDPE HDPE PP PS PET PBT Si BR PVC PVDC PE-Cl CR Etileno Gas alcalino UF PA Cloruro de caucho Fuente: Ciencia a través de las Fotos: Química Ilustrada (1999)”, página 174, Editorial Suken Agua de bromo Al calentar el polietileno dentro del tubo de ensayo para su desintegración térmica, se genera etileno. Al pasar éste por el agua de bromo, el bromo pierde su color. Foto-2 Desintegración de plásticos y papel universal de prueba de pH 11 El olor que se percibe en la prueba de combustión, se debe al olor de cada material monomérico que se despide por la desintegración térmica. Nombre del plástico Olor Resina fenólica: PF Olor de fenol, olor de formaldehído Resina de urea: UF Olor de formaldehído, olor de pescado (amina) Resina de poliéster insaturado: UP Olor de monómero de estireno Resina epóxica: EP Olor penetrante propio de esta resina cloruro de polivinilo: PVC Olor penetrante de ácido clorhídrico Polietileno: PE Olor de parafina Polistireno: PS Olor de monómero de estireno Poliamida: PA Olor de proteína quemada Polimetilmetacrilato: PMMA Aroma de metacrilato Policarbonato: PC Olor penetrante propio de esta resina Poliacetal: POM Olor de formaldehído Resina de acetato de celulosa (celuloide) Olor de ácido acético Cuadro-1 Olores del gas de destilación seca 12 6.1 Diagrama del sistema de identificación por densidad del plástico 6 Densidad del plástico y solución de medición 䐟 Solución acuosa de etanol al 60% (densidad 0.89g/cm3) 䐠 Solución acuosa de etanol al 55% (densidad 0.90g/cm3) 䐡 Solución acuosa de etanol al 50% (densidad 0.92g/cm3) 䐢 Agua (densidad 1.00g/cm3) 䐣 Solución acuosa de sacarosa al 10% (densidad 1.06g/cm3) 䐤 Solución acuosa de sal al 13.88% (densidad 1.10g/cm3) 䐥 Solución acuosa de sal al 20.28% (densidad 1.15g/cm3) 䐦 Solución de etilenglicol (densidad 1.26g/cm3) En un tubo de ensayo con la solución mixta regulada, se introduce la muestra de plástico para realizar la identificación comparativa. PET, PP, PVC, PS, HDPE, LDPE Agua Flota Se sume HDPE, LDPE, PP PET, PVC Solución de etanol al 55% Flota Flota Se sume LDPE, PP Solución de sacarosa al 10% HDPE PS Se hunde PET, PVC Solución de etanol al 60% Flota Se hunde PP LDPE Figura-8 Diagrama del sistema de identificación por densidad de plásticos de uso general Figura-7 Distribución de densidad de plástico 13 14 A-48 㻢㻚㻞㻌Densidad de plásticos comodities y la temperatura de transición Nombre del plástico HDPE Densidad Temperatura de transición vítrea ºC Punto de fusión ºC 0.94~ 0.96 125~135 -125,<-100 LDPE 0.914~0.928 100~110 -100 LLDPE 0.92~0.94 PP (Homo-polymer) 0.90~0.91 GP PS 160~165 㻢㻚㻟㻌Densidad de plásticos de ingeniería y la temperatura de transición Nombre del plástico Densidad Punto de fusión ºC PA6 1.12~1.15 223 78 PA66 1.13~1.16 255~265 90 -20 PA66 GF33% 1.33~1.34 1.05 90~100 PA610 1.07~1.09 210~220 HI PS 1.00~1.05 -85 POM (homo-polymer) 1.41~1.43 165~175 AS 1.06~1.08 PC 1.20~1.24 ABS 1.16~1.21 PC GF30% 1.40~1.43 ABS High-impact 1.01~1.05 PVC soft 1.16~1.35 PVC rigid 1.38~1.55 PMMA 1.15~1.19 PET 1.33~1.40 212~220 Temperatura de transición vítrea ºC PBT 1.31~1.32 -50~80 PBT GF30% 1.48~1.53 80 PPE modfy 1.08 -70 145 220~230 45~60 105~120 255~260 70~80 Cuadro-2 Densidad de plásticos comodities y la temperatura de transición Cuadro-3 Densidad de plásticos de ingeniería y la temperatura de transición 15 16 㻢㻚㻠 Densidad de plásticos de super-ingeniería y la temperatura de transición Nombre del plástico Densidad PPS (para no reforzados) 1.34 PSF (amorfo) 1.24 Punto de fusión ºC 285-290 䐟 Se clasifica a grandes rasgos en los grupos PMMA, PC y PS. 䐠 La resina PC difiere de otros materiales transparentes por su alto grado de transparencia, tenacidad y temperatura de deformación térmica. 䐡 La diferencia entre los grupos PMMA y PS radica en la densidad y el factor de refracción. Temperatura de transición vítrea ºC 85-95 190 PES (amorfo) 1.37 225-230 PSU (amorfo) 1.24-1.25 185-190 PPSF (amorfo) 1.29 220 PAR (amorfo) 1.21 193 LCP tipo II GF30 1.62 PEEK 1.32 PI (térmico) 1.36-1.43 6.5 Propiedades físicas del plástico transparente Conceptos 143 PC PS SAN % 92-93 87-89 88-90 90 Factor de refracción - 1.49 1.59 1.59 1.57 ºC 100 138-142 70-100 80-95 1.19 1.20 1.06 1.07 2.2-2.8 80-100 1.4-2.8 2.5-3.0 Densidad 250 PMMA Factor de transmitancia óptica Temperatura de deflección en caliente 334-340 Unidad Resistencia al impacto Izod Kg/cm/cm Cuadro-5 Propiedades del plástico óptico Cuadro-4 Densidad de plásticos de super-ingeniería y la temperatura de transición Fuente: “Progreso de las Resinas Transparentes” por Fumio Ide, 2001, pág.49, Comisión de Estudios Industriales 17 18 A-49 7.1 Importancia del pretratamiento de muestras para el análisis 7 Análisis de contenidos elementales mediante análisis químico El análisis químico es una técnica empleada para determinar, a través de algunas sustancias químicas, los elementos contenidos en el polímero, que permite identificar exactamente el material. En el caso de elementos como nitrógeno, halógeno, azufre y fósforo, es posible realizar el análisis cualitativo rápida y fácilmente usando métodos relativamente sencillos. Después de quemar el plástico en un crisol de cerámica o platino e incinerarlo en el horno eléctrico a temperatura de 400 a 600㼻C, se elabora una solución no diluida; o se efectúa el análisis inorgánico húmedo mediante el gas de desintegración térmica por destilación seca. 䐟 Nitrógeno: Se realiza la desintegración térmica de una pequeña cantidad de muestra en un tubo de ensayo, agregándole decenas de tantos de cal sodada. Si el gas de desintegración térmica azula el papel de tornasol o el indicador BTB (azul de bromotimol), existe amoníaco y se comprueba la presencia del nitrógeno. 䐠 Azufre: Al calentarse una pequeña cantidad de muestra en un tubo de ensayo, agregándole hidróxido de sodio, el azufre se convierte en sulfuro sódico (Na2S). Si se le agrega una solución acuosa de acetato de plomo, se obtiene una precipitación negra de sulfuro de plomo. 䐡 Halógeno: Después de poner la muestra de plástico en contacto con un alambre de cobre limpio y ardiente, se la acerca a la llama incoloro del mechero Bunsen. Si se observa una reacción de coloración de llama en verde, se comprueba la presencia del halógeno (polímero con contenido de cloro volátil proveniente del cobre haloideo). 19 (1) Se limpia y se separa con solvente orgánico el lubricante, el colorante seco, etc., que puede tener el pellet de resina. (2) La separación de los componentes poliméricos de los materiales de mezcla se efectúa, por lo general, mediante solvente. En el caso de muestras que contengan sustancias insolubles, a través de la incineración y eliminación de las sustancias orgánicas por desintegración a alta temperatura, se obtienen como residuo sólo los materiales de relleno y de reforzamiento, lo cual facilita la identificación (método de incineración seca). (3) Se obtiene cada componente por separado, mediante los procesos de extracción mediante solventes orgánicos, solución, reprecipitación, filtración, centrifugado, etc. En este caso, lo importante es el comportamiento del plástico ante el solvente. 䐟 Aunque los polímeros termofijos no se disuelven normalmente en el solvente, los componentes no termofijados se pueden obtener por extracción. Éstos permiten hacer análisis para identificarlo. 䐠 En el caso de los polímeros termoplásticos, se pueden obtener del líquido resultante de la extracción, el plastificante y otros materiales de mezcla para su identificación. (4) Si la muestra es de la película de capas múltiples, se calienta dentro del solvente para el desprendimiento de capas y al diluirse se puede separar componentes por disolución. 20 7.3 Clasificación por grupos funcionales orgánicos 7.2 Detección de componentes elementales Nombre del grupo funcional Detección de hidrógeno: Comprobación de H2O: Al ponerse en contacto el líquido producido cerca de la boca del tubo con el anhídrido blanco de sulfato de cobre (II), éste se convierte en pentahidrato de color azul. Agua de cal Detección de carbono: Al calentarse la muestra con alambre de cobre caliente, el cloro Cl se convierte en cloruro de cobre (II) (CuCl2), mismo que muestra fácilmente una reacción de coloración de llama. Detección de azufre: Al calentarse con hidróxido de sodio NaOH, el nitrógeno N se convierte en NH3 y el azufre S en sulfuro sódico Na2S. Comprobación de S2-: Al agregarse acetato de plomo (II) Pb (CH3COO)2, se genera precipitación negra de sulfuro de plomo (II) PbS. Hidroxilo Detección de cloro: Comprobación de Cu2+: Se puede observar la reacción de coloración de llama en verde azulado debido al Cu2+. Detección de nitrógeno: Foto-3 Análisis elemental usando goma de borrar de plástico y clara de huevo Grupo funcional Nombre del compuesto Propiedades del compuesto Alcohol La solución acuosa es neutra. Reacciona con Na. La solución acuosa es de ácido débil. Reacciona con Na. Fenol Goma de borrar de plástico Comprobación de CO2: Al pasar por el agua de cal el gas saliente del tubo, el agua adquiere turbidez blanca. Al calentarse la muestra finamente picada y mezclada con óxido de cobre (II) (CuO), convierte el elemento carbono C en CO2 y el hidrógeno H en H2O. Alambre de cobre Comprobación de NH3: Al acercarle al gas generado un papel de tornasol rojo humedecido, éste se vuelve azul. Se puede comprobar el NH3 mediante el cambio de coloración del reactivo Nessler. Fuente: “Ciencia a través de las Fotos: Química Ilustrada (1999)”, página 142, Editorial Suken 21 Aldehído Aldehído Muestra reductibilidad. Se convierte en grupo carboxílico a partir de la oxidación. Cetona Cetona Neutro Carboxilo Ácido carboxílico Se forma éster. Sus propiedades son ácidas. Nitro Nitrocompuesto Neutro Amino Amina La solución acuosa es alcalescente. Se disuelve en soluciones ácidas formando sales. Sulfo Ácido sulfónico La solución acuosa es de ácido débil. La sal alcalina es neutra. Enlace éter Éter La solución acuosa es neutra. No reacciona con Na. Enlace éster Éster La solución acuosa es neutra. Tiene aroma. Cuadro-6 Clasificación de radicales funcionales 22 A-50 8 Análisis instrumental para la identificación 7.4 Solubilidad de polímeros Polímero Buen solvente de plásticos Mal solvente PE/PP Tolueno caliente, diclorobenceno La mayoría de otros solventes excepto los mencionados en espacio izquierdo PMMA Cloruro de metileno, cloroformo, dioxano, MEK, acetato de etilo Hexano, ciclohexano, metanol PVAL Agua, DMF Hexano, cloroformo, etanol, THF PVC THF, MEK, ciclohexano, DMF Hexano, benceno, etanol, acetona PVDC THF caliente, tricloroetanodiclorobenceno, dioxano Hexano, cloroformo, etanol PTFE Perfluoroqueroseno (350Υ) Todos otros solventes PVAC Benceno, tolueno, cloroformo, MEK, THF, acetona, metanol Hexano, tetracloruro de carbono, éter, agua PS Ciclohexano, benceno, tolueno, cloroformo, THF,MEK, acetato de etilo Hexano, éter, acetona, etanol, metanol PET Fenol, nitrobenceno, hexafluoroisopropanol Hexano, cloroformo, MEK, éter, etanol PA6 Clorofeno, ácido fórmico Lo mismo que los listados arriba Estructura polimérica, peso molecular Se disuelve en el solvente Tipo y cuantificación de material de relleno Separación por solvente, centrifugado, incineración Tipo y cuantificación de aditivo Separación por solvente 23 Medición del peso molecular IR (Espectroscopía infrarroja) MS (Espectrometría de masas) IR Análisis térmico (DSC: Calorimetría diferencial de barrido) Espectro de absorción atómica IR, MS Cromatografía Tipo y cuantificación de componente volátil Cuadro-7 Solubilidad de polímeros No se disuelve en el solvente Cromatografía Gasificación y atrapamiento GC (Cromatografía de gas), IR Figura-9 Métodos de análisis de componentes 24 8.1 Calorimetría diferencial de barrido (DSC) Aislamiento térmico Bandeja pequeña Muestra Flujo calorífico Q Es una técnica termoanalítica para medir la diferencia de calor entre la muestra y la referencia. Primeramente se colocan la muestra y la referencia en sus respectivas bandejas en el mismo horno, donde la temperatura va en ascenso y descenso a una velocidad constante, para analizar las transiciones térmicas de la muestra. En la gráfica se usan las funciones de temperatura y tiempo. Se pueden identificar los plásticos mediante la medición de: 䐟 temperatura de fusión䚸䐠 temperatura de transición vítrea, 䐡 temperatura de desintegración térmica, temperatura de cristalización, etc. Como por ejemplo, en el caso de los plásticos termofijos se emplea para analizar los estados, la aclaración de la reacción de endurecimiento. 8.1(1) Calorimetría diferencial de barrido: Curva de DSC Muestra de referencia Bloque de constantán Calentador Temperatura T Figura-10 Célula de DSC Figura-11 Gráfico del PETP amorfo (película de muestra) Foto-4 Catálogo de PerkinElmer, DSC4000 Fuente: Gerd Potsch: Injection Molding An Introduction, 1995, p.38, Hanser Fuente: Gerd Potsch Walter Michaeli :Injection Moldin An Introduction, p.39 (1995), HANSER 25 26 A-51 8.2 Espectroscopía infrarroja 8.2 (1)Gráficos de absorción característica de infrarroja Figura-12 Modelo de vibración molecular Estiramiento y contracción simétricos Estiramiento y contracción asimétricos Factor de transmisión Los rayos infrarrojos funcionan para calentar los objetos que reciben su radiación. Al exponerse un compuesto orgánico a los rayos infrarrojos, las moléculas del compuesto que tienen la misma frecuencia vibracional que la de rayos infrarrojos absorben estos rayos. El equipo detecta el estiramiento o contracción del enlace molecular y obtiene el espectro propio de la estructura molecular. El espéctro que se obtiene siempre muestra el mismo modelo de espectro si se trata del mismo objeto, al igual la huella dactilar. Es un método de medición fácil y capaz de analizar todo tipo de muestras, ofreciendo una buena repetivilidad. El método más empleado es el análisis de espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier (FT-IR). Número de onda Reina LLD-PE Resina PS Vibración de referencia de H2O Plane vending Estiramiento y contracción de la molécula CO2 Número de onda Estiramiento y contracción simétricos (inactivo al infrarrojo) Número de onda Estiramiento y contracción asimétricos (activo al infrarrojo) Resina PA66 Foto-5 Espectroscopía infrarroja (Nihon Bunko) 27 Número de onda Resina PC Figura-13 Gráficos de absorción característica de infrarroja 28 8.3 Cromatografía de gas (GC) - Espectrómetro de masa (MS) 8.4 Cromatografía de gas con desintegración térmica (PyGC) La GC es un método analítico que realiza simultáneamente la separación y la detección de compuestos orgánicos de una mezcla. En el MS se combina el análisis espectral en el que se realiza la detección a partir de la dispersión de moléculas ionizadas en el vacío. La combinación de GC-MS es una poderosa técnica de identificación, por la destacada capacidad de separación de la GC y la excelencia cualitativa de MS. La cromatografía se refiere al método en el que la muestra atraviesa la columna, y se realiza la separación de los componentes a través de sus distintas velocidades. Se emplea principalmente para analizar compuestos orgánicos, con la finalidad de separar unos componentes de otros de la muestra a analizar, o los ingredientes heterogéneos de la misma. Detector Flujo de la fase móvil Procesamiento de datos Es apropiada para las muestras que no son tan fáciles de prepararse como en el caso del análisis espectroscópico infrarrojo, tales como los plásticos termofijos, distintos tipos de materiales complejos, los vulcanizados como goma, etc. Es útil también para los copolímeros. En el horno de desintegración, se desintegra de manera momentánea una muestra de 0.1mg aproximadamente, por calentamiento por inducción electromagnética. Se separa el gas que se genera, utilizando la cromatografía de gas con temperatura en ascenso. Empleando el espectrómetro de masas como detector, se obtiene la masa de cada componente y se determina instantáneamente la estructura química. Es un equipo de desintegración térmica en diferentes fases, que permite hacer la extracción térmica de materiales de mezcla de la muestra de plástico, como el plastificante, el antioxidante, entre otros, lo que facilita el análisis de los mismos. Inyección de muestra Inyección de muestra Ancho medio Altura Lento Intermedio Rápido Foto-6 Vista exterior de la estructura de PyGC Tiempo de retención Cromatograma Figura-14 Principio de la separación de GC y cromatograma 29 A-52 8.5 Espectrometría de absorción atómica Se emplea para el análisis de metales. La espectrometría de absorción atómica (AAS) es un método para medir la absorción de luz del elemento atomizado. La atomización se realiza de la siguiente manera: 䐟 Espectrometría de absorción atómica con llama, en la que la muestra atraviesa una llama. (Para producir la llama se utiliza la combustión de aire y acetileno, de óxido nitroso y acetileno, etc.) 䐠 Espectrometría de absorción atómica sin llama, en la que se mete la muestra en un tubo de grafito para ser atomizada por calor producido por corriente eléctrica. Se pueden detectar elementos inorgánicos como los metales, y como fuente luminosa se utilizan diferentes lámparas según el compuesto químico a analizar. Figura-15 Núcleo atómico, nivel de energía y espectro Mecanismo de absorción y emisión de luz por el átomo Absorción Excitación Emisión de luz El mayor número de electrones que pueden caber en cada órbita Cortar y abrir el átomo Órbitas del electrón Átomo Núcleo atómico Órbitas K, L, M, N desde el centro Se llena a partir de la primera órbita del centro Órbitas K, L, M, N desde el centro 31 30 Contenido MóduloM23 1. ¿Qué es el plástico? 1.1 ¿Qué es el plástico? 1.2 ¿Qué es la macromolécula? 1.3 Resinas y fibras sintéticas, pinturas y pegadmentos 1.4 Historia del desarollo 2. Método de clasificación 2.1 Plásticos termoplásticos y termofijos 2.2 Plásticos cristalinos y amorfos 2.3 Clasificación usando como referencia la temperatura de resistencia térmica a largo plazo 3. Árbol de clasificación 4. Plásticos termoplásticos (signos, denominaciones de polímeros, sus características) 4.1 Plásticos de commodities (cristalinos) 4.2 Plásticos de commodities (amorfos) 4.3 Plásticos de ingeniería (cristalinos) 4.4 Plásticos de ingeniería (amorfo) 4.5 Plásticos de super-ingeniería (cristalinos) 4.6 Plásticos de super-ingeniería (amorfo) 5. Plásticos termofijos (signos, denominaciones de polímeros y sus características) 6. Volumen de materiales plásticos producidos en Japón en 2009 y la proporción entre polímeros termoplásticos y termofijos 7. Volumen de fabricación de productos plásticos de Japón en 2007 8. Número total de centros manufactureros de productos plásticos de Japón en 2007 M2 Materialesplásticos M23 Clasificación 2 A-53 1. ¿Qué es el plástico? 1.¿Qué es el plástico? 1.1 ¿Qué es el plástico? Es una combinación de macromoléculas (polímeros) que cuenta con más de 10,000 de masa molecular, lo cual fue formado por la repetición de enlaces químicos de los compuestos, y tiene plasticidad y elasticidad al mismo tiempo. (2) Elasticidad y Plasticidad: Plasticidad: La plasticidad es la característica de ser deformado en forma permanente cuando el objeto recibe una fuerza exterior. Es la característica que se presenta cuando se deforma por una fuerza que rebasa el límite de elasticidad, y la deformación permanece aún cuando se quite dicha fuerza exterior. La termoplasticidad es la característica presentada al aplicarse calor. Elasticidad: Cuando un objeto recibe una fuerza exterior, se genera una deformación, la cual tiende a regresar a su estado original. La elasticidad es esta característica de regresar a la forma original, y al objeto que tiene esta característica se le llama elástico. (1) Macromoléculas: Se refiere a las grandes combinaciones cuya masa molecular normal es mayor a 10,000. Por la repetición de enlaces químicos de combinaciones se incrementa la masa molecular convirtiéndose en material de macromoléculas. Hay 2 clases de macromoléculas; macromoléculas naturales y sintéticas. Se puede dividir en dos clases de macromoléculas; naturales y sintéticas. El hule, plásticos, fibras y papel son materiales de macromoléculas. Calenta miento Dentro del material termoplástico a temperatura ambiental las cadenas moleculares están enredadas con poca libertad de moverse, por lo que son sólidas. Al subir la temperatura, el movimiento de las cadenas moleculares se vuelve intenso, permitiéndoles moverse y consecuentemente fundirse. (3) Resinas sintéticas: En el pasado, se le denominaba resinas sintéticas a los materiales fabricados sintéticamente para hacer una distinción con la resina natural. En la actualidad, esta palabra se usa en el mismo sentido que el plástico. Fig. 1 Principio de plastificación 3 4 1.¿Qué es el plástico? 1.¿Qué es el plástico? 1.2¿Quéesunamacromolécula? Se refiere a las grandes combinaciones cuya masa molecular mayor a 10,000, formadas por la repetición de enlaces químicos de monómeros de masa molecular pequeña. (1) Peso molecular: Es la masa de una molécula, tomando como base, la masa de 12, la del átomo de carbón. Según el material la masa varía. En el material de las macromoléculas quedan mezcladas las macromoléculas de diferentes masas moleculares. (2)Monómero: Es la unidad mínima que forma un polímero a través de la reacción de adición y polimerización. (3) Polímero: Es una combinación de macromoléculas formada por cadenas de monómeros que tienen una estructura sencilla. Monómeros que son pequeños y separados entre ellos. Se convierten en polímeros que tienen cadenas largas. 1.3 Resinas y fibras sintéticas, pinturas y pegamentos Todos son combinaciones de macromoléculas, pero tienen apariencia diferente ya que la direccionalidad y la forma de unión de las cadenas son diferentes. (1) Las resinas sintéticas tienen cadenas moleculares en diferentes direcciones, por lo que los plásticos en general tienen características similares en todas direcciones. (2) Las fibras sintéticas son moldeadas para tener una estructura de cadenas moleculares delgadas orientadas en la misma dirección (hilado y extendido). Esta estructura permite tener una alta resistencia a la tensión en la dirección de extensión del textil. Además, al usar esta fibra en ambas direcciones vertical y horizontal en el momento de tejer, se obtiene tela y ropa resistentes. Se utiliza una macromolécula cristalina. PE,PP,PA,POM, Fig. 2 Relación entre monómero y polímeros 5 6 A-54 1. ¿Qué es el plástico? 1. ¿Qué es el plástico? 1.4 Historia de su Desarrollo (3) Pintura: Se puede clasificar en general la pintura en las siguientes clases; 䐟 pinturaabasedeagua,䐠pinturadeaceite,䐡pinturalaca.La pintura está compuesta del material que queda como capa de pintura y el solvente que se evapora. La capa de pintura está formada de (1) pigmento, (2) resina y (3) aditivo. Como resina sintética se utiliza principalmente un polímero termofijo como la resina acrílica, la resina arguido, el poliuretano, el epóxico, el alkilfenol modificado, así como la nitro celulosa, un derivado de la celulosa. Como polímero termoplástico, se usa el polivinil acetato y las resina derivadas del petróleo. (4) Pegamento sintético: Se usa un polímero termofijo que tiene una fuerte adherencia química como la resina fenólica, el resocinol modificado, la resina de urea, la resina de melanina, el poliuretano, la resina epóxica. (1)En 1870 los hermanos Isaiah y John Hyatt descubrieron que la nitro celulosa puede ser plastificada con alcanflor. El “celuloide” , fue entonces el primer termoplástico. Los hermanos Hyatt desarrollaron una máquina de inyección de celuloide, tomando como ejemplo el método de inyección de metales. Posteriormente a esto, ha prosperado el desarrollo de las máquinas mezcladoras y las máquinas de extrucción de resinas como hule y celuloide. (2) Leo Baekeland desarrolló la baquelita en 1907. Fue la primera resina sintética desarrollada por la humanidad. Se obtuvo este material, mezclando un compuesto fenólico con formaldehído. (3) En 1924 Herman Staudinger definió que polímero es una molécula con una estructura de cadena larga. Esto se posicionó como una idea básica para sintetizar macromoléculas. Fuente: Texto de plástico del Instituto de Investigaciones Técnicas de la Ciudad de Osaka (2009) p61-204, Plastic Age Co. Ltd. (4) En 1927 se desarrolló el acetato (acetilcelulosa) y el cloruro de vinilo. 7 8 Fig.3 Clasificación de la estructura molecular y sus dibujos 2. Método de clasificación 1. ¿Qué es el plástico? 2.1 Plásticos termoplásticos y termofijos (5) A partir de la segunda mitad de los 30, se empezó a usar el cloruro de vinilo para pintura de laca y material para discos de música. Wallace Carothers de la empresa Du Pont, desarrolló por primera vez en el mundo la forma de sintetizar poliester y poliamida. En 1938 inició la producción industrial de nilón. Desarrollaron el poliuretano, poliestireno y la resina de melanina. Polímeros termoplásticos (Estructura macromolecular lineal) Polímeros termofijos (Estructura macromolecular tipo red tridimensional) Estructura cristalina Estructura de puentes Estructura amorfa (6) Hay una patente de máquina de inyección de 1872 en los EEUU. La máquina tipo plunger (émbolo) fue fabridada en 1926. La máquina actual de inyección tipo rotatorio fue desarrollada en 1956. Parte cristalina Parte amorfa Las cadenas están enredadas. Osswald,Menges, edición Kunihiko Takeda: “Ingeniería de plásticos para ingenieros”, p3-7 (1997), Editorial Sigma La solidificación por calentamiento ocurre por efecto del aditivo endurecedor al ser calentado, provocando la reacción de puentes que conectan las cadenas macromoleculares. Por lo anterior, es difícil de volver a fundirse aun con calor posterior, evitando el cambio en la estructura. F.Johannaber:Injection Molding Machines A user’s Guide,2E(1983)P13 Hnaser 9 10 A-55 2. Método de clasificación 2. Método de clasificación 2.2 Plásticos cristalinos y amorfos Hay una forma de clasificar los polímeros termoplásticos, dividiéndolos entre polímeros cristalinos y amorfos. Además de este criterio, se pueden dividir por medio de la resistencia del material y la temperatura permisible para el uso continuo de la pieza, criterios utilizados principalmente para piezas industriales. Se clasifica a los polímeros por su comportamiento térmico. 䐟Característica de fundición: polímero termoplástico 䐠Característica de curado: polímero termofijo Tabla 1. Clasificación de polímeros según la temperatura de termorresistencia y morfología Los polímeros amorfos tienen cadenas macromoleculares en forma desordenada (polímeros sin forma), mientras los polímeros cristalinos tienen una estructura cristalina en la que una parte de las cadenas largas están direccionadas en forma ordenada. Sin embargo, no siempre tienen una estructura cristalina los polímeros cristalinos. El nivel de cristalización es un 70 a 80% para 㻼㻱㻙㻴㻰㻘㻌㼥㻌㻌㻟㻡㻌㼍㻌 㻠㻡㻑㻌㻌㼜㼍㼞㼍 㻼㻭㻌㼥㻌㻌㻣㻜㻌㼍㻌㻤㻜㻑㻌㻌㼜㼍㼞㼍 㻼㻻㻹㻚 11 Clasificación Cristalinos Amorfos Plásticos de commodities Temperaturadetermorresistencia alargoplazo:menosde100Co PE,PP,PET PS,PVC,ABS,SAN, PMMA Plásticos de ingeniería Temperaturadetermorresistencia alargoplazo:mayor de 100Co Resistencia a tensión: más de 49MPa PA,POM,PBT,UH-PE PC,m-PPE Plásticos de superingeniería Temperaturadetermorresistencia alargoplazo:mayor de 150Co PPS,PEEK,PTFE,PEN, LCP PAR,PSF,PEI,PES,PI, PAI 12 2. Método de clasificación 2.3 Clasificación de plásticos teniendo como criterio la temperatura de resistencia térmica a largo plazo 2. Método de clasificación La temperatura de resistencia térmica a largo plazo es un método de prueba establecido por UL standard 746B. Para evaluar los termoplásticos, la resistencia a la tensión, a golpes y la resistencia dieléctrica (breakdown strength) son parámetros. La ptobeta será expuesa en el ambiente de alta temperatura por 100,000 horas y la meten a la prueba. Se determina la temperatura a la que el valor de cada una de las resistencias llegue a un 50% del valor original. Fig. 4 Pirámide de termorresistencia de plásticos Plásticos de superingeniería Alta Temperatura de termorresistencia Plásticos de ingeniería 䘼1: LCP. Tiene características de cristal líquido (estado intermedio entre el cristal y el líquido). Fluye a una temperatura más baja que la de fusión y es opaco. Tiene la característica de convertirse en un líquido transparente al rebasar la temperatura de fusión. Plásticos de commodities Polímeros amorfos Polímeros cristalinos 13 A-56 䠐. Polímeros termoplásticos (signos, denominaciones de polímeros y sus características) 3.Árbol de clasificación de plásticos Plásticos ⇕Polímeros termoplásticos Plásticos de commodities PVC,PS,ABS,AS,PE, PP,PMMA,PET,PVdC ,PVAc,PVAC,PVA,CA Plástico de ingeniería PA,POM,PC,mPPE,PBT, GF-PET, Fig. 5 Árbol de clasificación de plásticos 4.1 Plásticos de commodities (cristalinos) Polímeros termofijos Plástico de superingeniería PPS,LCP,PSF, PES,PAR,PEEK, PI,PAI PF,UF,MF,UP, DAP,EP,SI, PUR,PI Signos Denominación del polímero Características PE polietileno Ligero, flexible, buen aislamiento eléctrico, buena resistencia a los fármacos, buen nivel de sellado por calor con resistencia al agua, malo para impresión y adhesión. PP polipropileno Más transparente que el PE, alta temperatura de ablandamiento, resistente a las flexiones repetidas, malo para impresión y adhesión. PET polietileno-tereftalato Buena termorresistencia, buen aislamiento eléctrico, eficiente en la barrera de gases, buena resistecia a los solventes. La película orientada es resistente. Fuente:ToshihideInoue,coautor,“EngineeringPlastics”p2(2004),KyoritsuShuppan 15 16 4. Polímeros termoplásticos (signos, denominaciones de polímeros y sus características) 4.2 Plásticos de commodities (amorfos) 4.3 Plásticos de ingeniería (cristalinos) Denominación del polímero Características PS poliestireno Transparente, buen aislamiento eléctrico, poco resistente a los solventes, frágil, baja temperatura de ablandamiento. SAN copolímero de acrilonitriloestireno Transparente, fuerte resistencia, mejor termorresistencia que el PS, resistente al clima, buena resistencia al aceite, poca formabilidad que el PS. ABS copolímero de acrilonitrilobutadieno-estireno Resistente, buen brillo, buena resistencia a fármacos y al aceite. Buena propiedad para galvanización PMMA Polimetilmetacrilato Transparente, buena resistencia al clima y buenas propiedades ópticas. PVC cloruro de polivinilo Buena resistencia a fármacos, buen aislamiento eléctrico, poca termorresistencia. Se generan gases de cloruro de hidrógeno al quemarse. PVᨠC cloruro de polivinilideno Estable parafármacos.Difícildetransmitirgasesyvapor.Incombustible.(Se usabajolacopolimerización.) PVAc Polivinilacetato Latemperatura detransiciónvítreaes28Υ.HDT:38Υ.Noesaptopara materialesdemoldeo. Seusaparapegamentos,pinturaychicleparacomer. PVA Polivinilalcohol Fibrasintéticadevinilón.Difícildeelectrizarse.Bajacapacidadparatransmitir oxígenosporloqueseusaparalapelícula deempaquesparaalimentos.La propiedaddeabsorcióndeaguaesgrande. 17 Signos 4. Polímeros termoplásticos (signos, denominaciones de polímeros y sus características) Signos Denominación del polímero Características PA poliamida Resistente, buena resistencia al aceite y al desgaste, eficiente en la barrera de gases, buena higroscopicidad. POM polioximetileno Propiedades similares a las de la PA, buena resistencia a creep (deformación progresiva) y a los solventes. (Al descomponerse genera olor a formalina.) PBT polibutileno tereftalato Buena termorresistencia, buen aislamiento eléctrico, eficiente en la barrera de gases, buena resistencia a los solventes. La película orientada es resistente. PEUHMV weightpolietileno de ultra alto peso molecular Buena resistencia al desgaste, golpes, eficiente para la auto-lubricación. 18 A-57 4. Polímeros termoplásticos (signos, denominaciones de polímeros y sus características) 4.3 Plásticos de ingeniería (amorfos) Signos PC 㹫PPE Denominación del polímero Características policarbonato Resistente, buenas propiedades eléctricas, buena termorresistencia, buena resistencia al frío, transparente. óxido de polifenileno modificado 4. Polímeros termoplásticos (signos, denominaciones de polímeros y sus características) 4.5 Plásticos de superingeniería (cristalinos) Signos Denominación del polímero Características PPS sulfuro de poli-fenileno La termorresistencia, incombustibilidad, resistencia a fármacos, aislamiento eléctrico, fluidez en estado de fusión son altos. LCP polímero de cristal líquido Baja viscosidad en estado de fusión, termorresistente, alta resistencia (gran anisotropía), bajo coeficiente de dilatación lineal, baja higroscopicidad, excelente estabilidad en dimensiones. PEEK polieteretercetona Termorresistente permite su uso continuo a la temperatura de 240 grados centígrados. Buena incombustibilidad, excelente resistencia a la fatiga y a los fármacos. PTFE polímero de fluocarbono Resina de flúor. Excelente termorresistencia, resistencia al frío, a fármacos, al agua caliente, al clima. No adherente, poca resistencia al desgaste. Excelente propiedad en alta frecuencia. PEN polietileno naftalato Temperatura de 230 grados centígrados para uso continuo. Buena resistencia a creep (deformación progresiva), buena propiedad tribológica, resistente al agua caliente y a fármacos, buena 20 incombustibilidad y resistencia a la fatiga. Resistente, buena termorresistencia, buena resistencia a creep (deformación progresiva) y al vapor de agua. 19 4. Polímeros termoplásticos (signos, denominaciones de polímeros y sus características 4.6 Plásticos de superingeniería (amorfos) Signos Denominación del polímero Características PAR polialilato Buena termorresistencia, eficiente en la barrera para rayos ultravioleta, buena resistencia a los golpes, dureza en la capa superficial, buena resistencia a creep (deformación progresiva). Débil al agua caliente y al vapor de agua. PSF polisulfona Transparente, excelente ductilidad, termorresistencia, resistencia a la hidrosis. Débil a los solventes orgánicos. Buena resistencia a creep (deformación progresiva). PEI polieterimida Transparente, excelente termorresistencia, propiedades mecánicas, incombustibilidad, propiedades eléctricas. Débil al a los solventes orgánicos. PI poliamida Termorresistente, permite su uso continuo a la temperatura de 250 grados centígrados. Excelente incombustibilidad, resistencia a la fatiga, resistencia mecánica, resistencia al desgaste y a creep (deformación progresiva). PES polietersulfona Transparente. Excelente termorresistencia, resistencia a la hidrosis, resistencia a creep (deformación progresiva). Buena incombustibilidad, resistencia a fármacos. PAI poliamida-imida Temperatura de 250 grados centígrados para uso continuo, incombustibilidad, resistencia a la fatiga y al desgaste. 5. Polímeros termofijos (signos, denominaciones de polímeros y sus características) Signos Denominación del polímero Características PF resina fenólica Buenapropiedad eléctrica,resistencia,termorresistencia.(Color oscuroydébilconálcali.) UF urea formaldehído Incoloroylibreparapintarse.Otraspropiedadessonsimilaresa lasdel PF.Económico.Noesbuenoentermorresistencisni resistenciaalagua. MF melamina formaldehído Separece alUF,peroladurezaesgrandeybuena termorresistenciayresistenciaalagua. UP poliéster no saturado Esposiblemoldearabajapresión.Elreforzado confibradevidrio esbastanteresistente. DAP resina dialil-ftalato Esposiblemoldearabajapresión.Bueno enaislamientoeléctrico, estabilidaddimensional,resistenciaalosfármacos. EP epoxi Buenaadhesiónconmetalysustancia inorgánica.Buena resistenciaalosfármacos. SI silicona Bueno enaislamientoeléctrico,termorresistencia,buena repelenciaalagua.(Haymaterialesenlíquido,viscosoyresina.) PUR poliuretano Tieneelasticidad,resistente,buena resistenciaaldesgasteyal aceite.(Débilconácido,álcaliyaguacaliente.) PI poliamida Buenatermorresistencia,resistenciaalaoxidaciónaalta temperatura,excelenteresistencia,buenaislamientoeléctrico. 21 22 A-58 6. Volumen de materiales plásticos producido en Japón en 2009 resina fenólica PF urea formaldehído UF melamina formaldehído MF poliéster no saturado UP resina dialilftalato PDAP epoxi EP poliuretano PU Total de polímeros termofijos polietileno PE poliestireno PS AS AS ABS ABS polipropileno PP Resina de origen petróleo polimetilmetacrilato PMMA polivinilalcohol PVA cloruro de polivinilo PVC cloruro de polivinilideno PV䡀C poliamida PA resina de flúor policarbonato PC polioximetileno POM polietilenotereftalato PET polibutileno tereftalato PBT oxido de polifenileno modificado mPPE Total de polímeros termoplásticos Otros polimeros 227,006 72,974 92513 117401 63458 149386 163082 885,820 2805123 799684 92394 348369 2410807 112055 165831 192386 1668119 67565 188820 14687 280334 82719 500469 122221 27741 9879324 146650 Total 10,911,794 Termofijos 8% Otros polímeros 1% 7. Volumen de fabricación de productos plásticos de Japón en 2007 Estadística de 2007 Clasificación industrial Películas Láminas delgadas Termo plásticos 91% 㼀㼛㼠㼍㼘㻌䠖㻝㻜㻘㻥㻝㻝㻘㻣㻥㻠㻌 㼠㼛㼚 Proporción entre polímeros termoplásticos y termofijos 23 6% 10% 3071582 3% 24% 744819 Total de láminas (plana, ondulada) 2% 199376 Cuero sintético 1% 162651 Tubos 5% 653394 Conexiones 1% 149785 Partes de máquinas Productos para la vida cotidiana Total de recipientes Total de materiales de construcción Total de productos espumados 17% 2171075 3% 436716 16% 1975715 3% 420279 8% 997338 8% 3% 6% 16% 5% Total de productos reforzados 3% 434156 Total de otros 10% 1244691 100% 12661577 Total de productos Plásticos:vol61,No.6p25,(2010), ComitédeInvestigaciónIndustrial Vol. producido(ton) 24% 4% 17% 2% 1% 1% Númerodecentros manufacturerosconsiderados: 16,616 Asociación de Industria de Plásticos de Japón: “Plásticos”, vol 61,No.6 24 p46 8. Número total de centros manufactureros de productos plásticos de Japón en 2007 8% 25% 17% Industria de productos plásticos Lámina, barra, tubo, conexión, extrusión de forma irregular Película, lámina delgada, material de piso, cuero sintético Productos para uso industiral Productos espumados, productos reforzados Material para moldeo de plástico Otros productos 100% 24,038 8% 1,952 16% 3,939 36% 8,731 9% 2,144 5% 1,238 5% 9% 36% 25% Totalde centros 6,034 24,038 Asociación de Industria de Plásticos de Japón, “Plásticos”, vol 61,No.6p45 25 A-59 Índice MóduloM24 1. Resumen 2. Materiales de refuerzo y de relleno 2.(1) Fibra de vidrio 2.(2) Fibra de carbón 2.(3) Materiales de relleno 3. Aditivos 3.(1) Plastificante 3.(2-1) Estabilizador 3.(2-2) Antioxidante 3.(2-3) Absorbente de radiación ultravioleta 3.(3) Pirorretardante 3.(4) Colorante 3.(5) Antiestático 3.(6) Deslizante 3.(7) Antibacteriano y antimoho M2 Materialesplásticos M24 Composición 28, 29 de sep, 2011 3.(8) Nucleante 3.(9-1) Espumante 3.(9-2) Estireno espumoso 3.(10) Modificador, aleación polimérica 4. Componentes de los materiales de moldeo 4.(1) Composición de los plásticos de uso general 4.(2) Composición de los plásticos de ingeniería 4.(3) Composición de los plásticos termofijos 5. Fotos de productos representativos y características de los plásticos 1 2 A-60 1. Conocimientos generales 2. Materiales de refuerzo y de relleno El plástico tiene muchas aplicaciones y las funciones requeridas varían dependiendo del uso o según la pieza. Se ha desarrollado una gran variedad de plásticos, pero en muchos casos no es posible satisfacer fácilmente la gran diversidad de usos. Por consiguiente, se está llevando a cabo el mejoramiento de las propiedades de los plásticos. Mezclando en los polímeros básicos los materiales de refuerzo y de relleno y los aditivos, se obtienen compuestos de moldeo capaces de: 䐟 prevenir el deterioro de propiedades por calor o luz; 䐠 mejorar las propiedades requeridas; 䐡 mejorar la moldeabilidad. Los componentes son importantes para optimizar tanto la selección de materiales como la técnica de moldeo. A continuación, presentamos los tipos de modificadores y los métodos de aplicación. 1. Materiales de refuerzo y de relleno 䐟 Fibra de vidrio, 䐠Fibra de carbón, 䐡Material de relleno 2. Aditivos 䐟Plastificante, 䐠-1 Estabilizador, 䐠-2 Antioxidante, 䐠-3 Absorbente de radiación ultravioleta, 䐡Pirorretardante, 䐢Colorante, 䐣Antiestático, 䐤Lubricante, 䐥 Antibacteriano y antimoho, 䐦Modificador y aleación polimérica, 䐧Nucleante, 䐨 Espumante 3. Componentes de los materiales de moldeo de los principales plásticos Se mencionan los materiales de refuerzo y de relleno y los aditivos. 3 Las propiedades mecánicas de los plásticos reforzados se atribuyen al material fibroso de refuerzo. Debido al efecto adhesivo del agente de tratamiento superficial, el material de refuerzo se une al polímero de base. A los materiales de refuerzo, se les exigen propiedades como: 䐟alta resistencia a la tracción, 䐠alta elasticidad, 䐡buena adherencia al polímero de base, y 䐢 excelente resistencia al calor, a la corrosión y al desgaste. Como materiales principales, tenemos las fibras de vidrio y de carbón, entre otros. Foto-1 Superficie de fractura del plástico reforzado con fibra de vidrio (20wt%) Gottried W.Ehrenstein 䠖 Materiales Poliméricos, p128(2001) HANSER 4 2.(2)Fibra de carbón 2.(1) Fibra de vidrio La fibra de vidrio ofrece: 䐟 incombustibilidad, 䐠buena resistencia química, 䐡 baja absorción de agua y 䐢excelente agente de tratamiento superficial, y muestra buena adherencia al material de base. Como componente vítreo, se utiliza el vidrio libre de álcali. La fibra de carbón es ligera y excelente en: resistencia y elasticidad, conductividad térmica y eléctrica, resistencia al desgaste y factor de transmisión de rayos X. La fibra de carbón se utilizó por primera vez en la aviación militar, y en la actualidad se emplea ampliamente en aviones, coches de carreras, palos de buque velero, deportes, automóviles, etc. Foto-3 Fibra de carbón para el moldeo de plástico reforzado con fibra de carbón (CFRP) de Poliacrilonitrilo (PAN) (izquierda), tejido (centro), foto microscópica del corte (derecha) Foto-2 Trenza cortada (izquierda), foto microscópica (centro) y rollo (derecha) 5 6 A-61 2.(3) Materiales de relleno En algunos casos se agregan materiales de relleno para disminuir el contenido polimérico, con el propósito de reforzar las distintas propiedades de los productos moldeados como la resistencia y la durabilidad, mejorar la elaborabilidad y reducir los costos. Las formas de los materiales de relleno se clasifican en polvo, fibra y tela. Los grupos de fibra y de tela se contemplan en los materiales de refuerzo. Los materiales de relleno se dividen, a grandes rasgos, en los grupos orgánico e inorgánico. 1. En el grupo orgánico tenemos las resinas fenólica y de melamina, principalmente, y desde tiempos antiguos se han venido utilizando: 䐟harina de madera, 䐠pulpa, 䐡cartón y 䐢tela. 2. Del grupo inorgánico, la mayoría se encuentra en estado de partícula, cuya forma se clasifica en: esférica, plana, porosa, puntiaguda, poligonal, entre otras. El diámetro de la partícula varía desde 0.015 m hasta 100 m. Entre más pequeña sea la partícula, mejor es su resistencia a los golpes, lisura superficial, y brillo, pero peor su dispersión y fluidez. 䐟Carbonato cálcico, 䐠talco, 䐡arcilla, 䐢mica, 䐣sílice, 䐤vidrio en escama y abalorio, 䐥 metal en polvo, 䐦grafito, 䐧sulfuro de molibudeno (IV), 䐨sulfato de bario Se utilizan material de cuerpo hueco microscópico como la resina epóxica en perlas de vidrio huecas para, por ejemplo, disminuir el peso de los plásticos de ingeniería. 3. Resultados esperados 䐟Efecto de refuerzo, 䐠elevación de la temperatura de deflexión térmica, 䐡efecto de apantallado contra la luz, 䐢efecto conductible, 䐣efecto deslizante, 䐤resistencia al clima, 䐥ajuste del coeficiente de expansión, 䐦mejoramiento de adherencia de la impresión 77 3.Aditivos Propiedades mejoradas en los plásticos que constituyen los materiales de moldeo (pellet) y tipos de aditivos (incluyendo los materiales de refuerzo y de relleno) Propiedades mejoradas Tipos de aditivos (incluyendo los materiales de refuerzo y de relleno) Mejoramiento de propiedades Materiales de refuerzo y de relleno, plastificante, espumante, nucleante Mejoramiento de la durabilidad Antioxidante, estabilizador, pirorretardante, absorbente de radiación ultravioleta Mejoramiento de las propiedades superficiales Antiestático, antibacteriano y antimoho Mejoramiento de la moldeabilidad Plastificante, lubricante, estabilizador Coloración Colorante, pigmento (orgánico, inorgánico) Polímeros reformados Mejorador de resistencia a los golpes, agente compatibilizador Cuadro-1 Propiedades mejoradas y tipos de aditivos (incluyendo los materiales de refuerzo y de relleno) 8 3.(2-1) Aditivo estabilizador 3.(1 ) Plastificante Siendo compatible con el polímero principal, funciona para mejorar su elaborabilidad y otorga flexibilidad al producto moldeado. Variando la dosis del aditivo, se puede regular el nivel de dureza. Se demandan buena miscibilidad, baja volatilidad. estabilidad frente a la luz y al calor, flexibilidad en baja temperatura, anti-lixiviación, resistencia a la migración, entre otras cosas. Se utiliza más frecuentemente para el policloruro de vinilo y de vinilideno. No es necesario agregarlo para el polietileno. La forma de deterioro entre el policloruro de vinilo y otros plásticos es diferente, por lo que los aditivos estabilizadores que se usan son distintos. 1. En el caso del policloruro de vinilo, al ser calentado bajo la presencia del oxígeno o al recibir radiación ultravioleta, suelta el cloruro de hidrógeno, y tras la reacción de descomposición se colorea. A fin de complementar o neutralizar el cloruro de hidrógeno soltado, se debe sin falta agregar el agente estabilizador al momento de su elaboración. Se añade el antioxidante al mismo tiempo. 2. Agente estabilizador para plásticos Se denomina antioxidante al material que previene del deterioro ocasionado por oxidación por el calor, y estabilizador de luz al que inhibe el deterioro causado por oxidación por la luz (principalmente la radiación ultravioleta). Se emplea para la mayoría de los plásticos como el polipropileno y la resina ABS, excepto el policloruro de vinilo. Nota: El agente estabilizador para plásticos es el término genérico del estabilizador a la luz y el antioxidante. El estabilizador de luz es, a su vez, el término genérico para el absorbente de radiación ultravioleta y el estabilizador para prevenir la coloración y conservar el brillo. Foto-4 5PVC Lámina de plástico para uso agrícola, salvavidas 9 10 A-62 3.(2-3) Absorbente de rayos ultravioletas 3.(2-2) Antioxidante Los plásticos sufren oxidación debido al oxígeno y el ozono existentes en el aire, lo cual ocasiona disminución de la resistencia, fisuras, coloración, disminución de la propiedad de aislamiento eléctrico. Se acelera la oxidación por el calor generado en el momento del moldeado, por la radiación ultravioleta, por el agua, etc. Este tipo de deterioro o alteración se puede prevenir al agregarse una pequeña cantidad de antioxidante. El antioxidante atrapa y descompone los radicales y peróxidos producidos por la oxidación, inhibiendo la fragilización de los polímeros. Al utilizarse junto con el agente estabilizador a la luz, funciona notablemente para prevenir el deterioro por luz. Los plásticos commodities que sufren fácilmente la oxidación son; polipropileno y polietileno del grupo de olefina, poliestileno, ABS, poliacetal, etc. Los rayos ultravioletas tienen mayor energía que la luz visible, y son capaces de penetrar en el plástico y destruir directamente la unión polimérica, ocasionando su deterioro. El absorbente de rayos ultravioletas absorbe los rayos ultravioletas que penetran e inhibe el deterioro de los materiales del plástico como la descomposición, alteración del color, fisura, etc. Al igual que el protector solar para la piel, el agente absorbe la energía ultravioleta transformándola en “calor” a través del cambio interno molecular. Se agrega para inhibir la degradación del plástico por radiación ultravioleta, así como para prevenir la absorción de la misma y el deterioro de los alimentos envueltos con películas. Rayos ultravioletas Figura-2 Deterioro ocasionado por el clima 11 12 3.(4) Colorante 3.(3) Aditivo pirorretardante Se les exige la propiedad pirorretardante a los plásticos empleados en los aislantes eléctricos, los materiales de construcción y los vehículos. Los pirorretardantes de tipo aditivo se dividen en los grupos de halógeno (bromo, cloro) y de fósforo. Los compuestos halógenos impiden el suministro de aire, mientras que los compuestos de éster fosfatado bajan la temperatura de combustión, consecuentemente elevan la propiedad pirorretardante. El trióxido de antimonia empleado al mismo tiempo se gasifica impidiendo el contacto con el aire, y eleva así la propiedad pirorretardante. 䘆 Problemas que presentan los pirorretardantes del grupo halógeno Se han utilizado mucho los pirorretardantes del grupo brómico, pero se teme tanto la generación de sustancias nocivas como el impacto en el medio ambiente y la salud humana. Como los pirorretardantes brómicos pueden ser fuente de emisión de dioxinas en el momento de su combusción a bajas temperaturas, la Unión Europea (UE) regula su uso a partir de julio de 2006. 䘆 Pirorretardantes libres de halógeno 䐟Hidróxido de magnesio, 䐠pirorretardantes de fósforo orgánico, 䐡cianurato de melamina, 䐢 pirorretardantes de resina fenólica con nitrógeno, 䐣mezcla de resinas silicónicas, 䐤aleación polimérica con polímeros pirorretardantes. Además de colorear los plásticos, los colorantes funcionan para otorgar a los productos resistencia al clima mediante sus acciones de blindaje, reflexión y absorción de la luz. Como colorantes tenemos pigmentos inorgánicos y orgánicos y tintes. Los tintes son colorantes que se disuelven en el agua o aceite, y existen tintes naturales y sintéticos. Los tintes no tienen buena resistencia ni al calor ni al clima, por lo que no se recomienda su aplicación a los plásticos. 1. Los pigmentos orgánicos son sintéticos y tienen colores nítidos. Su resistencia al calor y al clima es ligeramente baja. 2. Los pigmentos inorgánicos son de minerales refinados y son inferiores en cuanto a la nitidez de colores, pero tienen buena resistencia al calor y al clima. 3. Formas de los colorantes 䐟 Polvo (Se emplea para las resinas de urea y de melamina. Los pigmentos en polvo son difíciles de manejar.) 䐠 Colorante seco (polvo, cuya superficie es tratada con cera y sal metálica para mejorar la dispersión) 䐡 Pasta (una mezcla obtenida incorporando pigmento y plastificante) 䐢 Colorante líquido (una mezcla obtenida incorporando pigmento y surfactante, que se envía por bomba a la máquina moldeadora) 䐣 Masterbatch (se mezcla previamente el pigmento en alta concentración en un material de la misma clase que la resina a colorear) Rayos de luz Nota: Las dioxinas son compuestos químicos a los que se les califica de carcinógenos humanos. Colorante Figura-1 Mecanismo del pirorretardante 13 13 Figura-3 Coloración del plástico Foto-5 Colorantes en pellet 14 A-63 3.(6 ) Lubricante 3.(5 ) Antiestático Inhibe la electrización. Muchos plásticos son propensos a cargarse con electricidad estática (propiedad de electrización). Como agente antiestático, se utiliza el surfactante que inhibe este fenómeno de electrización. Al aplicarse el agente antiestático en la superficie del plástico, se forman capas continuas y se incrementa la conductividad eléctrica en la superficie, permitiendo una rápida descarga de la electricidad estática, lo cual previene la acumulación eléctrica. Debido a este fenómeno de electrización, se adhieren partículas de basura o polvo a los productos de plástico y los ensucia. Agua Tratamiento de la superficie Polímero Desplazamiento (Exudación) Incorporado Al moldear materiales ya sea en polvo, sólidos o pallet, el aditivo lubricante funciona para reducir la resistencia de fricción descrita en los incisos c y d, y mejorar la fluidez, la estabilidad térmica y la elaborabilidad de los polímeros fundidos. 䐟 Lubricación de la superficie entre los materiales de moldeo y las paredes interiores del cilindro de la máquina moldeadora: ÅLubricación exterior. 䐠 Reducción de la resistencia a la fricción entre los materiales de moldeo: Å Lubricación interna. Además, se obtienen los siguientes resultados: 䐡 Mejoramiento de la superficie del producto moldeado, y del antibloqueo de las películas. 䐢 Efecto lubricante posterior al moldeo (exudación del lubricante a la superficie en el proceso de enfriamiento interior del molde, incrementando la propiedad desmoldante). Como componente principal, se utilizan en forma combinada los grupos de hidrocarburos, ácidos grasos, amidas alifáticas, sales metálicas, etc. Para las vajillas y los envases de alimentos, se demanda baja toxicidad. Nota: La resistencia a la fricción se refiere a la dificultad de deslizamiento, como cuando alguien no se puede deslizar bien por un tobogán. Polímero Surfactante Figura-4 Acción del surfactante Foto-6 Tobogán 15 16 3.(7) Antibacteriano y antimoho 3a.( 8 ) Nucleante La propiedad antibacteriana se refiere a la función de inhibir la multiplicación de bacterias y moho. (1) Próposito de agregar el aditivo 䐟 Prevenir el deterioro del aspecto exterior y el mal olor del producto. 䐠 Prevenir infecciones en hospitales, conseguir propiedades antibacterianas. El nucleante es un agente eficaz para formar núcleos de cristal y desarrollarlo . Al agregarse el nucleante en el momento del moldeo de polímeros cristalinos, se forman los núcleos del cristal durante el enfriamiento y se generan grandes cantidades de cristales esféricos uniformes, lo cual permite obtener productos homogéneos, aumentando la transparencia, resistencia a los golpes y estabilidad dimensional. De esta manera, se impulsa el crecimiento del cristal. (2) En los aditivos antibacterianos y antimoho para plásticos, tenemos compuestos inorgánicos y orgánicos. Están compuestos de metales antibacterianos como la plata, y portadores como la zeolita. Foto-7 Cristal de PE Figura-5 Los iones de plata superficiales son envueltos por las bacterias y luego toman acciones. 17 18 A-64 3.(9-2) Poliestireno espumoso (PS) 3.(9-1) Espumante Se agrega para obtener resinas ligeras con alta resistencia térmica, mezclándolo con el polímero antes del moldeo, para que se generen espumas por el calentamiento o aplicándolo a presión durante el moldeo para que se forme estructura esponjosa o celular en el prodcto. Tenemos el espumante del grupo inorgánico que genera espumas continuas (el propósito principal: absorción de impactos, aislamiento acústico y peso ligero), y el del grupo orgánico que produce espumas independientes (el propósito principal: aislamiento térmico). Proceso de formación de espuma (formación primaria) Al aplicarse vapor a la materia prima en pequeñas perlas, se ablanda la resina de polistireno y las perlas comienzan a expandirse debido a la acción del aditivo espumante incorporado en la materia prima. Las perlas contienen el aditivo espumante a fin de aumentar su volumen 50 veces más. El aditivo espumante es producto de hidrocarburo como butano, pentano, etc. Proceso de moldeo Se llena el molde con las perlas expandidas en formación primaria y se vuelve a aplicar vapor. Las perlas expandidas una vez más se expanden por el calor, obteniéndose un producto moldeado con la forma del molde. Aditivo espumante Vapor Unas 50 veces más Perlas de poliestireno En este momento, las perlas aumentan el volumen unas 50 veces más. Foto-8 Observación del corte de formación de espuma (izquierda), contenedor termoaislante (derecha) 19 Perlas de materia prima Figura-7 Productos moldeados de plástico expandido Material de aislamiento térmico y de amortiguación Perlas de formación primaria Foto-9 Corte de ruptura del producto moldeado 20 Cuadro-2 Propósitos y aplicaciones de las aleaciones poliméricas 3.(10) Polímeros modificadores, aleación polimérica Polímero de base Aditivo modificador PPE Los polímeros modificadores (polímeros de mezclado) son aditivos que se agregan con el fin de mejorar los defectos de los materiales plásticos, así como sus propiedades como la resistencia a los golpes y al solvente, la moldeabilidad, la termorresistencia, la propiedad tribológica, la contractibilidad, la propiedad pirorretardante, la barrera de gas, entre otras. Aleación polimérica: Es una mezcla de dos polímeros distintos. Se selecciona la manera de mezclar tomando en consideración las propiedades de los dos tipos de polímeros. Si la afinidad entre los dos es baja, se utiliza como intermediario un “aditivo compatibilizador” de alta afinidad con ambos (copolímero en bloque). Propósitos Aplicaciones PS Moldeabilidad Chasis de artículos eléctricos PA Moldeabilidad, resistencia al solvente Autopartes PA EPDM Resistencia a los golpes, estabilidad dimensional Partes de apariencia de automóvil PA ABS Estabilidad dimensional Partes de apariencia de automóvil ABS PC Termorresistencia Partes exteriores de artículos eléctricos PC PBT Resistencia al solvente Autopartes PC ABS Galvanizabilidad Autopartes PPE ABS PVC Efecto pirorretardante Partes exteriores de artículos eléctricos PS EPDM Resistencia a los golpes Partes exteriores de artículos eléctricos PP EPDM Resistencia a los golpes Parachoques de vehículos POM PE Propiedad lubricante Piezas tribológicas 21 22 A-65 4.(1) Mezclas para los plásticos commodities 4.Componentes de los materiales de moldeo Mencionamos los componentes de los materiales de moldeo de los principales plásticos, así como los materiales de refuerzo, de relleno y los aditivos. 1. Mejoramiento de la moldeabilidad y prevención del deterioro (1) Polímeros termoplásticos: Fusión y fluidización por calor, solidificación por enfriamiento. 䐟Lubricante, 䐠antioxidante, termoestabilizador, 䐡desmoldante. En el caso de los polímeros cristalinos, 䐟nucleante (formador de núcleo) (2) Polímeros termofijos: 䐟Endurecedor, 䐠lubricante Para reformar los polímeros termofijos, casi no se aplica la copolimerización de polímeros termoplásticos ni la aleación polimérica. 2. Mejoramiento de propiedades para los usos de los productos moldeados: 䐟 Mejoramiento de propiedades (resistencia mecánica: material fibroso de refuerzo), (refuerzo de la resistencia: material de relleno), (elasticidad: plastificante), (disminución del peso y aislamiento térmico: espumante) 䐠 Mejoramiento de la durabilidad (resistencia al clima y estabilidad a la luz: absorbente de radiación ultravioleta) 䐡 Colorante 䐢 Resistencia a los golpes (elastómero, aleación polimérica) 䐣 Mejoramiento de las propiedades de la superficie (antiestático, antimoho, antibacteriano) 䕿䠖Modificador PE PP PVC SAN ABS PET Antioxidante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Lubricante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Nucleante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䕿 䕿 䕿 䖂 䕿 䕿 䖂 Estabilizador Colorante 䖂 䖂 Antiestático 䕿 䖂 䖂 䕿 Pirorretardante Absorbente a los rayos ultravioleta PS 䖂 䖂 Plastificante 䕿 䕿 䕿 䕿 Antebacteriano 䕿 Material de refuerzo 䕿 䕿 Material de relleno 䕿 䕿 䕿 Modificador de polímeros 䕿 䕿 䕿 Espumante 23 䖂䠖Básico 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 24 4.(3) Mezclas para los polímeros termofijos 4.(2) Mezclas para los plásticos de ingeniería PMMA POM PA PBT PC m-PPE Antioxidante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Lubricante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Nucleante 䖂 䖂 䖂 䖂 Estabilizador 䖂 Colorante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䕿 PF UF MF EP PDAP UP PI PUR Material de relleno 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䕿 䖂 Lubricante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Colorante 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Endurecedor 䖂 䖂 䖂 䖂 Material de refuerzo 䕿 䕿 䕿 䕿 䖂 䖂 Pirorretardante 䕿 䕿 Espumante 䕿 PPS 䖂 䖂 䕿 䖂 䖂 䖂 䕿 䖂 Absorbente a los rayos ultravioleta 䕿 Antiestático Pirorretardante 䕿 䕿 䕿 䖂 䕿 䕿 Absorbente a los rayos ultravioleta 䕿 䖂 䕿 䕿 䖂 䖂 䖂䠖Básico Antibacteriano 䕿 䕿 䕿 Material de refuerzo 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䖂 Material de relleno 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䖂 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 䕿 Modificador de polímeros 䖂䠖Básico 䕿 䕿 䕿 䕿 䖂 䕿䠖Modificador PF: Resina fenólica UF: Resina de urea-formaldehído MF: Melamina-formaldehído EP: Resina epóxica UP: Resina de poliéster insaturado PDAP: Resina de dialilftalato PI: Poliimida PUR: Poliuretano 䕿䠖Modificador 25 26 A-66 5. Fotos de productos representativos y características de los plásticos Características del PE: Es excelente en aislamiento eléctrico, resistencia al agua y a los fármacos. Tiene buena termorresistencia y rigidez. Características del PS: Existen dos tipos: el grado GP transparente y rígido, y el grado HI de color lechoso y resistente a los golpes. Es fácil aplicarle colorantes. Es excelente aislante eléctrico. Se disuelve en bencina y diluyente. Foto-10 Envases de detergente (izquierda) y tanque para uso agrícola de PE Características del PP䠖 Tiene el peso específico más bajo (0.9~0.91). La termorresistencia es comparativamente alta y la resistencia mecánica es excelente. Foto-13 Cajas de discos compactos de PS Características del poliestireno espumoso: Es ligero y rígido. Es excelente aislante térmico para conservación de calor. Se disuelve en bencina y diluyente. Foto-11 Tarima y parachoques de automóvil de PP Características de SAN: Tiene excelente transparencia y termorresistencia. Es ligeramente débil con el alcohol. Foto-14 Contenedor de pescado de polistireno espumoso Foto-12 Recipiente de un extractor de jugo de resina SAN 27 28 Características de la resina de flúor: Es de color lechoso y tiene alta termorresistencia, resistencia a fármacos y viscosidad nula. Características del ABS: Es excelente en brillo, apariencia y resistencia a los golpes. Es débil ante el alcohol. Foto-15 Carcasa de plancha de resina ABS (izquierda) Cubierta de motocicleta (derecha) Características del PVC: Es difícil de inflamarse. Hay plásticos duros y blandos. Se hunde en el agua (peso específico 1.4). Tiene excelente lustre y brillo superficial, y es apto para la impresión. Foto-16 Piel sintética y tubos de PVC Foto-18 Tubos de resina de flúor y sartén con recubrimiento de teflón Características del POM: Es blanco y opaco. Tiene excelente resistencia a los golpes y al desgaste. Algunos se corroen frente al ácido. Foto-19 Rueda de engranaje sin fin de POM (izquierda) Acercamiento al diente (derecha) Características del PMMA: Es incoloro, transparente y lustroso. Se corroe frente a la bencina y los diluyentes. Características del PA: Es de color lechoso y tiene buena resistencia al desgaste, al frío y a los golpes. Algunos se corroen frente al ácido. Existe la posibilidad de permeación de alcohol. Foto-17 Parabrisas de F15 y tanque de agua grande de PMMA 29 Foto-20 Múltiple de admisión de PA y defensa de aleación polimérica (PA66+PPE+EPDM) 30 A-67 Característica del PC: Es incoloro y resistente al ácido, pero débil a la alcalinidad. Es particularmente excelente en resistencia a los golpes y termorresistencia. Algunos se corroen ligeramente por álcali (detergentes). Foto-21 Lámina ondulada de PC para techo de garaje, lente de faro delantero Características del PBT: Es blanco y opaco. Tiene buena propiedad eléctrica y equilibrio de propiedades. Foto-22 Conectores de PBT para aparatos electrónicos Foto-23 Envases de PET (bebida, colirio, huevo) Características del PET: Las botellas termorresistentes son transparentes y resistentes, y ofrecen excelente barrera de gas. Características del m-PPE: Se obtiene mediante la mezcla de PPE con excelente propiedad eléctrica y resina de estireno con excelente moldeabilidad. Es excelente en termorresistencia, resistencia mécanica y rotura de aislamiento. Foto-24 Carcasa de copiadora (izquierda) y bobina de ignición (izquierda) de m-PPE Características del PPS: Tiene excelentes propiedades termorresistentes y pirorretardantes. El punto de fusión es alto, de unos 280ºC. Es excelente en resistencia a la tensión. Foto-25 Reflector de faro delantero y ventilador de medidor de flujo de PPS 31 32 Características del PDAP: Tiene excelente propiedad eléctrica y estabilidad dimensional. Sufre poco deterioro a altas temperaturas o bajo alta humedad. Es excelente en aislamiento eléctrico y estabilidad dimensional. Características del PF: Tiene buen aislamiento eléctrico, resistencia al ácido, termorresistencia y resistencia al agua. No se inflama fácilmente. Foto-26 Ceniceros, mangos y asas de cacerola de resina fenólica (PF) Foto-29 Producto moldeado de bloque de terminales de resina de dialilftalato (PDAP) Características del UF: Se parece a la resina de melamina, pero es poco costosa y difícil de inflamarse. No se altera o se altera ligeramente ante el ácido. Sufre ligera alteración por álcali. Características del EP: Es excelente en propiedades físicas, químicas y eléctricas. Foto-27 Aro de pasamano y multicontacto de resina de urea (UF) Foto-30 Productos de resina epóxica (EP) y moldeado tipo sellado Características del MF: Tiene buena resistencia al agua. Se parece a la cerámica. La superficie es dura. Foto-28 Vajilla de resina de melamina (MF) 33 A-68 Características del PI: Es ultrarresistente al calor y excelente en resistencia al frío y al desgaste, autolubricación, propiedades pirorretardante, mécanica y elétctrica. Foto-32 Película de poliimida termofija (PI) (izquierda), circuito impreso flexible de PI empleado en teléfonos celulares (derecha) Foto-33 Materiales de amortiguación de espuma de poliuretano (PUR) Características del PUR: Se pueden obtener resinas con una amplia variedad de propiedades, desde flexibles hasta rígidas. Son excelentes en adhesión y resistencia al desgaste. Como material espumoso, muestran diversas popiedades. Se corroen hasta cierto punto frente al ácido y álcali. 35 Foto-31 Cuarto de baño prefabricado y barca de pesca de resina de poliéster insaturado (UP) Características del UP: Tiene buenas propiedades de aislamiento eléctrico, termorresistencia y resistencia a fármacos. Es muy resistente con un refuerzo de fibra de vidrio. 34 Índice Módulo M25 M2 Materialesplásticos M25 Caracterización 2012/2/13,14,15 1 1. Generalidades 1.(1) Clasificacióndelosplásticostermoplásticos 1.(2) Resistenciaalimpactoytensiónalaruptura 1.(3) Resistenciaaldesgastedelosmetalesylosplásticos 1.(4) Durabilidaddelosplásticos 1.(5) Permeabilidaddelaspelículasalahumedadyalgas 1.(6) Estructuramoleculardelpolietileno 1.(7) ¿Porquéelpolietilenoesblando? 1.(8) Lasmoléculasseformandemaneraordenadayse cristalizan 1.(9) Gradodecristalizaciónyladensidaddelaparte cristalinaynocristalina 1.(10) Propiedadeléctrica 2.Plásticosdeusogeneral(commodities) 2.(1) Polietileno(PE) 2.(2) Polipropileno(PP) 2.(3) Polietilenotereftalato(PET) 2.(4) Orientacióndelaspelículasylasbotellas 2.(5) Poliestireno(PS) 2.(6) Razonesporlasqueesmásdifícilqueserompa cuandoselemezclahule 2.(7) ResinaAS(SAN) 2.(8) ResinaABS(ABS) FotodeltamañodepartículadelaresinaABSyla curvadetensióndeformación 2.(9) Clorurodevinilo(PVC) 2.(10) Polimetilmetacrilato(PMMA) 3.Plásticosdeingeniería 3.(1) Comparacióndelosplásticosdeingeniería 3.(2) Efectosdereforzamientoconfibradevidrio 3.(3) Poliamida(PA) PA6:Efectosdelaabsorcióndeaguaenlas propiedadesmecánicasdelplástico 3.(4) Poliacetal,polioximetileno(POM) 3.(5) Policarbonato(PC) 3.(6) Éterdepolifenilenomodificado(mPPE) 3.(7) Polibutilenotereftalato(PBT) 3.(8) Polietilenotereftalatoreforzadoconfibrade vidrio(GFPET) 4.(1) Característicasdelosplásticostransparentes 4.(2) Resistenciaquímicadelosplásticos 4.(3) Resistenciaquímicadelosplásticosde ingeniería 4.(4) Propiedadesfísicasdelosplásticos 2 A-69 1.(1)Clasificacióndelosplásticostermoplásticos 1.Generalidades [Factoresquedominanlaspropiedadesdelosplásticos] 1. Estructuraquímica(Moléculas,cadenaprincipal,cadenaslaterales,etc.) 2. Estructuradepolímero(Masamolecular,ramificación,reticulado,copolimerización,cristalización,etc.) 3. Mejoramientodepropiedadesmediantelosaditivosylascombinaciones(Variostiposdeaditivos,reforzadoresde fibra,aleacióndepolímeros,etc.) Clasificación 3 Plásticos de ingeniería Plásticosdesemi ingeniería Amorfo [Propiedadesprincipalesdelosplásticos] 1.Propiedadesmecánicas: 䐟 Esposibleaplicarleunafuerzaexterioraunavelocidadconstanteydespacio.Æ Seexpresamediantela tensión,elasticidad,rigidez,dureza,etc. 䐠 EsposibleaplicarleunafuerzaexteriorimpactanteÆSeexpresamediantelaresistenciaalimpacto,etc. 䐡 EsposibleaplicarleunafuerzaexteriorduranteuntiempoprolongadoÆ Seexpresamediantela resistenciaalafluencia(Secambiaconeltranscursodeltiempo) 䐢 EsposibleaplicarleunafuerzaexteriordeunamaneracíclicaÆ Seexpresamediantelaresistenciaala fatiga(Durabilidadentiempoprolongado) 2. Propiedadestérmicas 䐟 Resistenciaquímicaalcalor:Seexpresamediantelainflamabilidadyladificultaddedegradacióntérmicacomo ladescomposicióntérmica.Estodependedelafuerzadelosenlacesquímicosdelaestructuramolecular. 䐠 Resistenciafísicaalcalor:Seexpresalaresistenciatérmicaacortotiempomediantelatemperaturade deflexiónyladeablandamieto,mientrasquelaresistenciatémicaalargoplazoesindicadaporeltiempoque semantienenlaspropiedadesmecánicasy/olaseléctricasaunatemperaturaconstante. 3. Propiedadessignificativasparalosproblemasenelusorealdeplásicos Resistenciaquímica,absorcióndeagua,absorcióndehumedad,permeabilidaddegas,resistenciaalaintemperie Plásticosdepropósitogeneral (commodities) Cristalino Plásticosdesemi súperingeniería Transparente PVC GPPS LDPE PMMA SAN PC Opaco HIPS ABS mPPE PET GFPET A B HDPE PP Plásticos desúperingeniería PAR PSF PPS POM PA PBT C Resistenciatérmica (acortoplazo) PES PEI LCP ~100ºC ~150ºC ~200ºC ~250ºC Estructuraquímica A:Cristalizaciónconagentenucleante,B :Plásticoscristalinoscomunes,C :Plásticoscristalinoslíquidos Tabla1 Clasificacióndelosplásticostermoplásticos TakumiSato:ZukaiZatsugaku“Plastic”,p89,2004,EditorialNatsume 4 1.(2)Resistenciaalimpacto ytensión alaruptura 1.(3)Resistenciaaldesgaste delosmetales ydelosplásticos 1.Noesfácilqueserompaaunquerecibaunimpactoporcaída Sedeformaelestuche,absorbiendoelimpacto yrecuperasuformaoriginal. Piezainterior Resistenciaalimpacto ASTMD256 IZOD Pareddelestuche Materialde contraparte 2.Laresistenciaalarupturamuestralaproporcióndedeformacióncuandoinicialaruptura. Metal Resistenciaalatensión Elongaciónalaruptura ASTMD638 Plástico 1. Losmetalessedesgastan,desprendiéndosesusátomosymoléculasporfricción. 2. Losplásticostienensuscadenasmoleculareslargas,estohacequesusenlaces molecularesseanfuertes,yquenosedesprendanlasmoléculasfácilmente. 3. Lafuerzaintermoleculardeplásticoscristalinosesfuerte,yestodaexcelente resistenciaaldesgaste. 4. Paradisminuireldesgastedeplásticos,sepuedencombinardistintosplásticoso metales,outilizarplásticosconlapropiedaddeautolubricación. Hayunosplásticosqueseextienden hastavariasvecessutamaño. Materialde contraparte Rotación Moléculasdeplástico Átomosdemetal * Losplásticos conmayorresistencia alaruptura sonHIPS,ABS,PC,PC/aleación conABS,etc. Serompeauncon elongacióndepoco% Rotación Dibujo2Diagramaesquemáticodeldesgaste Autolubricación:AgregarpolímerosconpropiedadesquedisminuyenlafriccióncomoPE,TPFE,silicón. Dibujo1Impacto por caída,deformación yrecuperación TakumiSato:ZukaiZatsugaku,“Plástic”,p133,2004,EditorialNatsume 5 TakumiSato:ZukaiZatsugaku,“Plástico”,p141,2004,EditorialNatsume 6 A-70 Límitedefatigayrelacionesderesistencias alafatigadelosplásticos 1.(4) Durabilidaddelosplásticos 1. Causasderupturadelosplásticos Agresión Agresión Fuerza Químico Agresión Agresión Calor Luz,Gas,Aire Límitedefatiga Debilitanlafuerza intermoleculary posteriormente rompensusenlaces. [Mpa],107Ciclo PVC 2.Propiedadesacortoylargoplazo 䐟 Nohaycambioacortoplazo. 䐠 Sedeformaorompecuandorecibeunafuerzaduranteun tiempoprolongado(Tomaunlargotiempoparaquelas moléculassemuevan.):Resistenciaalafluencia 䐟 Noserompeporlaagresióndeunasolaocasión. 䐠 Serompedespuésderecibirrepetidamenteagresiones. (Seseparanlasmoléculasgradualmente.):Resistenciaala fatiga Resistenciaalafatiga/ Resistenciaalatensión Resistenciaalafatiga/ Resistenciaalaflexión 170 0.29 0.15 PS 100 0.41 0.20 PA 118 0.22 0.24 PE 110 0.50 0.40 PC 98 0.15 0.09 PP 110 0.34 0.23 PMMA 278 0.35 0.22 POM 269 0.37 0.25 ABS 118 0.30 Tabla2 Límitedefatigayrelacionesderesistenciasalafatigadevariostiposdeplásticos Dibujo3Diagramaesquemáticodedurabilidadyresistenciaalafluencia, resistenciaalafatigadelosplásticos TakumiSato:ZukaiZatsugaku,“Plástic”,p143,2004,EditorialNatsume Relacionesderesistenciasalafatiga 7 Shimamura:Diseñodemaquinaria9,[7],18,[1965] 8 1.(5)Permeabilidaddelaspelículas alahumedadyalgas 1.(6) Estructuramoleculardelpolietileno Átomodehidrógeno Propiedaddebarrera delaspelículas Permeabilidadalgas ͤ1 CO2 O2 N2 Permeabilidad alahumedad ͤ1 ͤ2 (cc/m2/atm,24hr) PELD 18,500 4,000 1,400 20 PEHD 3,000 600 220 10 PP(Orientado) 3,800 860 200 11 PP(Bioorientado) 1,680 550 100 6 PET 400 60 25 27 PA6(Bio orientado) 79 20 6 145 2,400 5,000 800 160 PS PC 1,225 200 35 PVC(Rígido) 442 150 56 40 70 <115 22 1.5 PVA 10 7 2 15 510 1.5 PVDCcubierta OPP ͤ2 (g/m2,24hr) a 40Υ,90%RH,t=25m 110º Yaseacarbonoohidrógeno,los átomosmismostratandegirar. 110º 110º Seexpandeyse contraealadistancia deunos0.15nm 110º 110º Átomodecarbono Tabla3Permeabilidad delaspelículas alahumedad yalgas 110º 110º Vistadefrente Observacióndeunsoloátomodecarbonodelpolietileno 80 PVD EVOH a 20Υ,65%RH,t=25m Seexpandeyse contraealadistancia deunos0.11nm. 110º 110º Elestadomásestable eselestadoenqueloscarbonos estánordenadosenformadezigzag. Dibujo4Estructura moleculardelpolietileno Materialesindustriales, 39,‘8’,38(1990) 4~5 9 TakumiSato:ZukaiZatsugaku,“Plástico”,p33,2004,EditorialNatsume 10 A-71 1.(8)Lasmoléculasseformandemanera ordenadaysecristalizan 1.(7)¿Porquéelpolietilenoesblando? Elestadomásestableescuandolosátomosde carbonoAyDestánendireccionesopuestas. Parteamorfa ElestadomásinestableescuandoA yDestánenlamismadirección Dibujoa Dibujobes lavistaenla dirección deleje deldibujoa Hidrógeno Carbono Carbono Hidrógeno Segiralamanodesusenlaces. Partecristalina Característicasdelosplásticoscuyacadenamolecularprincipalseaúnicamentedecarbonos; 䐟 Esfácilgirarlamanodesusenlaces,locuallohaceflexiblealasfuerzasexteriores. 䐠 Cuandoseleaplicaunaaltatemperatura,sedebilitalafuerzarestrictivaintermolecularyse vuelvefácildefundir. 䐡 Esrelativamentefácildeproducirapartirdepetróleo. Plásticoscristalinos Polietilenoenelestadocristalino 1. Aunenlosplásticoscristalinos,lapartecristalizadaesalomucho80%. 2. Sevensemitransparentesuopacosdebidoaquelaluznoavanzaenlínearecta,sinoquese deflectaosereflejaenlafronteradelapartecristalinaylapartenocristalina. Dibujo5Diagramaesquemáticodelosmovimientosmolecularesdelpolietileno TakumiSato:ZukaiZatsugaku,“Plástico”,p37,2004,EditorialNatsume Todaslasdistanciassonlasmismasentrelosátomos dehidrógenodelascadenascolindantes. Dibujo6Arreglo delas moléculas ycristalización delpolietileno 11 TakumiSato:ZukaiZatsugaku,“Plástico”,p55,2004,EditorialNatsume 12 1.(10)Propiedades eléctricas 1.(9)Gradodecristalización,densidad delapartecristalinayamorfa Gradode cristalización(%) Polímeros 1. Resistenciaalaislamiento Densidad( g/cm3) Partecristalina Parte amorfa Común 3545 1.24 1.23 1.07 1.08 1.14 1.14 POM 7080 1.54 1.25 1.41 PET 3040 1.50 1.33 1.38 PBT 4050 1.38 PTFE 6080 2.35 2.00 2.1 PA66, PA6 : Serefierealaresistenciaquesepresentacuandosetransmitiela corrientedirecta.Existenlaresistenciavolumétricay laresistencia superficial. 2. Resistenciaalaroturadieléctrica : Serefierealvalorequivalentealmínimovoltajeaplicadoalaprobetasin provocarlarupturadieléctrica,divididoporelespesordelaprobeta. 3. Propiedadesdieléctricas : Serefiere alas característicasrelacionadasconelfenómenode polarizacióndecargaeléctricaenpositivaynegativacuandoseleaplica unvoltajealmaterial. 䞉 Constante dieléctrica : Serefierealniveldeenergíaelectroestáticaquesealmacenadentrode unaunidaddevolumen. Pasalacorrientedealtafrecuenciaenelinteriordelmaterialcuandose aplicacorrientealterna. Sedivideencorrienteconsumidaparacargaryencorrienteperdidapor ladisipacióndelcalor. 䞉 Factordedisipación : Indicaelniveldelacorrienteperdidaporladisipacióndelcalor. Mientrasesmayorelfactordedisipación,esmenorelaislamiento,porlo queesmayorlapérdidadelcalorporlapérdidadieléctrica. 4. Sepuede carbonizar lasuperficiedelplásticoporlasmicrodescargaseléctricasrepetidas,formandounoscanales conductivoseléctricos,locualpuedegenerarlaroturadieléctrica. 䞉 Resistenciaalarco (arcresistance):Semideenlasuperficielimpia. 䞉 Resistenciaalacarbonizaciónporarcos(trackingresistance): Semide conalgunasustanciaquecontamineen lasuperficie. PP(Isotáctico) 7080 0.95 0.85 0.905 PP(Atáctico) 5060 0.95 0.85 0.896 PEHD 7080 1.0 0.85 0.95 PELD 4555 1.0 0.85 0.92 Tabla4 Característicasdecristalizacióndelosplásticoscristalinos GottfriedW.Ehrenstein:Plymeric Materials,p67,2001,HANSER Dibujo7 Cargaporlapolarizacióndieléctrica (a)Conlosdieléctricos (b)Sinlosdieléctricos 13 14 A-72 2.(1)Polietileno (PE) 2. Plásticosdeusogeneral 䛆Estructuraquímicaypoliméricadelosplásticosdeusogeneral䛇 (1) Lacadenamolecularprincipaldelosplásticosdeusogeneralestáformadadecarbonos.Se conviertenendistintosplásticosalcambiarlaparteperiférica(=cadenaslaterales,radicales)sin cambiarlacadenaprincipaldecarbonos. 䞉 Lacadena lateraldePEtiene4hidrógenosyesestablequímicamente.Esflexibleyexcelenteen resistenciaquímicayalaislamientoeléctrico. 䞉 PPseformaporsustituirunodeloshidrógenosporungrupometilo(CH3).Sevuelveresistentea lasflexionesrepetidas. 䞉 PVCseformaporagregarunátomodecloro.Semejoralainflamabilidadylaresistenciaal aislamientoyalaintemperie. 䞉 PSseformaporagregarbenceno.Esamorfo,transparenteyexcelenteencolores. (2) Larigidez(módulodeelasticidad)ylaresistenciatérmicaseincrementanenproporciónconel tamañodelasmoléculasdelascadenaslaterales. 䞉 ANesunmonómeroqueposeeelgrupocianoensucadenalateralyseconvierteenSANporla copolimerizaciónconPS. SANesunpolímeromejoradoenlaresistencia,laresistenciaalimpacto,químicayalaintemperie, ytérmicadePS. 䞉 ABSesunpolímeromejoradoconsiderablementeenlaresistenciaalimpacto,copolimerizando SANconhulebutadieno. 䞉 PETcontieneensucadenamolecular,elanillodebencenoyetilenoqueescadenadecarbono porsuenlaceéster.Lasmoléculasseformanenlínearectaloquefacilitaelordenamientodelas cadenasmolecularesylacristalización. TakumiSato:ZukaiZatsugaku,“Plástico”,p89,2001,EditorialNatsume 15 1. Estructuraquímica 2. Tipoyclasificación Esunplásticotermoplásticodeusogeneral.Essemitransparenteypolímerodealtacristalización. Existen3tipos;Polietilenodebajadensidad(LDPE),Polietilenodealtadensidad(HDPE)y Polietilenodeultraaltopesomolecular(UPE). 3. Características 䐟 Ladensidadesbaja;0.920.97.Yflotaenelagua. 䐠 Supropiedadmecánicaestenazyblanda.Nosevuelvefrágilabajastemperaturas. 䐡 Esresistenteasustanciasquímicasynosediluyeensolventesorgánicos.Sedeformaenagua hirviendo. 䐢 Esdifícilaplicarpintura,adhesivoseimpresión. 䐣 Notienesabor,olor.Noestóxicoyesamigablealambiente. 䐤 Esexcelenteparaselladoporcalor. 䐥 Tienebuenafluidezyestabilidadtérmicaduranteelmoldeo. 䐦 Esexcelenteenaislamientoeléctricoyresistenciaalaintemperie. 䐧 Lapelículadepolietilenodebajadensidad(LDPE)notranspiravapordeagua.La permeabilidadalgasoxígenooasolventesorgánicosesgrande. 䐨 Elpolietilenodealtadensidad(HDPE)tieneexcelenterigidezyresistenciaalimpacto.Peroes másblandoencomparaciónconotrosplásticostermoplásticos. 䐩Elpolietilenodeultrapesomolecular(UPE)tienemejorresistenciaqueelpolicarbonato(PC), ymuybuenaresistenciaaldesgaste,autolubricaciónypropiedadtribológica. Nota: Propiedadtribológica:Facilidadendeslizamientoyenrotación. Propiedaddeautolubricación:Esunapopiedaddelosplásticoscristalinos porlaquecasinosedesgastanporfricciónconmetales. 16 2.(2)Polipropileno (PP) 2.Polietilenotereftalato (PET) 1. Estructuraquímica 1. Estructuraquímica 2. Tipoyclasificación Esunplásticotermoplásticodeusogeneral.Esunpolímerodealtacristalizaciónysemitransparente. Existentrestipos;homopolímero,copolímeroalazar,polímerodebloque. 3. Características 䐟 Eselplásticomásligeroysudensidades0.90~0.91. 䐠 Surigidezesaltayesmuyresistente,sinembargo,noesmuybuenasuresistenciaalimpactoa bajastemperaturas. Seincrementasuresistenciacuandoseaplicalaorientación.Esresistenteaflexionesrepetidas. 䐡 Esposibleutilizarloenunambientededesinfecciónavaporoenaguahervida. 䐢 Esresistenteaácido,álcaliyasolventesorgánicos.Lapermeabilidadaloxígenoyalvaporde aguaesbaja. Esresistentealcraqueoportensiónambiental. 䐣 Esdifícilaplicaradhesivoseimpresión. 䐤 Esbuenalamoldeabilidadyreciclable. 䐥 Esexcelenteenhigienealimentaria. 2. Tipoyclasificación Esunplásticotermoplásticodeusogeneral.Esunpolímerocristalinoytransparente. 3. Características 䐟 Tienebuenarigidezydureza,resistenciaalimpacto,aldesgaste,alafatigayalafluencia.Cuenta conbuenaestabilidaddimensionalysusuperficieeslisa.Sevuelvemástenazcuandoseaplicala orientación.Laspelículasdeorientaciónbiaxialtienenmejortransparenciayflexibilidad, resistentealaflexiónyalaralladura. 䐠 Tienebuenaresistenciatérmica. 䐡 Esmuyseguroalusarloparaalimentos. 䐢 Esresistentealagasolina,alosaceitesyalasgrasas,perosedescomponeconácidosulfúrico concentradoyácidonítricoconcentrado.Sehinchaysediluyeconsolventesorgánicos. 䐣 Lapermeabilidadalgas,talescomovapordeaguayoxígeno,espequeña.Esmuybuenopara manteneraromas. 䙫 APET(PETamorfo) : Loscristalesestánmicrodivididos.Estransparentelaapariencia cuandosemoldea. 䙬 CPET(PETcristalino): Esapropiadoparalosenvasesresistentesalcalorparaalimentos.Tiene altaresistenciayresistenciatérmica. Nota: 1) Rigidez:Serefiere algrado dedificultad endeformarse por flexión otorción. 2) Craqueo por tensión ambiental:Serefiere alafractura orotura por aplicar sustancias químicas cuando elmaterialtiene alguna deformación. 17 Nota: 1) Resistenciaalaralladura:Dificultadderallarseenlasuperficie. 2) Flexibilidad:Facilidadparaflexionarse. 18 A-73 2.(4)Orientación depelículas ybotellas 2.(5)Poliestireno(PS) 1. Estructuraquímica Orientación Partenoorientada: Amorfaocristalinanormal Parteorientada: Seconvierteenelcristalllamado“cristallineal”yesfuerte enladirecciónalacuallasmoléculasestánorientadas. Orientación Laorientaciónbiaxial seaplicapara fortalecerpelículasy botellasencualquier dirección. Cristallineal Laorientaciónmonoaxialsolo fortaleceenunadireccióncomo hiloofilamento. Dibujo8 Tecnología para laorientación deplásticos cristalinos TakumiSato :ZukaiZatsugaku“Plastic”(p117,2004,EditorialNatsume) 19 2. Tipoyclasificación Existen3tipos:䐟 Poliestirenodeusogeneral,䐠 Poliestirenodealtoimpacto䐡 Poliestireno espumado Esunplásticotermoplásticodeusogeneral.Esunpolímeroamorfodebuenatransparencia. 3. Características (1) PoliestirenodeusogeneralGPPS (GeneralPurposePolysthylene) 䐟 Sudensidades1.05g/cm3 ytienebuenbrilloenlasuperficie. 䐠 Tienealtarigidezydurezasuperficial.Suresistenciaalimpactoesbajayesfrágil. 䐡 Esresistenteaácidoyálcali,sinembargonoesresistentealsolventeorgániconialaceite. 䐢 Latemperaturadeablandamientoesbaja:95Υ. 䐣 Tieneunaestabilidadtérmicaduranteelmoldeoyesfácildereciclarse. 䐤 Es relativamente pocoresistentealaluzsolarysedegradaabsorbiendorayosultravioleta. Tienebajaresistenciaalaintemperie. (2) PoliestirenodealtoimpactoHIPS(HighImpactPolystyrene): Sepierdelatransparencia. Es 5a10veces más resistente alimpacto encomparación conGPPS. (3) PoliestirenoespumadoFS(FoamedStyrol) : Esexcelentesucapacidaddeespumarse,lacualpermiteobtenerunespumadodealtovolumen. Seadquiereresistenciaalimpactoyalaislamientotérmico. 20 2.(6)Razonesporlasquesevuelvedifícilqueserompa cuandosemezclaconhule 1. Dispersióndelesfuerzo Plásticoduro Rastre Lafuerzaseconcentraenunapartepequeña Deflexión ELplásticosedeformaylafuerzase concentraenunaáreagrande,porlotantola fuerzaaplicadaencadaparteespequeña. 2. Sedetieneelavancedefracturas. Fuerza Partícula dehule Fuerza Secreafisuraenlapartedeplástico Dondesecargalafuerza. 1. Estructuraquímica Plásticoblando Rastre Fisura 2.(7)AS(SAN) Laspartículasdehulese deformanydisminuyela tensiónhaciasusalrededores, asísedetienelafractura. Auncuandonosedetieneelprocesode rompimiento,disminuyelatensióncada vezquepasanporlaspartículasdehule. 2. Tipoyclasificación Esunplásticotermoplásticodeusogeneral.Escopolímerodeacrilonitrilo(AN)yestireno(ST). Esunpolímeroamorfodebuenatransparencia. 3. Características 䐟 Tienemejorrigidez,resistenciamecánica,químicaytérmicaqueelpoliestireno(PS). 䐠 Tienedurezasuperficialyesdifícilqueseralle.Esmuyresistentealimpacto. 䐡 Tieneexcelenteresistenciatérmica. Latemperaturadedeflexión(1.86MPa)esalta;101~104Υ. 䐢 Esunplásticomejoradoensuresistenciaalaintemperie,alaceite,químicaencomparacióncon PS.Tienecapacidaddeabsorcióndeagua,peronoesresistentealosalcoholesinferiores. 䐣 Seadhieremuybienconadhesivoepóxicoypoliéster. 䐤 Laresistenciaalcraqueoportensiónambientalesmejorqueelpoliestireno. 䐥 Lafluidezenelprocesodemoldeoesmenorqueladelpoliestirenoysumoldeabilidades menor. 䐦 Tienebuenaestabilidaddimensional. LoscomponentesdehuleestánintegradosenHIPS,PP䞉EPDM,ABS,HIPS/PPE,etc. Dibujo9 Funcióndecomponentesdehule TakumiSato :ZukaiZatsugaku“Plastic”(p77,2004,EditorialNatsume) 21 22 A-74 FotosdeltamañodepartículadelaresinaABS ylacurvadetensióndeformación 2.(8)ABS Deformación Partículaspequeñas Nota: 1) Índice de temperatura UL; Se refiere a la máxima temperatura de uso a la que pueden mantener resistencias mecánicas y eléctricas del material en su uso de largo plazo. 2) Resistencia a la baja temperatura; Los plásticos se endurecen, debilitan y bajan su resistencia al impacto a temperaturas bajas. Este término indica la resistencia a la baja temperatura. Tensión Tensión 2. Tipoyclasificación Esunplásticotermoplásticodeusogeneral.Escopolímerodeacrilonitrilo(AN),estireno(ST)yhule butadieno.Esunaaleacióndepolímerosamorfosopaca.(Existengradosespecialestransparentes.) 3. Características 䐟 Esmuytenaz,resistentealafluenciaytienebrillosuperficial. 䐠 Tienealtaresistenciatérmicaparaunplásticodeusogeneral.Tambiénesresistentealfrío. 䐡 Noesresistentealaintemperie,presentacambiodecolorydeteriorodebrillo. 䐢 Esdeexcelentemoldeabilidad. 䐣 Lacontracciónpormoldeoespequeñaytieneestabilidaddimensional. 䐤 Esexcelenteparacolorarseyparagalvanizarse. Te nsi ón 1. Estructuraquímica Deformación Partículasgrandes Deformación Partículasalazar Foto1Observación deltamaño departículas dehule enABS yenPSHIylacurva detensióndeformación GottfriedW.Ehrenstein:Plymeric Materials,p110,2001,HANSER 23 24 2.(9) Clorulodevinilo(PVC) 2.(10) Metracrilatodemetilo(PMMA) 1. Estructuraquímica 1. Estructuraquímica 2. Tipoyclasificación Esunplásticotermoplásticodeusogeneralyesunpolímeroamorfotransparente.Existeneltipo rígidoyflexible. 3. Características 䐟 Tienebuenequilibrioensuproporciónderigidez,resistenciamecánica,alafluenciayalimpacto. 䐠 Elaislamientoeléctricoesgrande. 䐡 Tieneexcelenteimpermeabilidadalaguayresistenciaalaintemperie. 䐢 Esbuenoencolorarseyadherirse, y esfácildeimprimir. 䐣 Laimpermeabilidadalgas comooxígenoespequeña. 䐤 ElPVCrígidotieneestabilidaddimensionalybuenadurabilidad. 䐥 ElPVCflexibletienefacilidaddecambiarsublandurasegúnlacantidadytipodeplastificanteque seleagregue. Nota: Resistenciaalagua(humedad):Serefierealacaracterísticaqueabsorbepocoagua cuandoestésumergidoenelaguaoenunambientedealtahumedad. 2. Tipoyclasificación Esunplásticotermoplásticodeusogeneralyesunpolímeroamorfotransparente. 3. Características 䐟 Tieneexcelentetransparencia. Sutransparenciaesmejorqueelvidrionormalyelíndicede refracciónesalto;1.49. 䐠 Tieneexcelentedurezasuperficial,resistenciaalaralladura. 䐡 Delaspropiedadesmecánicas,latenacidadesalta,sinembargo,laresistenciaalimpactoes bajaysefracturaporsufragilidad 䐢 Tienemuybuenaresistenciaalaintemperie. 䐣 Esmuybuenoenlaresistenciaalagua,yessensiblealcraqueoportensiónambiental. 䐤 Esfácildeflamearseygeneramonómerosdegasalquemarse. Hidrógeno Hidrógeno Carbono Nitrógeno Carbono Cadenalateralgrande: 䐟 Pesadaydura 䐠 AmorfoTransparente Componentesnopetroleros: 䐟 Esexcelenteenlaresistenciaalquímicoyalaintemperie. 䐠 Esexcelenteenlaresistenciaalaflama. Cadenaslateralesgrandes(metiléster): 䐟 Pesadasyduras AmorfoTransparente (Lamejortransparenciaentrelosplásticos yelmayoríndicederefracción) 25 Oxígeno 26 A-75 3.(1) Comparacióndelosplásticosdeingeniería 3 Plásticosdeingeniería 䛆Estructuraquímicaypoliméricadelosplásticosdeingeniería䛇 䞉 Losplásticosdeingenieríacontienenalgúnátomodistintoalcarbonotalescomo oxígenoonitrógenoenunadecadaunadesuscadenasmoleculareslaterales (cadenasdecarbono). POM Cristalización 䞉 Larotacióndeenlacesdelosátomosenlacadenaprincipalestálimitada,porlotanto losmovimientosdelasmoléculasdetodaslascadenasquedanreducidos.Las cadenasmolecularesnosemuevenlibrementeaunqueseelevesutemperatura,por loquetienenmejorresistenciatérmica. 䞉 Lascadenasmolecularesnosedoblanfácilmenteaunquerecibanunafuerzaexterior. Tampocosedispersanlascadenasmolécularesenlasmoléculasdeunsolvente cuandotengancontactoconelsolvente. 䞉 Lascadenas de6carbonos enanillodelbencenosevuelvenmásrígidasygeneranel mismoefectoquecuandoellassongruesas.Porlotanto,cuandoseintegranéstasen lascadenasmolecularesprincipales,seaumentaconsidereblementelaresistencia térmica. 27 PA PBT Cristalino PC mPPE Amorfo Amorfo Observaciones Resistencia mecánica 䕿 䕿 䕿 䕧 䕧 Comparación delafuerzaqueresiste alargoplazo Resistenciatérmica 䕧 䖂 䖂 䕿 䕿 Comparación delatemperaturaque resistealargoplazo Sustanciaquímica inorgánica 䕧 䕧 䕧 䕧 䕿 Ácido,álcali, aguatempladaetc. Sustanciaquímica orgánica 䕿 䕿 䕿 㽢 㽢 Absorcióndeagua Nohay Hay Nohay No hay No hay Fluidez 䕿 䕿 䕿 㽢 㽢 Velocidadde solidificación 䖂 䕿 䕧 㽢 㽢 Contracción Grande Grande Grande Pequeño Pequeño No indicaningúnprolemasustancial Comparación delamoldeabilidadpor inyección.Lafluidezylavelocidadde solidificaciónsonimportantesenla productividad.Lacontracciónes importanteparalaprecisión dimensionaldelproducto. 䖂 : Excelente Tabla5 Comparacióndelascaracteríasticasdelosplásticosdeingeniería 䕿: Bueno 䕧 : Precaucióneneluso 㽢:Nobueno.Requiere tomar algunas medidas. TakumiSato :ZukaiZatsugaku㼳Plastic㼳 (p105,2004,EditorialNatsume) 28 3.(3)Poliamida(PA) 3.(2) Efectosdelreforzamientoconfibradevidrio 1. Estructuraquímica PA6,6 2. Tipoyclasificación Esunplásticodeingenieríaperotienecaracterísitacasdeusogeneralyesunpolímerocristalino ligeramentesemitransparente. 3. Caracteríasticas 䐟 Abosorbeagua.Alabsorberagua,semejoranlatenacidad,resistenciaalimpacto,flexibilidad.Por otroladodisminuyelaresistenciamecánicayelaislamientoeléctricoyprovocavariación dimensional. 䐠 Tieneexcelenteresistenciaagasolina,aceiteysolventesorgánicos. Noesresistenteaácidos, fenolesyclorurodecalcio.Lapermeabilidadagasestalescomonitrógenoygasolinaensuestado gaseosoesbaja,ytiene muybuenacomopropiedaddebarreradegases. 䐡 Tienebuenaresistenciamecánica,tenacidadyresistenciaalafatiga. Lasuperficieesrígiday demuestramuybuenaresistenciaaldesgasteytieneautolubricación. 䐢 Esautoextinguible. Nota Resisnteica (MPa) 1. 2. 3. 4. 5. Cristalino, sin refuerzo Cristalino, reforzado con vidrio Amorfo, sin refuerzo Amorfo, reforzado con vidrio PA66 PA6 PBT mPPE PC 6. PEEK 7. PFS 8. PPS 9. PES 10. PEI Lacantidaddefibradevidrio agregadaes30~33Wt% Resistencia térmica (ºC) Dibujo10 Relación entrelaresistencia alatensión ylatemperatura dedeflexión(1.81MPa) ycomparacióndeconysinelreforzamientoconfibradevidrio Losplásticosamorfostienenunafuerzadeenlacemoleculardébilporloquelasmoléculas empiezanamoversetanprontolleganaaltastemperaturas. Nodemuestramejorasignificativaenresistenciatérmicaaúnreforzadosconfibradevidrio. TakumiSato :ZukaiZatsugaku“Plastic”(p69,2004,EditorialNatsume) 29 La poliamida se divide en 3 grupos según las formas de copolimerización de los monómeros. PA6 : Tm=226ºC,Tg=48ºC,std.hum (2.7%), saturado(9.5%) PA12 : Tm=170-180ºC,std.hum (0.7%), saturado (1.5%) PA11 : Tm=185ºC,std.hum (1.1%), saturado (1.8%) PA6,6 : Tm=265ºC,std.hum (2.5%) saturado (8.5%) PA6,10 : Tm=210-220ºC,std.hum (1.5%) saturado (3.2%) Existen grandes diferencias en la temperatura de fundición, capacidad de absorción de agua (densidad, cristalización). PA12 tiene baja densidad, baja temperatura de fundición y baja capacidad de absorción de agua, por lo que se usa para fabricar tubos. PA6 caprolactama PA6,6 Ácido apídico 30 A-76 3.(4) Poliacetal,polioximetileno(POM) PA6:Efectosdelaabsorcióndeagua enlaspropiedadesmecánicas Curvadeesfuerzodeformación 1. Estructuraquímica Constanteelásticafdependedelatemperatura Curvadetensión deformación Constanteelásticaf(Temp): Seco Saturado Seco Saturado Saturado Std.hum Seco :Serefiere alestado saturado conagua (8.0%) : 23ºC,50%RHenelestado dehumedad de equilibrio (2.8%) : Enelestadoseco (0.2%) Dibujo11InfluenciadeabsorcióndeaguadePA6 enlaspropiedadesmecánicas Métododepruebadelaspropiedadesmecánicas: EnsayodetensiónISO527 GottfriedW.Ehrenstein,“PolymericMaterials”,HANSER,2001,p244 31 2. Tipoyclasificación Esunplásticodeingeniería,perotienecaracterísitacadeusogeneralyesunpolímeroamorfo altamentecristalizadoopaco. Existenhomopolímerosycopolímeros. 3. Características 䐟 Elgradodesucristalizaciónesalto(alrededordel80%)ytieneexcelenteresistenciaalafatiga. 䐠 Elequilibriodelaspropiedadesmecánicasesbueno. Tienebuenaresistenciaaldesgaste,buenapropiedadtribológicayesautolubricante. Cuenta conunaaltaestabilidaddimensional. 䐡 Esresistentealagasolina,sinembargonoesresistenteaácidosinorgánicosniorgánicos. Poseebuenaresistenciaalcraqueoportensiónambiental. 䐢 Esdifícilaplicarlepegamentosydecoraciónensusuperficie. 䐣 Noesresistentealaintemperie yessensiblealosrayosultravioletas. 䐤 Elhomopolímeroesresistenteacortoplazoytieneunaconstanteelásticaaltaybuenarigidez acortoplazo. 䐥 Elcopolímerotieneunaaltaresistenciaalatensiónalaruptura. Cuentaconbuenaspropiedadesalargoplazo,talescomoresistenciaalaruptura,alafluencia yresistenciaaldeterioroporcalor.Tambiénesresistentealaguacalienteyalálcali. Tieneestabilidadtérmicaypermiteaplicarunampliorangodetemperaturasalmoldearlo. 32 3.(5) Policarbonato(PC) 3.(6)Éter depolifenileno modificado (mPPE) 1. Estructuraquímica 1. Estructuraquímica PPE 䠇HIPS 2. Tipoyclasificación Esunplásticodeingenieríaperotienecaracterísitacasdeusogeneralyesunpolímeroamorfo transparente. 3. Características 䐟 Esresistenteyrígido.Cuentaconunaexcelenteresistenciaalimpacto ybuenaresistenciaala fluencia. Suresistenciaalimpactoes200vecesdeladelvídrioy30vecesdeladelacrílico. 䐠 Noesresistentealafatigaysefracturaporsufragilidad. 䐡 Lacapacidaddeabsorcióndeaguaesbajaytienebuenaestabilidaddimensional,porlotanto esaptoparalosproductosdealtaprecisión. 䐢 Demuestraaltaestabilidadtérmicaysepuedeaplicarunampliorangodetemperatura (100~125ºC). 䐣 Tienebuenaestabilidaddimensional. 䐤 Suresistenciaalcraqueoportensiónambientalesbaja. 䐥 Esresistentealaguayalosácidosdébiles,sinembargosehinchaysediluyeconsolvente orgánico. 䐦 Poseebuenaresistenciaalaintemperieyalcalor,ybuenapropiedadabajatemperatura. 䐧 Es autoextinguible. 䐨 Sehidrolizaenunambientedealtatemperaturayhumedad. 33 2. Tipoyclasificación Esunplásticodeingenieríaperotienecaracterísitacasdeusogeneralyesunpolímeroamorfoopaco. EsunplásticomodificadodelpolímeroPPEmezclandoconHIPS paraobtenermejormoldeabilidad. 3. Características 1. Densidad:1.041.06(Eselplásticoamorfomásligerodentrodelosplásticosdeingeniería). 2. Tienepropiedadesmecánicasbienbalanceadasybuenaspropiedadeseléctricas. Suresistenciay rigidezsondelnivelparecidoaldePCyPOM. SuresistenciaalimpactoequivalealadeABSysu resistenciaalafluenciaessimilaralniveldePC.Tienebuenadurezayresistenciaalaralladura. 3. Buenaestabilidaddimensional: Sucoeficientededilatacióneselmásreducidodentrodelosplásticosdeingeniería. Tienebaja capacidaddeabsorcióndeagua. 4. Cuentaconexcelenteaislamientoeléctrico,elcualesunodelosmejoresentrelosplásticosde ingeniería. 5. Esresistenteaácidosyálcalis,peronoesresistenteasolventesorgánicos.Tienebuena resistenciaalaguacaliente(alvapordeagua). 6. Poseebuenaresistenciaalcraqueoportensiónambiental. 7. Seutilizaparaequiposmédicosyenvasesparaalimentos. 8. Esinflamable. 3.(7) Polibutilenotereftalato(PBT) 3.(8) Tereftalatodepolietilenoreforzado confibradevidrio(GFPET) 34 A-77 1. Estructuraquímica 1. Estructuraquímica 2. Tipoyclasificación Esunplásticodeingenieríadelgrupodepoliéster.Esunpolímerocristalinoopaco. 3. Características 䐟 Esunodelosmejoresentrelosplásticosdeingenieríaencuantoalaresistenciatérmicayala durabilidad. 䐠 Tieneexcelenteestabilidaddimensional. 䐡 Esexcelenteensupropiedadtribológicayenlaresistenciaaldesgaste, aparteestenazy flexible. 䐢 Cuentaconunbuenaislamientoeléctrico dentrodelosplásticostermoplásticos. 䐣 Poseeresistenciaduraderaasolventesorgánicos,aceiteygasolina.Noesresistentealálcali fuerteyalosderivadosdefenol. 䐤 Tienelahidrólisisenunambientedealtatemperaturayhumedad. 䐥 Esautoextinguible. 䐦 Esfácildemoldear. 䐧 ElPBTreforzadoconfibradevidriotieneunabuenaresistenciaaldesgasteyesautolubricante. Demuestrabuenaresistenciaalafatigayalcalor.Tambiéntienebuenaspropiedadseléctricas. Sucapacidaddeasborcióndeaguaesbajayesexcelenteenlaestabilidaddimensional. 35 2. Tipoyclasificación Esunplásticodeingenieríadelgrupodelpoliéster.Esreforzadoconfibradevidrioconbaseenel polímerodePET. 3. Características 䐟 Esunmaterialparamoldeo,reforzadoconfibradevidrio,aprovechandolaspropiedadesdel polímerodePET,lascualesson;resistenciatérmica,química,propiedadeseléctricasyresistencia alaintemperie. 䐠 Tieneexcelentespropiedadesmecánicas,resistenciatérmicayestabilidaddimensional. 䐡 Demuestraexcelenteresistenciatérmicaypropiedadeseléctricasqueequivalenalasdelos plásticostermofijos. 䐢 Sutemperaturadedeflexiónesde220ࠥ242Υ,lacualesunadelasmásaltasentrelosplásticos deingenieríaconcarácterdeusogeneral. 䐣 Estámejoradoenlavelocidaddecristalización,enlamoldeabilidadylaresistenciaalahidrólisis. 䐤 Susresistenciasmecánicasypropiedadeseléctricassemantienenbastantebienaunquese exponganduranteunlargoperíodoaaltatemperatura. 36 4.(2) Resistenciaquímicadelosplásticos(ácidoyálcali) 4.(1) Característicasdelosplásticostransparentes Conceptos Transmitanciaóptica Índicederefracción Resistencia alatensión Elongación alaruptura Resistencia alimpactoIZOD Unidad PS SAN PMMA PC % 8890 90 9293 8789 Solvente PVCͤ2 PS ABS PE PP 䖂 䕿 䖂 䖂 䖂 1.59 1.57 1.49 1.59 MPa 3652 6982 4873 6466 38%ácidoclorhídrico 䖂 䕧 䕧 䖂 䖂 % 1.22.5 23 25 110120 10%ácidosulfúrico 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 J/m 1428 2530 2228 8001000 98%ácidosulfúrico 䕧 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 M6590 M7990 M80100 M70 10%ácidonítrico 䖂 䕿 䕿 䕿 䖂 䖂 61%ácidonítrico 䕧 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 Hidróxido desodio 䖂 䕿 䕿 䖂 䖂 䖂 Hidróxido depotasio 䖂 䕿 䖂 䖂 䖂 DurezaRockWell Temperaturadedeflexión Υ 70100 8095 100 138142 Coeficiente dedilatación 㽢104/Υ 0.8 0.7 0.7 0.7 g/cm3 1.06 Densidad PVCͤ1 10%ácidoclorhídrico 1.07 1.19 1.20 Tabla6 Característicasdelosplásticostransparentes Dibujo11Reflexión delaluz PVCͤ1PVCrígido,PVCͤ2PVCflexible 䖂 :Casinoafecta. 䕿 :Afectaunpoco,sinembargoesposibleusarloenlapráctica dependiendodelascondicionesdeuso. 䕧 : Noserecomiendausardeestamanera. 㽢 :Noaptoparausar. Ángulo deincidencia Ángulo derefracción Oishi,“Durabilidaddelospláticos”,KogyoChosakaiPublishing,Co.,Ltd.,1975,p107 IdeFumio: “KokomadekitaToumeiPlastic”Hastaaquísemejoraron losplásticostransparentes),KogyoChosakaiPublishingCo., Ltd., 682001,3,1,p49,ElmétododepruebasesdeASTM. Tabla7Resistenciaquímicadelosplásticosdeusogeneral (ácidoyálcali)(solventeorgánico) 37 38 A-78 4.(2) Resistencia química de los plásticos de uso general (solvente orgánico) 4.(3) Resistenciaquímicadelosplásticos deingeniería(ácidoyálcali) Solvente PVCͤ1 PVCͤ2 PS ABS PE PP Solvente PA Acetona 㽢 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 10%ácidoclorhídrico Benceno 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 䕧 38%ácidoclorhídrico Tetraclorurometano 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 䕧 10%ácidosulfúrico Cloroformo 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 Cresol 䖂 䕧 㽢 䕿 䕿 98%ácidosulfúrico Dietiléter 䕧 㽢 Alcoholetílico 䕿 㽢 Tetrahidrofurano 㽢 㽢 Tolueno 㽢 㽢 xileno 㽢 㽢 Tricloroetileno 㽢 㽢 Gasolina 䕿 㽢 Aceite 䕿 䕧 POM PMMA PC PTFE 䕿 䕿 䖂 䖂 㽢 䕿 䕧 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 䕧 䕧 䕧 䖂 䖂 㽢 㽢 䕧 10%ácidonítrico 䕧 䕿 䕿 61%ácidonítrico 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 㽢 㽢 䕧 Hidróxido desodio 䖂 䖂 䕿 䕧 䖂 㽢 䕧 䕧 Hidróxido depotasio 䕿 䕿 䕧 㽢 䖂 㽢 㽢 䕿 䕧 㽢 㽢 䕧 䕧 䕧 䕿 䕿 䖂 䕧 䕿 㽢 䖂 : Casinoafecta. 䕿 : Afectaunpoco,sinembargoesposibleusarenlaprácticadependiendodelascondicionesdeuso. 䕧 : Noserecomiendausarenlapráctica. 㽢 :Noaptoparausarse. Oishi,“Durabilidaddelospláticos”,KogyoChosakaiPublishing,Co.,Ltd.,1975,p107 Tabla7Resistenciaquímicadelosplásticosdeingeniería (ácidoyálcali)(solventeorgánico) 39 40 4.(4) Propiedadesfísicasdelosplásticos deusogeneral–(1) 4.(3) Resistenciaquímicadelosplásticos deingeniería(Solventesorgánicos) Solvente PA POM PMMA PC Conceptos PTFE Acetona 䕧 䕧 㽢 㽢 䖂 Benceno 䕿 䕧 䕧 㽢 䖂 Tetraclorurometano 㽢 㽢 㽢 䕧 䕿 Cloroformo 㽢 㽢 㽢 㽢 䕿 Cresol 㽢 㽢 㽢 䖂 Dietiléter 䕿 䕧 䕿 Alcoholetílico 䕿 㽢 䕿 䖂 Tetrahidrofurano 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 Tolueno 䕿 䕿 䕧 㽢 䕿 xileno 䕿 䕿 䕧 㽢 䖂 Tricloroetileno 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 Gasolina 䕿 䖂 䕧 䕿 䖂 Aceite 䕿 䖂 䕧 䖂 䖂 unidad g/cm3 Densidad Cristalino/Amorfo PEBD PEAD PP PVC PS 0.91 0.925 0.941 0.965 0.900.91 1.381.55 1.06 Semi cristalino 6080 Semi cristalino 6070 amorfo amorfo Gradodecristalización % Semi cristalino 4055 Temperaturadetransiciónvítrea Rangodepuntosdefusión ºC ºC 100 110 125 135 20 170 80110 90100 TemperaturadeablandamientoVicat HDT(1.81MPa) A ºC ºC 35 6065 50 90 45 92 72 90 84 Constanteelástica Elasticidad Resistenciaalatensión torción elongación MPa MPa % % 200400 810 20 >50 6001400 1830 812 >50 13001800 2540 818 >50 27003000 5060 46 1050 31003300 3055 1.53 LímitetérmicoCortoplazo Largoplazo ºC ºC 8090 6070 80110 6080 130 90 70 60 90 80 Tabla9Propiedades físicas delosplásticos deuso general(1),(2) Ensayodetensión:ISO527 GottfriedW.Ehrenstein,” PolymericMaterials“,HANSER,2001 41 N.Rao/K.O7Brien,“DesignDataforPlasticsEngineers”,HANSER,1998,p34 42 A-79 4.(5) Las propiedades físicas de los plásticos de ingeniería(1) 4.(4) Propiedades físicas de los plásticos de uso general–(2) Conceptos Unidad SAN ABS PMMA PET Densidad g/cm3 1.08 1.031.07 1.151.19 1.331.40 Cristalino/Amorfo % Amorfo Amorfo Amorfo Semi cristalino 3040 Gradodecristalización Temperaturadetransiciónvítrea Rangodepuntosdefusión ºC ºC Temperatura deablandamientoVicat HDT(1.81MPa) A 95105 85/95105 8090 80 255 ºC ºC 101104 102 100 85 103 190 80 Constanteelástica Elasticidad Resistenciaalatensión torción elongación MPa MPa % % 35003700 6585 2.55 22003000 4565 2.53 1520 31003300 6080 26 21003100 5580 47 >50 Límitetérmico Cortoplazo Largoplazo ºC ºC 95 85 8595 7585 8595 6580 170 100 Conceptos Unidad Densidad g/cm3 Cristalino/Amorfo PA6 PA66 POM PC mPPE 1.121.15 1.131.16 1.411.43 1.201.24 1.04 1.06 Semicristalino Semicristalino Amorfo Amorfo 140 3040 3545 Semi cristalino 7080 Temperaturadetransiciónvítrea Rangodepuntosdefusión ºC ºC 78 225 90 265 70 170 145 Temperatura deablandamiento Vicat HDT(1.81MPa) A ºC ºC 180 77,(63)ͤ 200 130,(70)ͤ 165 140,(110) ͤ 102 100(135)ͤ Constanteelástica Elasticidad Resistenciaalatensión torción elongación MPa MPa % % 2800/1000/600 80/45/ 4/25/ 30/>50/ 3000/1600/800 85/60/ 5/20/ 25/>50/ 30003200 6075 825 20 >50 22002400 5565 67 100130 2300 5055 35 3645 Límitetérmico Cortoplazo Largoplazo ºC ºC 140160 80/100 140170 80100 110140 90100 135 100 120 100 % Gradodecristalización (128) ͤ ͤ ElmétodoASTM,Toshihide Inoue,“Engineeringplastic”,TheSocietyofPolymerScience,Japan(editor),EditorialKyoritsu,2004,p117 Tabla10Propiedades físicas delosplásticos deingeniería(1),(2) 43 GottfriedW.Ehrenstein,“PolymericMaterials”,HANSER,2001 44 4.(5) Propiedades físicas de los plásticos de ingeniería(2) Conceptos Unidad Densidad PBT GFPETͤ2 PA6 GF30ͤ2 PA66 GF33ͤ2 PBT GF30ͤ2 g/cm3 1.301.32 1.551.70 1.351.42 1.331.34 1.481.53 Cristalino/Amorfo Grado decristalización % Semi cristalino 4050 Semi cristalino Semi cristalino Semi cristalino Semi cristalino Temperatura detransición vítrea Rango depuntos defusión ºC ºC 4560 226 256 Temperatura deablandamientoVicat HDT(1.81MPa)A ºC ºC 180 (60)ͤ1 210227 200232 230243 196225 Constante elástica Elasticidad Resistenciaalatensión torción elongación MPa MPa % % 2500 2800 5060 3.57 20>50 9,0009,900 138166 2.07.0 8,60010,000 166 7,800 125140 9,00010,300 96131 2.23.6 47 2.04.0 Límite térmico Corto plazo Largoplazo ºC ºC 160 100 ͤ1 ElmétodoASTM Toshihide Inoue,“Engineeringplastic”,TheSocietyofPolymerScience,Japan(editor),EditorialKyoritsu,2004,p117 ͤ2 OsakaMunicipalTechnicalResearchInstitute,“Manualdelosplásticos (PlasticTokuhon)”, JapanSocietyofPlasticsTechnology(editor),EditorialPlasticsAge,2009 45 A-80 Índice Módulo M252 M2 Materialesplásticos M25 Caracterización(II) 2012.6.13/14 1 1. Generalidades 2. Plásticosdesuperingeniería (1) Temperaturadeusocontinuoycomparación delaresistenciatérmica (2) Sulfatodepolifenileno(PPS) (3) Polisulfono(PSF) (4) Polialilato(PAR) (5) Polímerodelíquidocristalino(LCP) (6) Poliéterétercetona(PEEK) (7) Polietersulfono(PES) (8) Poliamidaimida(PAI) (9) Polieterimida(PEI) (10) Politetrafluoroetileno(PTFE) 3.Plásticostermofijos (1) Resinafenólica(PF) (2) Resinadeureaformaldehído(UF) (3) Resinademelaminaformaldehído(MF) (4) Resinaepoxi(EP) (5) Resinadepoliésternosaturado(UP) (6) Resinadialilftalato(PDAP) (7) Resinasilicónica(SI) (8) Resinadepoliuretano(PUR) 4.Elastómerostermoplásticos (1) Estructuramolecularquepresentalaelasticidadde caucho (2) Copolímerosenbloque (3) Característicasdeloselastómerostermoplásticos (4) Clasificacióndeloselastómerosprincipalesy comparacióndesucalidad 5.Aleacionesdepolímeros (1) Clasificacióndelasaleacionesdepolímeros (2) Mezclasdepolímeros (3) Aleacionesdepolímerosyagentescompatibilizantes (4) Ejemplosdelamodificacióndelaspropiedadesporla aleacióndepolímeros 6. Plásticosdebiomasaypolímerosbiodegradables 7.Otros (1) Plásticodecelulosa (2) ResinasEVAyEVOH (3) Listadelastasasdecontraccióndemoldeodeprincipales materialesdeplástico Tabla1.Propiedadesfísicasdelosplásticosdesuperingeniería Tabla2.Propiedadesfísicasdelosplásticostermofijos 2 A-81 1.Generalidades 2.Plásticosdesuperingeniería (1) Plásticos de superingeniería: Tienen una resistencia térmica superior a los plásticos de ingeniería. En la cadena molecular principal contienen bencenos, lo cual hace más gruesa la cadena molecular, por lo que las moléculas difícilmente se mueven incluso al llegar a altas temperaturas, por consiguiente resulta excelente la resistencia térmica. Para los plástico de superingeniería, la referencia de su resistencia térmica mínima es de 150ºC como la temperatura de uso continuo y prolongado. (2) Plásticos termofijos: Consisten en las macromoléculas de estructura reticular tridimensional y no se pueden utilizar con la fundición repetida; sin embargo, incluso bajo altas temperaturas las moléculas difícilmente se mueven y no llegan a fundirse, por lo que los productos moldeados de estos plásticos tienen una alta resistencia térmica y además gran resistencia química. (3) Elastómeros termoplásticos: A temperatura ambiente presentan elasticidad de caucho y al calentarlos a temperatura alta se fundirán y se plastificarán y en general se pueden transformar mediante una máquina de moldeo de plástico. Son los elastómeros que tienen propiedades de recuperar su cuerpo elástico de caucho al ser sometidos al enfriamiento. (4) Aleaciones de polímeros: Consisten en una mezcla de dos polímeros interponiendo un copolímero en bloque que tiene una alta afinidad con ambos polímeros. El mPPE es una aleación representativa. Permiten mejorar la formabilidad e incrementar las funciones. (5) Plásticos biodegradables y plásticos de biomasa: Los plásticos biodegradables se caracterizan por que pueden ser descompuestos por los microorganismos que viven en la tierra, transformándose finalmente en dióxidos de carbono y agua. Los plásticos de biomasa se fabrican con materias orgánicas renovables, por lo que tienen la ventaja de contribuir a la prevención del calentamiento global. 3 [Propiedades químicas y estructura molecular de los plásticos de superingeniería] Se llaman plásticos de superingeniería aquellos que tienen resistencia térmica más alta que los plásticos de ingeniería, permitiendo ser utilizados por un tiempo prolongado incluso a una temperatura de 150ºC. Tienen alta funcionalidad, resistencia térmica y durabilidad y se utilizan como materiales alternativos de metales. 䐟 Se caracterizan por tener una estructura en la que su cadena principal contiene anillos de benceno. Cuanto más alta la proporción de los anillos de benceno, más alta la resistencia térmica. 䐠 La cadena principal de benceno contiene átomos de azufre u oxígeno y la cadena principal contiene los enlaces de cetona o éter, lo cual otorga la resistencia térmica y la formabilidad en el moldeo. 䐡 La resina de flúor no tiene la estructura de anillos de benceno, pero en la cadena lateral de la principal de carbono se agregan los átomos de flúor. Al formar un enlace covalente entre los átomos de flúor y el carbono, se puede obtener una estabilización significativa. Lo cual permite mejorar la resistencia térmica, la resistencia al frío y otras propiedades. Cadenamolecularprincipal Resina Punto defusión Sólocarbono Polietileno 120ºC Carbono+nitrógeno Poliamida6 224ºC Carbono+ nitrógeno+benceno Resinadearamida 450ºC 4 2.(1)Temperaturadeusocontinuoyresistenciatérmica Temperaturadeusocontinuo(ºC) Temperaturadeusocontinuoyprolongado(ºC) La temperatura de uso continuo es un estándar para calificar una de las propiedades físicas a largo plazo (resistencia térmica) de un objeto. En caso de dejar un objeto en la atmósfera de una temperatura determinada durante 40,000 horas, los valores de sus propiedades físicas se degradarán en un 50% de los valores iniciales a una cierta temperatura, la cual se llama “temperatura de uso continuo”. Se especifica como UL746B que se establece por los estándares UL (Underwriters Laboratories). al2011.4.1 PPS ¥1000 ¥3000 ¥10000 Precio Temperaturadedeflexiónbajocarga(ºC) en1.82MPa Figura1Comparacióndelaresistenciatérmicade diferentesresinas LCP PES PSF TPI PEEK PAI Figura2Relaciónentrelatemperaturadeuso continuoyelprecio 5 2.(2)Sulfatodepolifenileno:PPS 1.Estructuraquímica Polímerounidoporelenlacedebencenosyátomosdeazufre. 2.Tipoyclasificación Escristalinoyelpuntodefusiónesde281ºC. 3.Características 䐟 Excelenteresistenciatérmica (Temperaturadedeflexiónbajocarga:260ºC,Temperaturadeuso continuo:entre200y240ºC) 䐠 Mantienealtaresistenciayrigidezenampliorangodetemperatura.(Tienebuenaspropiedadesde fluencia(creep)aaltastemperaturas.Además,laspropiedadesdefatiga,etc.sonexcelentesenamplio rangodetemperatura.) 䐡 Excelenteresistenciaquímica(Atemperaturaselevadasesafectadoporácidosfuertesoquímicosde oxidaciónfuerte,peronoporácidos,álcalisnidisolventesorgánicos.) 䐢 Buenaestabilidaddimensional (Laabsorcióndeaguaesbajayelcoeficientedeexpansiónlineales pequeño.) 䐣 Tieneresistenciaalaflama. 䐤 Tieneexcelentespropiedadeseléctricas.Sobretodo,presentaaltaresistenciaalarcoyala carbonizaciónporarco(tracking). 䐥 Espropensoagenerarelgas. Contieneazufre,porloqueesconsiderablelacorrosióndelosmoldesy seinclinaagenerarrebabas. 4.Usosprincipales Seutilizaparaconectoresconresistenciatérmica,partesmecánicasypartesdemotoresquefuncionan bajoambientedealtastemperaturas. Portaescobillasdelmotor Reflectordefaros 6 A-82 2.(3)Polisulfono:PSF 2.(4)Polialilato:PAR 1.Estructuraquímica Enlacadenaprincipallosanillosdebencenoestánunidosenformalinealmedianteelenlacedeéter conlosgrupossulfonilo (SO2). 2.Tipoyclasificación Esamorfoydecolorámbartransparente. Tieneexcelentebrillo. 3.Características Pesoespecífico:1.24 䐟 Excelenteresistenciatérmica.Latemperaturadedeflexiónbajocarga,deusocontinuoyde transiciónvítrea(Tg)eselevada,siendo175ºC,160ºCy190ºC,respectivamente. 䐡 Excelenteresistenciaalahidrólisis.Tienegranresistenciaalvapor(150ºC). 䐢 Poseeunabuenaresistenciamecánicaygranresistenciaalafluencia,esrígidoconunafuerte viscosidad. 䐣 Laresistenciaquímicaesrelativamentebuenadentrodelospolímerosamorfos. Esafectadoporácidosfuertesytambiénvulnerableadisolventesorgánicos.Noesafectadopor ácidoclorhídrico,ácidoacético,niálcalis,inclusobajoaltastemperaturas. 䐤 Poseeresistenciaalaflama. 4.Usosprincipales Tieneunaaltainocuidadparalosalimentosyesresistentealaguacaliente,porloquesedestinaa usosparalaindustriaalimentariaylaspartesdeinstrumentosmédicos. Partesdelallavederegadera 1.Estructuraquímica Enlacadenaprincipalcontieneunaaltaconcentracióndegruposaromáticos. 2.Tipoyclasificación Polímerostransparentesamorfos. 3.Características 䐟 Pesoespecífico:1.21 䐠 Delasresinastransparentes,poseeresistenciatérmicademáximonivel. (Temperaturadeusocontinuo:140ºC,Temperaturadedeflexiónbajocarga:185ºC,Tg:195ºC) 䐡 Excelenteresistenciamecánica. (Poseeunaaltaelasticidaddealargamiento.Laresistenciaala fluenciayalimpactoesmayoraladePC(policarbonato)porsualtaelasticidad)Encomparación conPCyPSF,larigidezsuperficialesmayor. 䐢 Esresistentealaflama. 䐣 Notienebuenaresistenciaquímica.Presenta corrosiónporácidosfuertesoálcalisfuertes.Es afectadopordisolventesorgánicosaromáticosydeéster. 䐤 Excelenteresistenciaalaintemperieyproteccióncontralosrayosultravioleta. 4.Usosprincipales Aprovechandosuresistenciatérmica,seutilizaparalasparteselectrónicasyeléctricas;porsu estabilidaddimensional,seutilizaparalaspartesdecámara. Tubosdelenteparacámara 7 8 2.(5)Polímerodelíquidocristalino:LCP 2.(6)Poliéter éter cetona:PEEK 1. Estructuraquímica Estructuraqueconsisteprincipalmenteen Tipo1:>300ºC elácidophidroxibenzoico. 2.Tipoyclasificación Tipo2:>240ºC Escristalino.Haytrestiposycadaunode ellostienediferentetemperaturade Tipo3:<200ºC deflexiónbajocarga. 3.Características 䐟 Poseeunaaltaresistenciayelasticidad (Superaalniveldelosplásticosdeingeniería reforzadosconcargas(filler).Sinembargo,muestraanisotropía.) Porsualtogradode cristalización,tieneunagranresistenciaaldesgaste.Esconsiderableelefectode reforzamientoconfibrasdevidrio,etc. 䐠 Excelenteresistenciatérmica. 䐡 Granfluidez.(Tienebajaviscosidadyesaptoparaelmoldeominucioso.) 䐢 Excelenteestabilidaddimensional.(Bajocoeficientededilataciónlineal,bajatasade contraccióndemoldeo)Propiedadesdepocasrebabas.(Enlosproductosmoldeadoscasino segeneranrebabas.) 䐣 Resistenciaalaflama. 4.Usosprincipales Porsuformabilidadabajapresiónseutilizaparaconectoresconpequeñosmultipinesyporsu altogradodeelasticidadseutilizaparaelementosdemecanismo. Nota) Elcristallíquidoserefierealestadoenquesemantienenloscristalesenelestadode fundiciónmediantelafuerzaintermolecularylasmoléculasestánalineadasenforma regular. ConectoresparatarjetadememoriaSD Polímerodecristallíquidoaislante(UL94V0)Colornegro 1. Estructuraquímica Polímerocuyosanillosdebencenoestánunidosenposicionesparamediantelosenlacesdecetonay deéter. 2.Tipoyclasificación Polímerotermoplásticocristalinodegrupoaromático. 3.Características 䐟 Destacadaresistenciatérmicayexcelentespropiedadesdealtatemperatura (Temperaturade usocontinuo:Aprox.240ºC),Puntodefusión:334ºC,Tg:143ºC. Paralosproductosnoreforzados,latemperaturadedeflexiónbajocargaesde160ºC. 䐠 Altaresistenciamecánica (Esresistentealimpacto,tensión,fluencia,fatigaydesgaste.) 䐡 Excelenteresistenciaquímica (Noesafectadoporácidos,álcalisnidisolventesorgánicos,excepto ácidosulfúricoonítricodealtaconcentración.) 䐢 Resistentealaflama.Difícildequemarseygenerarhumo. 䐣 Resistentealvapor (Noocasionahidrólisisaunenpresenciadevaporesdetemperaturaelevada.) 䐤 Resistenciaalaradiación (Difícilmentesepresentaladegradaciónporradiación.) 4.Usosprincipales Películas,Revestimientoaislantedecableseléctricos PEEK®Rodamientodebola SeutilizaPEEK®enelanilloexterioryelinterior. 9 10 A-83 2.(8)Poliamidaimida:PAI 2.(7)Polietersulfono:PES 1.Estructuraquímica Enlacadenamolecularprincipalcontienengrupossulfonilo(SO2) yanillosdebenceno. 2.Tipoyclasificación Plásticoamorfodecolorámbartransparente.Resinadehomopolímeros degrupopolisulfono. 3.Características 䐟 Excelenteresistenciatérmica (Temperaturaderesistenciatérmicacontinua:180ºC), Temperaturadedeflexiónbajocarga:210ºC,Tg:225ºC. 䐠 Altogradoderigidez.Mantienesurigidezinclusobajo200ºC.Tieneunaexcelenteresistenciaa lafluenciabajoaltastemperaturas. 䐡 Excelenteresistenciaalvapor(Resistenciaalahidrólisis) 䐢 Excelenteestabilidaddimensional(Elcoeficientededilataciónlinealespequeño.) 䐣 Resistenciaalaflama(Esautoextinguibleymuestraunaaltaresistenciaalaflama.) 䐤 Excelenteformabilidadenelmoldeo(Poseegranfluidezygenerapocogasycambiode viscosidad.) 䐥 Buenaresistenciaquímica.EssuperioraPSF. 4.Usosprincipales Sedestinanaenvasesparahornodemicroondas,piezasdeusomédico,aeronaves,etc. Cojinetesparaequiposdeofimática 11 1.Estructuraquímica Poseealavezelenlacedeimidayeldeamida, loscualesofrecenresistenciatérmicaymecánica yformabilidadyaltatenacidad,respectivamente. 2.Tipoyclasificación:Amorfo 3.Características Pesoespecífico:1.38(productonoreforzado) 䐟 Excelenteresistenciatérmica (Temperaturaderesistenciatérmicacontinua:200ºC) 䐠 Poseebuenaspropiedadesmecánicasbajoambientedealtastemperaturas. (Esdebaja fluenciaytieneexcelenteresistenciaalafatiga.) Excelenteresistenciaaldesgasteypropiedadestribológicas (inclusobajoaltastemperaturas) 䐡 Excelenteestabilidaddimensional (Elcoeficientededilataciónlinealespequeño.) 䐢 Porsuresistenciaquímica,noesafectadoporcasiningunodelosdisolventesde hidrocarbono,peroesvulnerableaálcalisdealtaconcentración. 䐣 Encuantoalaspropiedadeseléctricas,poseeunagranrigidezdieléctricayexcelente resistividaddevolumen. 䐤 Excelenteresistenciaalosrayosultravioletayalaradiación. 4.Usosprincipales Aprovechandosuspropiedadesautolubricantes,seutilizaparaelementosdemecanismode productosmecánicos. Casquillo 12 2.(10)Politetrafluoroetileno : PTFE 2.(9)Polieterimida:PEI 1.Estructuraquímica Polímerodetetrafluoroetileno C2F4. Polímerodeunderivadodeletilenoenelcualloshidrógenossehan reemplazadoenordenconflúor. 2.Tipoyclasificación Polímerotermoplásticodealtacristalinidad. (CF2CF2)n 3.Características 3 Pesoespecíficogrande:2.13~2.23g/cm 䐟 Altaresistenciatérmica (Temperaturadeusocontinuo:Aprox.260ºC),Puntodefusión:325 330ºC. 䐠 Máximaresistenciaquímica (Noesafectadoporcasitodoslosagentesquímicos.)Poseeuna granresistenciaalesfuerzoyalagrietamiento.) 䐡 Excelentespropiedadesdebajafricción (Presentalafricciónmásbajadetodoslosmateriales.) 䐢 Buenaspropiedadeseléctricas (Bajapermitividad yfactordedisipacióndieléctrica.Excelente materialcomoaislante) 䐣 Tasadeabsorcióndeagua:0% 䐤 Noviscoso(Esdifícilqueselepeguecualquiermaterial.) 䐥 Pocaformabilidad(Noposeebuenafluideztérmica.) 4.Usosprincipales Setransformaentubos,mangueras,etc.yseutilizaenampliasáreasindustriales. 1.Estructuraquímica Combinacióndelenlacedeimida(excelenteresistencia térmicayfuerza)yelenlacedeéter(granformabilidad). 2.Tipoyclasificación Polímeroamorfodecolorámbartransparente.Poseeunaresistenciatérmicademáximonivel. 3.Características 䐟 Excelenteresistenciatérmica (Temperaturaderesistenciatérmicacontinua:210ºC, Temperaturadedeflexiónbajocarga:200ºC,Tg:217ºC) 䐠 Granresistenciaalaguacaliente (Nopresentadegradaciónfísicaaunrepitiendola esterilizaciónatemperaturaelevada.) 䐡 Excelenteresistenciaalaflama(propiedadesautoextinguibles),Generapocohumoal quemarse.Noemitegasnocivo. 䐡 Destacasualtaresistenciabajotemperaturaselevadas.Esvulnerablealimpacto.(Alta sensibilidadalaentalladura(notch)) 䐢 Excelentespropiedadesdeaislamientoeléctrico. 䐣 Granformabilidad (Senecesitasuficientesecadoantesdelmoldeo.) 䐤 Excelenteresistenciaquímica. 4.Usosprincipales Aprovechandosuresistenciaalagasolina, seutilizaampliamenteparalaspartesdemotordeautomóviles, partesdemáquinashidráulicas,etc. Materialesdeláminaparatrabajodecorte 13 14 A-84 3. Plásticostermoendurecibles 3.(1)Resinafenólica:PF [Propiedades químicas y estructura macromolecular de los plásticos termoendurecibles] (1) En los plásticos termoendurecibles, las macromoléculas forman una estructura reticular tridimensional mediante los enlaces cruzados. (2) La reacción de enlaces cruzados es irreversible y no se puede volver al estado inicial ni aplicar nuevamente el moldeo. (3) Incluso bajo altas temperaturas, difícilmente se provoca el movimiento molecular, por lo que poseen una alta resistencia térmica y además destacan en su rigidez, dificultad de quebrarse, resistencia química, rigidez dieléctrica, etc. (4) Las resinas termoendurecibles de alta resistencia térmica y alta rigidez superan a las resinas termoplásticos con respecto a la resistencia a la fluencia; sin embargo, al llegar a una alta temperatura superior al límite determinado, empiezan la descomposición. Si se exponen a temperaturas elevadas por un tiempo prolongado, se volverán quebradizas. (5) Las materias primas de peso molecular bajo se ponen en un molde, y ocasionando una reacción química bajo altas temperaturas, se someterán a la polimerización y la formación de enlaces cruzados (reacción de endurecimiento). Se llevan a cabo al mismo tiempo el moldeo y la reacción química. Modelodelaestructura reticulartridimensional Ventajas Desventajas Nosefundeninclusobajo altastemperaturas. Son rígidosydifícilesde quebrarse. (Porqueespocosu movimientomolecular) Nosefunden por disolventes. Tardatiempoenla reacciónquímicayesdifícil realizarelmoldeo. (Los costosdelproducto sonelevados.)Nose puedenreutilizarmediante lafundición. 1.Estructuraquímica 2.Tipoyclasificación Comomaterialparamoldeo,existentiponovolac ytiporesoles.Esmáscomúneltiponovolac,el cualestásolidificadoatemperaturaambiente.Esunmaterialparamoldeoreforzadoconfibrasde vidrio,cargasorgánicasoinorgánicas,etc. 3.Características 䐟 Excelenteresistenciamecánica. Destacaensumódulodeelasticidadbajoaltastemperaturasy muestrapocafluencia.Tieneunaaltarigidezsuperficial,peropocaresistenciaalimpacto. 䐠 Excelenteresistenciatérmicayalfrío. Latemperaturadeusocontinuoesde150ºC. 䐡 Excelentespropiedadesdeaislamientoeléctrico. Tienepocaresistenciaalarco(Puedequese degradeporlaabsorcióndeagua.) 䐢 Excelenteestabilidaddimensional. 䐣 Excelenteresistenciaalosácidos,disolventesyaceites.Poseeunabuenaresistenciaalagua, perolefaltalaresistenciaaálcalis. 䐤 Esresistentealaflamaygenerapocohumoconmenortoxicidad. 䐥 Hayciertalímitaciónenelcoloreado.Puededecolorarse. 4.Usosprincipales Aprovechandosuexcelenteresistenciatérmicaybuenaadhesividad,seutilizaparacintasdefreno. Parapiedrasabrasivas 15 Cabezadepalodegolf 16 3.(3)Resinademelaminaformaldehído:MF 3.(2)Resinadeureaformaldehído:UF 1.Estructuraquímica 2.Tipoyclasificación Contienegruposamino,porloquetambiénsellamaresinadeamino,igualalaresinade melaminaformaldehído . Esuncuerposólidoincoloroytransparente. 3.Características䠖 䐟 Selepuedeaplicarlibrementeelcoloreado. Comomaterialparamoldeo,sepuedecolorear concoloresvivos. 䐠 Destacaenlaspropiedadeseléctricas. Poseeexcelenteresistenciaalarcoyalacarbonización porarco(tracking). 䐡 Excelenteresistenciaalaflama.Esautoextinguible. 䐢 Poseealtaresistenciamecánica,peroesrígida,quebradizayvulnerablealimpacto.Larigidez superficialesalta. 䐣 Encuantoalaresistenciaquímica,lefaltalaresistenciaalosácidosyálcalis.Poseegran resistenciaalaceite,perolaresistenciaalvaporesmenor. 䐤 Sepuedendepositarfácilmentelosformaldehídoslibres. 4.Usosprincipales Aprovechandosuresistenciaalarcoyalacarbonizaciónporarco,seutilizaparaequiposde cableadoysuspartesconaltaseguridadcontraincendioeléctrico. Contactosmúltiples Tapas 1.Estructuraquímica Lamelaminaconsisteenunaestructuramolecularenformaanular conC,NyHquetienetresgruposamino. 2.Tipoyclasificación 3.Características 䐟 Excelenteresistenciatérmica. Temperaturadeusocontinuo:130ºC.Destacaenlaresistenciaal envejecimiento,etc. 䐠 Altarigidezsuperficial(difícilderayarse),excelentebrillosuperficial. 䐡 Excelenteresistenciaalaguayquímica(pocaresistenciaalosácidos),Destacaenlaresistencia alaceite. 䐢 Estotalmenteinocuaeshigiénica. 䐣 Excelenteresistenciaalimpactoyaldesgaste. 䐤 Esincolorayselepuedeaplicarlibrementeelcoloreado.Comomaterialparamoldeo,se puedecolorearconcoloresvivos. 䐥 Puedeformarespumas(esponja). 4.Usosprincipales Mesas,láminasdecorativas,vajillas. 18 17 A-85 3.(4)Resinaepoxi:EP 3.(5)Resinadepoliésternosaturado:UP 1.Estructuraquímica Laresinaepoxiesladenominacióngeneraldelosplásticosquetienengruposepoxienlas moléculas. EsuncopolímerodebisfenolAyepiclorohidrina. 2.Tipoyclasificación HaytipobisfenolAdeusomúltipleytiponovolac paraagentedeselladodesemiconductores,etc. 3.Características 䐟 Excelentespropiedadesdeaislamientoeléctrico. 䐠 Granresistenciatérmica.Temperaturadeusocontinuo:130ºC,Tambiénposeebuena resistenciaalagua. 䐡 Muestrapocacontracciónvolumétrica.Enelprocesodeendurecimientonogenera secundariamentecomponentesvolátilescomoagua. 䐢 Excelentespropiedadesmecánicasybuenaestabilidaddimensional.Elcuerpocompuesto confibrasdecarbonopresentaresistenciamecánicamuyalta. 䐣 Excelenteadhesividadaotrosmateriales. 䐤 Granfluidezytransformableabajapresión. (Sepuedemoldearenformascomplicadas ypor inserción.) 4.Usosprincipales Losmaterialesreforzadosconfibrasdecarbonoseutilizanparaartículosdedeporteyhasta vehículosyaeronavescomoestructuraligera. 19 1.Estructuraquímica EselpolímerocuyacadenamolecularprincipaltieneelenlacenosaturadoC=C yelenlaceéster COO. 2.Tipoyclasificación Sesometealendurecimientomediantelacopolimerización depoliésternosaturadoyestireno,etc. Destacaenlaspropiedadesdeimpregnaciónyelreforzadoconfibrasmuestraunaltorendimiento,por loquemediantelaimpregnacióndelasfibrasdevidrioenelpoliésternosaturadoseutilizacomo plásticoreforzadoconfibras(FRP). 3.Características 䐟 SeutilizacomoFRP,porloquesuresistenciamecánicaaumentaráconsiderablemente.La resistenciaespecífica(resultadodedividirelpesoespecíficoentrelaresistencia)esmayoralade losmetales. 䐠 Presentabuenaresistenciatérmica.(Temperaturaderesistenciatérmicacontinua:130ºC)Encuanto alaresistenciaalfrío,nopresentaproblemasinclusoa60ºCómenos 䐡 Resistenciaquímica:Esresistentealosácidosyvulnerablealosálcalis.(Exceptolosácidos oxidados)Enelaguadetemperaturaelevadaprovocalahidrólisisypuededegradarse.Es resistentealosdisolventesalcohólicosohidrocarbonados,etc. 䐢 Resistenciaalaintemperie:Poseegranresistencia,igualaotrasresinastermoendurecibles.Encaso delFRPparaeltejado,selemezclaelabsorbentederayosultravioletas. 4.Usosprincipales Enelmoldeodegrandimensión,sefabricanbarcospequeñosconelmétodo“hand layup”. 20 3.(6)Resinadialilftalato:PDAP 3.(7)Resinasilicónica:SI 1.Estructuraquímica Enlacadenaprincipalnotieneenlaceséster,porloquesedistinguedeUP. 2.Tipoyclasificación Estaresinaseconstituyedeéster dialílico compuestoporanhídridoftálicoyalcoholalílico,a travésdelosenlacescruzadosyelendurecimientopormediodeestireno,acetatodevinilo,etc. 3.Características 䐟 Noemitesustanciasvolátiles. 䐠 Excelentespropiedadesdeaislamientoeléctrico. Presentapocavariaciónenlaresistencia aislantebajotemperaturasaltasyhumedadelevada.(Muestraelmejorcomportamiento entrelasresinastermoendurecibles.) 䐡 Laresistenciamecánicasedegradamuypocobajotemperaturasaltasyhumedadelevada. 䐢 Excelenteresistenciatérmica,alasoldadurayalaguacaliente. Encasodeltipoiso,la temperaturadedeflexiónbajocargaesde270ºC.) 䐣 Resistentealosquímicos.Noesafectadaporácidosniálcalisydestacaenlaresistenciaalos disolventesorgánicos. 䐤 Tienebajaviscosidad,porloquesepuederealizarelmoldeoapresiónrelativamentebaja. 4.Usosprincipales Seutilizafrecuentementeparalasparteseléctricasyelectrónicas. 1.Estructuraquímica Dentrodeunamismamoléculatieneunenlacesiloxanoinorgánico[SiOSi ]y grupometiloofeniloorgánico,etc. 2.Tipoyclasificación:Laresinasilicónica tieneunaestructuradecadena. Silascadenassoncortas,seconstituyeenaceite,ysisonlargas,seconstituyeencaucho. Enlasresinassilicónicas deestructurareticulartridimensional,seencuentranbarnicesy materialesparamoldeo. 3.Características: 䐟 Excelenteresistenciatérmica (Porelreforzamientoconpolvosdesíliceyfibrasdevidrio,la temperaturadeusocontinuollegaa150ºC.) 䐠 Excelentespropiedadessuperficialeseinterfaciales. Tieneunatensiónsuperficialbajaydestacaenlaspropiedadesderepelenciaalagua,no viscosidadydeantiespumante. 䐡 Excelentespropiedadeseléctricas: Presentapocavariaciónporlafrecuencia.Tienebuena resistenciaalarcoyalefectocorona,yesestableinclusobajoaltastemperaturas. 䐢 Lareacciónantelaactividadfisiológicaessumamentebaja.Lapresentaciónencauchose utilizaenáreasmédicas. 䐣 Excelenteresistenciaalaintemperie: Essoportableconlosrayosultravioletaylaradiación hastaciertogrado.Destacatambiénenlaresistenciaalfrío(75ºC). 4.Usosprincipales Seutilizaparaautopartes,bobinasdecomponenteseléctricos,etc. Bloquesdeterminal 21 22 A-86 3.(8)Resinadepoliuretano:PUR 4.Elastómerostermoplásticos Enlace uretano 1.Estructuraquímica䠖 Generalmentesedenominanpoliuretanoslospolímerosquetienenenlacesuretano. 2.Tipoyclasificación䠖 Haytipoblandoyduro.Seformamediantelareacciónentrelosdisocianatosylospolioles(quetienen dosomásgruposhidroxiloOH),perosegúnlostiposdeestosmaterialessecambianlas característicasdelaresina. 3.Características䠖 䐟 Tienealtadilatabilidadydestacaensuresistenciamuchomásqueelcaucho. Excelenteelasticidad,altatenacidadygranresistenciaaldesgarramiento.Aunquetieneunaalta rigidez,poseelaelasticidadydifícilmenteserompeporrayados.Tienebuenaresistenciaal desgasteyalenvejecimiento. 䐠 Excelenteresistenciaalaceiteyalosdisolventes, sinembargo,esvulnerablealosácidosyálcalis. Sehidrolizafácilmente. 䐡 Poseeexcelentespropiedadesdebajatemperatura,perolatemperaturadeusocontinuoselimita entre80y100ºC. 䐢 Seamarilleaporelcalorolaluz.Laresistenciaalaintemperieesbaja. 䐣 Alquemarse,emitegasesnocivos. 4.Usosprincipales Esposibleformaruncuerpoespumosotipoblandohastaduro.Haycuerpoelásticoelastómero). Generalmente se llaman elastómeros aquellos materiales industriales que tienen la elasticidad como la de caucho. Los elastómeros termoplásticos son aquellos que tienen las propiedades de que a temperatura ambiente presenta la elasticidad de caucho igual a la de caucho vulcanizado, y al calentarlos se ablandarán presentando fluidez y al enfriarlos se recupera su cuerpo elástico como el del caucho. Los cauchos convencionales se fabrican a través de los procesos de amasado, moldeo, vulcanización (enlace cruzado), etc., mientras los elastómeros termoplásticos se funden y se plastifican al calentarlos a altas temperaturas y se pueden transformar mediante una máquina de moldeo de plástico en general. Son materiales renovables. Métododetransformación(propiedades) Termoplástico (Sefundeporelcalor.) Rigidez Blando Duro Mangueradepoliuretano 23 Termofijo (Seendureceporelcalor.) Elastómeros termoplásticos Cauchos Plásticos Resinas termofijos 24 4.(1)Estructuramolecularquepresentalaelasticidaddecaucho Como se muestra en la figura, en una parte de la cadena molecular principal de carbono se encuentra un bloque que consiste exclusivamente en estireno. Después de fundir este polímero, al enfriarlo y solidificarlo, el bloque de estireno en la cadena molecular principal trata de solidificarse juntándose con los bloques de estireno de las cadenas moleculares principales que están a su lado. Asimismo, los segmentos de la cadena de carbono también se solidificarán juntándose con los segmentos de la cadena de carbono de otras cadenas moleculares. Un producto moldeado presenta una apariencia de como si estuvieran flotando los bloques de estireno en los segmentos de la cadena que consisten exclusivamente en carbono. Al aplicar una tensión a este producto moldeado, los segmentos blandos de la cadena de carbono se estiran preferentemente, mientras tanto los segmentos duros de estireno no se estiran y guardan la fuerza para tratar de recuperar el estado inicial de otros segmentos. Si se elimina la fuerza de tensión, debido a la fuerza guardada, el producto trata de recuperar su forma original. Por lo que, se puede obtener la elasticidad igual a la del caucho. 4.(2)Copolímerosenbloque En caso de formar un copolímero de monómeros A y B, como se muestra en la Figuraa, se hace un material de excelente calidad de manera que los monómeros se ubican mezclados aleatoriamente. Los copolímeros SAN y ABS de base estireno corresponden a este tipo. La Figurab muestra un caso excepcional donde los monómeros se ubican formando un bloque. Un segmento de las moléculas se llama bloque, por lo que estas moléculas se denominan copolímeros en bloque. Los elastómeros termoplásticos son copolímeros en bloque. En una misma cadena molecular se ubican unos bloques blandos y además unos bloques duros que forman pseudoenlaces cruzados. FiguraaCopolímeroalazar Segmentosdelacadenadecarbono (Blandosconmovilidadlibre) MonómeroA Elastómerotermoplástico MonómeroB FigurabCopolímeroenbloque Enunproductomoldeadoreal,los segmentosdurosestánunidos: Pseudoenlacescruzados Segmentoduro(ej.PS) BloqueA Estructuramolecular Pseudoenlacescruzados BloqueB 25 26 A-87 4.(3)Característicasdeloselastómerostermoplásticos Deformación(permanente)porcompresión(%) (1)Tienenelasticidadypropiedadesfísicasintermediasentrelosplásticosyloscauchos. (2)Paraelmoldeadosepuedeaplicarelmétododemoldeodelosplásticos. (3)Sedeformanfácilmenteporelcalor,perosondifícilesdedegradarse. (4)Básicamentenosubsistendoblesenlacesenlospolímeros. (5) Sepermiteelusoreciclado. (6) Sonligeros.(Generalmenteelpesoespecíficoesde1.0omenos.) (7) Permitenlaadhesióntérmica.(Enelpisodetrabajo,sepuederealizarelmoldeodecolor múltiplemediantelaadhesióntérmica,inyección,extrusión,soplado,etc.) Propiedades Deformación(permanente)porcompresión(%) 70ºCx22hrs SBC:Estireno, PVC:PVC TPO:Olefina, TPV: TPU:Uretano, TPE:Poliéster Caucho Rigidez(Shire A) Figura:RigidezdediferentesTPEydeformaciónpermanente porcompresión 4.(5)Propiedadesdediferenteselastómerostermoplásticos 27 TPO TPS TPEE TPAE TPU TPVC Flexibilidad 䚽 䖂 䕧 䕧 䕧 䖂 Resistenciamecánica 䕧 䚽 䖂 䖂 䖂 䚽 Propiedadesdealtatemperatura 䚽 䕧 䖂 䖂 䕧 䕧 Propiedadesdebajatemperatura 䚽 䖂 䚽 䚽 䕧 㽢 Resistenciaalrayado 㽢 䕧~㽢 䚽 䕧 䖂 䚽 Resistenciaalaintemperie 䚽 䚽~㽢 䚽 䚽 䕧 䕧 Nota)䖂:Muybuena,䚽:Buena,䕧:Normal,㽢:Mal TPE: Elastómerotermoplástico TPO: Elastómerotermoplásticoolefínico TPS: Elastómerotermoplásticodeestireno TPEE: Elastómerotermoplásticodepoliéster TPAE: Elastómerotermoplásticodebasepoliamida TPU: Elastómerotermoplásticodeuretano TPVC: ElastómerotermoplásticodebasePVC Junji Koizumi:Seikeikakou vol.12,No12,200 28 5.Aleacionesdepolímeros 5.(1)Mezclasdepolímeros [Estructura química y macromolecular de las aleaciones de polímeros] Las aleaciones de polímeros se refieren a las mezclas de polímeros que se hacen mezclando dos o más tipos de plásticos y modificando sus propiedades. Los plásticos más comunes son: 䐟 mPPE (Éter de polifenileno modificado) y 䐠Aleación de polímeros de polipropileno (materiales de parachoques de automóviles). Aunado a los anteriores, se encuentran las aleaciones de PC y ABS, PC y PS, PBT y ABS, PA y ABS, etc. Los plásticos de diferentes tipos no se mezclan normalmente. Aunque se mezclan las moléculas de dos tipos, las moléculas diferentes tienen baja afinidad unas a otras y no tratan de juntarse, por lo se que inclinan a juntarse entre las mismas moléculas y no se pueden mezclar bien. La rotura de los plásticos se ocasiona por falta de vinculación entre las moléculas. Por lo que, una mezcla simple de los plásticos de diferentes tipos fácilmente provoca la separación de las moléculas contiguas. En las aleaciones de polímeros de base plástico de ingeniería de uso general, quedan modificadas las propiedades contra los impactos, la resistencia química, la fluidez, el brillo superficial, etc. 䖃䠖MoléculaA 䚽䠖MoléculaB Totalmentecompatibles Aleacionesde polímeros Mezclasde polímeros (sentidoamplio) Miscibles Mezclasde polímeros Figura Clasificación Figuraa Incompatibles Mezcladepolímeros Hayriesgodequebrarseenellímite. InstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadeOsaka:Lecturasobrelosplásticos, p.364,8(1954),Plastics Age Co.,Ltd Figurab Aleacióndepolímeros Tieneunaafinidadconambasmoléculas. Hacedispersarfinamenteambasmoléculas. 29 30 A-88 5.(2)Aleacionesdepolímerosyagentescompatibilizantes En caso de que la afinidad entre dos polímeros sea baja, se pueden mezclar utilizando un agente compatibilizante. Para formular una aleación de polímeros, se debe seleccionar un método de mezcla considerando las propiedades de ambas polímeros. PolímeroA A 5.(3)Ejemplosdelamodificacióndelaspropiedades porlaaleacióndepolímeros Poliamida Resinaamezclar Características Elastómerodebasepoliolefina modificado Poliamidaamorfa/caucho ABS Resistenciaal impacto. mPPE PP PA B PolímeroB Policarbonato ABS PBT/PET 䐟 Se utiliza como intermedio un copolímero en bloque de alta afinidad para ambos tipos de polímeros, tratándose de los dos polímeros. Copolímeroenboque Segmentodealta afinidadconel polímeroA. 䐠 Si es alta la afinidad con los polímeros de ambos tipos, el copolímero entra entre cada uno de los polímeros y se pueden mezclar. El copolímero en bloque que se utiliza de esta manera se llama agente compatibilizante. Segmentodealta afinidadconel polímeroB. EditadoporlaFederacióndeIndustriadePlásticosdeJapón:Mejorcomprensióndelosplásticos, p2425,(2010)NipponJitsugyoPublishing PMMA LCP PPEmodificado HIPS/PS PBT PA PC PET BasePS Elastómeros Polioximetileno Elastómero 31 Resistenciaalimpactoytérmica. Resistenciaquímicaytérmica,buena apariencia. Resistenciaquímica,térmica yalimpacto. Reduccióndecostos. Buenaapariencia, resistenciaalclorurode calcioytérmica. Fluidez,resistenciatérmicayalimpacto, propiedadesdechapado. Resistenciaquímica,propiedades depoca curvatura. Brillodeperla. Altaresistenciayformabilidad. Formabilidad,estabilidaddimensional, resistenciaalimpacto,reduccióndecostos. Resistenciaquímica,alimpactoytérmica. Poca curvatura,resistenciaalimpacto. Buenaapariencia,pocacurvatura. Pocacurvatura. Resistenciaalimpacto. Resistenciaalimpacto,flexibilidad. Kikuo Takano:Técnicascomprensiblesrelacionadasconlosplásticos: p40(2009)KogyoChosakaiPublishingCo., Ltd. 32 7.(1)Plásticodecelulosa 6.Plásticosbiodegradablesyplásticosdebiomasa Los plásticos biodegradables se caracterizan por que pueden ser descompuestos (bajo ciertas condiciones determinadas) principalmente por acción de los microorganismos que viven en la tierra, y finalmente se transforman en dióxidos de carbono y agua. Los plásticos de biomasa se fabrican con materias orgánicas renovables, por lo que tienen una ventaja de contribuir a la prevención de calentamiento global. Los materiales que tienen consideraciones ambientales de estos dos conceptos se denominan generalmente “plásticos de biomasa”. Se muestra en la siguiente Figura el posicionamiento de los plásticos biodegradables y plásticos de biomasa. PE PP PVC PET ABS PA6 Plásticos debiomasa Plásticos biodegradables Las materias principales son almidones. (1) No se quedan como basura en el mundo de la naturaleza. (2) Basta una poca cantidad de calor para incinerar la basura. (3) Los costos son elevados y no se han utilizado ampliamente. (4) Después de su descomposición, se convierten en dióxido de carbono (gases de efecto invernadero). (5) Sus funciones y durabilidad es limitante. (6) Son desechables, por lo que se reutilizan. EditadoporlaAsociacióndeBioplásticos deJapón:Librodelosbioplásticos, p.11(2009),Nikkan Kogyo Shimbun Ltd. 1. Estructura química 2. Tipo y clasificación La celulosa que es el componente principal de las plantas se modifica por una solución de ácidos mezclados para convertirla en nitrocelulosa, y luego se plastifica con el alcanfor para obtener el celuloide. Mediante la modificación con la solución mezclada del anhídrido de ácido acético y el ácido sulfúrico, se obtiene el acetato de celulosa. 3. Características 䐟 Celuloide: Es incoloro y transparente, y se le puede aplicar libremente el coloreado. Posee alta tenacidad y baja absorción de agua, pero es extremadamente inflamable y carece de resistencia química. 䐠 Acetato de celulosa: Posee alta transparencia y es agradable al tacto. Destaca en la resistencia al impacto y al aceite, y tiene excelentes propiedades del aislamiento eléctrico y la precisión dimensional, es resistente a la flama y se le puede aplicar libremente el coloreado. 4. Usos principales Se utiliza para armazones de lentes., mangos de destornilladores y herramientas. CAB(acetobutirato decelulosa)transparente. Losmangosderesinadestacanenlaresistenciaal impactoyesresistentealaceitey/ogasolina. 33 34 A-89 7.(3)Listadelastasasdecontraccióndemoldeo deprincipalesmaterialesdeplástico 7.(2)ResinasEVAyEVOH 1. Estructura química 2. Tipo y clasificación 䐟 La resina EVA es un copolímero al azar de etileno y acetato de vinilo, y es un polímero amorfo. 䐠 La resina EVOH (copolímero de etilenoalcohol vinílico, EVOH) es un copolímero al azar de etileno y alcohol vinílico. Es un polímero cristalino cuyo punto de fusión es de 181~164ºC y la densidad es de 1.191.14. 3. Características 䐟 La resina EVA, en comparación con el LDPE (polietileno de baja densidad), tiene una flexibilidad y elasticidad de caucho como la de PVC blando, y destaca en su alta tenacidad y excelente adhesividad, formabilidad y resistencia a la intemperie; también es resistente al esfuerzo y al agrietamiento, y es inocua. 䐠 La resina EVOH tiene excelentes propiedades antigases. Sobre todo, sus propiedades antioxidantes se ubican en el nivel máximo. Destaca también en la resistencia al aceite y a los disolventes orgánicos y higroscopicidad. Permite aplicarle una impresión de buena calidad. Tiene excelente formabilidad y se puede formar multicapas en las películas coextruídas, hojas, botellas y tubos. 4. Usos principales EVA: Céspedes artificiales, EVOH: Tanques de resina para el combustible de automóviles 35 Material Tasade contracción demoldeo(%) Temperaturasuperficialde lacavidad(ºC) Presióndemoldeopor inyección(Mpa) ABS 0.4~0.9 50~80 53.97~171.7 PS 0.4~0.7 20~60 68.69~206.1 SAN 0.2~0.7 50~80 68.69~225.7 EVA 0.2~0.7 50~80 103~274.8 PP 1.0~2.5 20~90 68.69~137.8 PPGF40% 0.2~0.8 20~90 68.69~137.8 HDPE 2.0~6.0 10~60 68.69~137.8 PMMA 0.1~0.4 40~90 68.69~137.8 PA6 0.5~1.5 40~120 34.34~137.8 PA66 0.8~1.5 30~90 34.34~137.8 POM 2.0~2.5 60~120 68.69~137.8 PBT GF30% 0.2~0.8 40~80 54.95~176.6 PC 0.5~0.7 80~120 68.69~137.8 PPSGF40% 0.2~0.4 130~150 34.34~137.8 mPPE 0.1~0.5 80~90 PET 0.2~0.4 70~100 36 Tabla1.Propiedadesfísicasdelosplásticosdesuperingeniería Conceptos Unidad PPS PSF Gravedadespecífica g/cm3 1.34 1.241.25 1.21 1.62 Semicristalino Amorfo Amorfo Semicristalino PARͤ1 Cristalino/Amorfo Cristalinidad % Temperaturadetransiciónvítrea Rangodelpuntodefusión ºC ºC 8595 285290 185190 193 Temperaturadedeformacióntérmica (HDT)(1.81MPa) A ºC (110)ͤ1 (174)ͤ1 175 Módulodetracción Elasticidad Resistenciaalatracción Deformaciónportracción Elongaciónportracción MódulodeflexiónElasticidad MPa MPa % % MPa 3700 7585 45 3,700 25002700 7080 5.56 20>50 2100 70 60 Límitedetemperatura Cortaduración Largaduración ºC ºC 260 200 170 150 150 LCPϩtype GF30 280 240 210 ͤ1 MétodoASTM,EditadoporlaSociedaddeCienciadePolímerodeJapón,ToshihideInoue,Plásticosdeingeniería, p.118,2004,Kyoritsu Shuppan Co.,Ltd. ͤ2 EditadoporelInstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadeOsaka:Lecturasobrelosplásticos,(2009),Plastics AgeCo.,Ltd 37 A-90 Tabla2.Propiedadesfísicasdelosplásticostermoendurecibles Conceptos Unidad Gravedadespecífica g/cm3 Temperaturadedeformación térmica(HDT)(1.81MPa) A ºC Módulodetracción Elasticidad Resistenciaalatracción Elongaciónportracción Resistenciaalaflexión MPa MPa % MPa 5,50011,700 3462 0.40.8 4896 2,400 2789 3.06.0 ºC ºC 150 130 Límitedetemperatura Cortaduración Largaduración PF EPͤ2 PURͤ2 1.371.46 1.111.40 1.031.50 149188 149260 70690 169 10010,000 562 UPͤ3 PDAP 1.352.30 1.701.98 177260 177290 5,500113,800 103207 1.05.0 69207 9,70015,200 4176 3.05.0 62138 130 ͤ1:Cargadoconpolvosdemadera ͤ2:Productomoldeadoporfundición ͤ3:Cargadoconchopped roving HDT:Temperaturadedeformacióntérmica(términoanterior) DTUL:Temperaturadedeflexiónbajocarga EditadoporelInstitutoMunicipaldeInvestigaciónTécnicadeOsaka:Lecturasobrelosplásticos, (2009),p.485,Plastics Age Co.,Ltd GottfriedW.Ehrenstein[PolymericMaterials],2001,HANSER Conceptos Unidad PEEK PES PAIͤ1 PEI PTFE Densidad g/cm3 1.32 1.37 1.38 1.27 2.142.20 Cristalino/Amorfo Cristalinidad Semicristalino 30 Amorfo Amorfo Amorfo % Semicristalino 5590 Temperaturadetransición vítrea Rangodelpuntodefusión ºC ºC 145 335 225230 280 215230 125130 325330 Temperaturadedeformación térmica(HDT)(1.81MPa) A ºC (168)ͤ1 (204)ͤ1 (204)ͤ1 (200)ͤ1 MPa MPa % % 3700 100 5 >50 26002800 8090 5.56.5 2080 5,000 150 8 29003000 85 67 >50 390550 1430 200400 300 (240) 210 180 230 190 (170) 280 240 Módulodetracción Elasticidad Resistenciaalatracción Deformaciónportracción Elongaciónportracción 2.2 15,000 TimA.Osswald/GeorgMenges. MaterialsScienceofPolymerforEngineers,p8,2003,HANSER Tabla1.Propiedadesfísicasdelosplásticosdesuperingeniería (2) 39 Límitedetemperatura Cortaduración ºC Largaduración ºC ͤ1 MétodoASTM,EditadoporlaSociedaddeCienciadePolímerodeJapón,ToshihideInoue,Plásticosdeingeniería, p.118,2004,Kyoritsu Shuppan Co.,Ltd. 38 Índice MóduloM26 M58 1.Sumario 2.Coloresycolorimetría (1) Coloryluz (2) Tresatributosdelcolor (3) Diagramadecromaticidaddelsistema decolorCIEX.Y.Z (4) Círculocromático,diagramadematices similaresysólidodecoloresdeMunsell (5) Métodosdecolorimetríaysus características 3.Objetivosdeloscolorantesysustipos (1) Métodosdecoloracióndelplástico (2) Coloracióndelasmateriasdecolor (3) Relacióndelasmateriasdecolor (4) Tintesypigmentos (5) Capacidad colorantedelospigmentosy modelosdesuspartículas (6) Clasificacióndeloscolorantes (7) Colorantesenpasta (8) Sistemadecolorantelíquido M2 Materialesplásticos M26 Coloresymezcladodemateriales [email protected] (9) (10) (11) (12) Colorantesenseco Masterbatch ProcesodeproduccióndeMasterbatch Líneadecoloraciónymoldeomediante Masterbatch 4.coloracióndelaresina (1) Clorurodepolivinilo (2) Grupodeestireno (3) ABS (4) Grupodepoliolefina (5) Polioximetileno (6) Policarbonato (7) Polimetacrilato (8) Resinafenólica,resinaureaformaldehído, resinamelaminaformaldehído (9) Poliésternosaturado 2012.6.20 1 2 A-91 1.Generalidades 2.(1)Coloryluz Una de las características del plástico es la posibilidad de colorarlo y ofrecer materiales de colores variables. (1) Objetivos de la coloración 䐟 Identificación e indicación de las piezas. 䐠 Decoración y mejoramiento del valor de los productos. 䐡 Proteccióndelcontenido,intercepcióndelucestransmitidas,mejoramientodela resistenciaalaintemperie. 䐢 Mejoramiento de las propiedades ópticas. 䐣 Absorción térmica / Reflexión térmica. 䐤 Ajuste de la tonalidad (entre diferentes lotes o materiales). (1) Loscoloresseidentificancomotaleshastaqueseestimulalaretinadelojoporla luzentranteimpulsandolasaccionesdelnervioópticoysetransmitelainformación correspondientealcerebro. (2) Paraidentificarloscoloresserequierelapresenciadelaluz.Serefierealos“rayos visibles”(ondasderadiaciónelectromagnéticascuyalongitudestácomprendida entre380y780nm). (3) Alhaceratravesarlaluzsolarporunprisma,sepuedeobservarunabandadesiete colores(espectro).Ladispersióndelaluzenelespectro(elementosporlongitudde onda)sedenomina“espectroscopia”.Almezclartodosestoscolores,seestimulará lavistademaneraquesepuedapercibirelcolorblanco(incoloro). (4) Elespectroapareceenelordenderojo,naranja,amarillo,verde,azul,añilyvioleta, locualeselfenómenoproducidodebidoaladiferenciadelalongituddeondade cadacolor;enlaluznaturallapartequetienelalongituddeondamáslargaseve rojaylamáscortasevevioleta.Segúnlaintensidad(formademezcla)delaluz dispersadasepuedenproducirdiversoscolores. (2) Coloración Se utilizan tintes, pigmentos inorgánicos y orgánicos. Para los colorantes, se requieren las siguientes características: 䐟 Vivacidad de colores y alta capacidad de coloración. 䐠 Alta dispersabilidad. 䐡 Excelente resistencia térmica al calor. 䐢 Excelente resistencia a la intemperie. 䐤 Alta resistencia a la migración de color (blooming). Faltó traducir aquí (3) Presentación de los colorantes La coloración se realiza de manera interna, y entre las presentaciones de los colorantes se encuentran: 䐟Colorantes en pasta (Colorantes líquidos), 䐠 Colorantes secos (en polvo), 䐡 Masterbatch y 䐢 Resina colorada. Figura1 Percepcióndelcolor 3 Figura2 Dispersióndelaluz Figura3 Mezcladelaluz 4 2.(3)DiagramadecromaticidaddelsistemadecolorCIEX.Y.Z 2.(2)Tresatributosdelcolor Elsentidodelcolorqueconstituyeunfundamentoparaclasificarlosdiferentescolores tienelossiguientestresatributos: Variación del matiz (1)Matiz(hue) Elatributoquecaracterizauncolorsellamamatiz (rojo,amarillo, verde,azul,violeta,etc.). Loscoloresconmatizsellamancolorescromáticosy Variación de la luminosidad losquenolotienensellamancoloresacromáticos. Alta Baja (2)Luminosidad(brightness) Entreloscoloresacromáticos,elcolormásclaroeselblancoyelmásoscuroesel negro,yentreambosextremoshaygrisesendistintasescalasdeclaridad.Esta escaladeclaridadsellamaluminosidad.Loscoloresclarostienenaltosgradosde luminosidadylososcurostienenbajosgradosdeluminosidad. El sistema de color XYZ constituye la base de los otros sistemas de color. Fue desarrollado con base en el principio de la síntesis aditiva de los tres colores primarios de la luz (R=rojo, G=verde, B=azul) y se representa un color con tres valores x, y, z mediante un diagrama de cromaticidad. El valor Y representa el grado de reflexión y corresponde a la luminosidad, y los valores xy pueden representar la cromaticidad. La Figura4 representa el diagrama de cromaticidad del sistema de color XYZ. Como se observa en esta Figura, el eje horizontal corresponde a la x, y el vertical corresponde a la y. Los colores acromáticos se sitúan en el centro del diagrama de cromaticidad y cuanto más se aleja hacia el extremo, va aumentando más el grado de saturación. Además, para la identificación comparativa de colores delicados se utiliza la diferencia de color, E (delta E). Matiz (Se trata de una cuantificación del atributo que determina el grado de reflexión de la superficie de un objeto.) Variación de la saturación Saturación (3)Saturación (chroma) Baja Aunqueelmatizylaluminosidadsemantienenconstantes,su Alta intensidadpuedeserdiferente.Esdecir,lasaturación es cuantificadaporla distanciamedidadelcentrodondeescoloracromático.Loscoloresdemayor vivacidadtienenmayorsaturaciónyloscoloresapagadostienenmenorsaturación. Figura4DiagramadecromaticidaddelsistemadecolorXYZ 6 5 A-92 2.(4)Círculocromático,diagramadematices similaresysólidodecoloresdeMunsell 2.(5)Métodosdecolorimetríaysuscaracterísticas (1)Métododecomparacióndirecta: Colocandolamuestrajuntoalestándar,sedeterminaráasimplevista.Ofreceunaaltaprecisiónyse puedeefectuarconfacilidad. (2)Métododelecturadirectadevaloresdeestímulo: Medianteuncolorímetro,seobtienenelespectroRGB(Rojo,Verde,Azul),losvalorestriestímulo(X,Y, Z)ylascoordenadasdecromaticidad(x,y). Elcostodeinstalaciónesmenoryeltiempodemediciónespoco,yseutilizaparaelcontrolde procesos. (3)Métododeespectrofotometría: Medianteunespectrofotómetro,semideelgradodereflexiónespectralyseobtienenlosvalores triestímulo(X,Y,Z)ylascoordenadasdecromaticidad(x,y).Muestramenosdiferenciaindividualy/o errormecánicoqueotrosmétodos,porloqueofreceunaaltaconfiabilidad. Saturación (C) Círculo cromático de Munsell Luminosidad (Y) Tabla de colores de Munsell (Luminosidad y Saturación de 2.5R) (Nota) Laexpresióndecoloresseclasificaagrandesrasgosendosmétodos:䐟 SistemadecolorCIEXYZ establecidoporlaCIE(ComisiónInternacionaldeIluminación) y䐠 TabladecoloresdeMunsell. Sólido de colores Colorimetríavisual Figura5Círculocromático,tabladecolores,sólidodecoloresdeMunsell Conbaseenelmatiz,laluminosidadylasaturacióndelos colores,seexpresauncolordeterminadomediantelatablade coloresclasificadosrespectivamentepornúmeroysigno, comparandoelcolordelobjetoconlatabladecolores. Colorimetría Métododelecturadirecta devaloresdeestímulo Colorimetríafotoeléctrica Figura6Clasificacióndecolorimetría Planodematices similaresde5Yy5PB Métododecomparación directa Métodode espectrofotometría EscritoencolaboraciónporYutakaHanadayAkiraYahagi:Colorantesparaplástico, p.11(1966)NikkanKogyoShimbunLtd. 7 8 3.Objetivosdeloscolorantesysustipos 3.(1) Métodosdecoloracióndelplástico (1) Objetivos de los colorantes: Los colores cobran cada vez más su importancia para mejorar la imagen del plástico. Además, está aumentando el uso de colorantes como materiales funcionales que otorgan funciones no propias del plástico, mejorando la resistencia al clima del plástico, protegiendo el contenido del envase contra la alteración ocasionada por la luz, etc. (2) Tipos: Entre los materiales que se utilizan para la coloración interna del plástico, se encuentran: 䐟 materias de color (tintes o pigmentos) y 䐠 colorantes (tintes o pigmentos elaborados con aditivos). Los colorantes son aquellos que fueron elaborados con base en los tintes y pigmentos agregándoles aditivos para darles una buena dispersabilidad, distributividad y manejabilidad para la coloración y moldeo del plástico. Su base es de tintes pigmentos y generalmente están formulados para la tonalidad del color requerido. Los colorantes, según su presentación, se pueden clasificar en: 䐟 Colorantes en pasta (Colorantes líquidos), 䐠 Colorantes en polvo, y 䐡 Masterbatch. Tintes/Pigmentos Colorantesenpasta Coloración interna Colorantes Colorantesenpolvo Masterbatch Coloracióndel plástico Resinacolorada Impresión Coloración superficial Pintado Chapado/Deposición 9 10 A-93 3.(2) Coloracióndematerialdecolor 3.(3)Relacióndelosmaterialesdecolor Cuandolaluzsolarcaesobreunmaterialdecolor,seráreflejada,absorbidaytransmitida. Losobjetostransparentestransmitenmáslaluzylosopacoslareflejanmás. Percibimoselcolorenunmaterialdecolorporquedichomaterialabsorbe selectivamenteunapartedelaluzsolar.Sielmaterialdecolornoabsorbenada,se crearálaaparienciadelcolorblanco,ysiabsorbetodalaluz,severánegro. Luzdeincidencia ↓ᶵ Pigmentos Luzdispersada Materialescolorantesorgánicos Refracción Luzreflejada Absorción Tintes Luztransmitida Radiación sincrotrónica (fluorescente) Pigmentos inorgánicos Figura7 Relaciónentrelaspartículasdepigmentoylaluz Alincidirlaluzsolarenelpigmentorojo EscritoencolaboraciónporYutakaHanadayAkiraYahagi:Colorantesparaplástico, p.17(1966)NikkanKogyoShimbunLtd. Pigmentos orgánicos 11 12 (1) Tintes Son sublimables y tienen desventajas por tener poca resistencia al calor y al clima y presentar fácilmente la migración de color. Se utilizan principalmente los tintes solubles en aceite. 䐟 Tintes de antraquinona Hay mucha variedad. Tienen una tonalidad viva y una alta solidez frente a la luz. Son los tintes de uso más frecuente. 䐠 Tintes azoicos En su estructura tienen grupo azoico (N=N) y también ofrecen mucha variedad. Generalmente son inferiores con respecto a la resistencia al calor y al clima. 䐡 Tintes solubles en aceite Son los tintes azoicos que tienen grupo hidroxilo, grupo amino, etc. y no tienen grupo nitro ni grupo carboxilo. Tienen una tonalidad viva y alto poder colorante, pero generalmente son inferiores en la resistencia al calor. (2) Pigmentos Los pigmentos inorgánicos se utilizan para una amplia variedad de plásticos, mientras el uso de pigmentos orgánicos es limitado según los tipos de plástico y la temperatura de moldeo. En caso de que la temperatura de moldeo exceda a 300ºC, casi siempre se utilizan los pigmentos inorgánicos. Las tres condiciones principales que requieren los pigmentos para el plástico: Los mínimos requisitos mínimos son: 䐟 Resistencia al calor y 䐠 Resistencia a la migración de color. 䐡 La resistencia al clima dependerá de su uso, pero es la condición que casi siempre se toma en cuenta. 13 3.(5)Capacidaddecoloracióndelospigmentosy modelosdesuspartículas Igual que la capacidad de obliteración del pigmento, cuanto más pequeño es el diámetro de partícula, más grande es la capacidad de coloración. El diámetro de la partícula del pigmento que presenta la capacidad de coloración más grande, tiene el índice de refracción grande y el coeficiente de absorción chico. Óxido de titanio Negro de carbón Azul de ftalocianina Negro de hierro Carbonato cálcico Óxido de hierro amarillo Titanio de mica (vista seccional) Óxido de hierro en lámina Capacidad de coloración (Valor de comparación) 3.(4)Tintesypigmentos Negro de carbón Azul de hierro Óxido de titanio Índice de refracción Coeficiente de absorción Nylon-12 Diámetro de partícula Figura8Modelosdeformadelaspartículasdepigmentos Figura9 Diámetrodepartículay podercolorante RedactadoporlaSociedadJaponesadeMaterialesdeColor: ManualdeIngenieríadeMateriasdeColor,p.237(1989)AsakuraPublishingCo.,Ltd. 14 A-94 3.(7)Colorantes enpasta 3.(6)Clasificacióndeloscolorantes Categoría general Forma Resinasenqueseutilizan principalmente Colorantesen ColorantesenpastaparaPVC pasta Colorantesenpastapara resinatermofija Coloranteslíquidos Pasta Pasta PVC(blando) Poliésternosaturado,Epoxi, Poliuretano Poliolefina,PVC,PS,ABS,PET,Nylon Colorantesen Colorantesenpolvo polvo Colorantesengránulos Polvo Polvo granulado Resinatermoplásticaengeneral Resinatermoplásticaengeneral Masterbatch Masterbatch Pellet Masterbatch blanco Masterbatch decarbono Batch enlámina Pellet Pellet Lámina Resinatermoplásticaengeneral (exceptoPVCblando) PEparapelícula Poliolefinaengeneral PVCblando Resinacolorada Resinacoloradadematerial compuesto CompuestodePVC Pellet Pellet Polvo Pellet Resinatermoplásticaengeneral Resinatermoplásticaengeneral PVC PVC Resina colorada Tipo Pasta (1) Colorantes en pasta para PVC Se hacen mezclando los pigmentos en el plastificante de PVC y se utilizan para el PVC blando. Al hacer un compuesto en una mezcladora Banbury, entre otros, se alimentan estos colorantes al mismo tiempo que otras materias primas. (2) Colorantes en pasta para resina termofija Los usos representativos son para poliéster no saturado, resina epóxica, poliuretano, etc. Se fabrican de la misma manera que los colorantes en pasta para PVC, utilizando como vehículo el poliéster no saturado en forma de líquido, la resina epóxica en forma de líquido y el poliol, respectivamente. El pellet colorado es el material de resina en pellet al que se aplica la coloración a una concentración específica utilizando los colorantes en polvo o masterbatch. Tiene una excelente dispersabilidad, ofrece gran eficiencia en las operaciones y se utiliza ampliamente. 15 (3) Colorantes líquidos Son los colorantes que se utilizan en el sistema de colorante líquido. Los colorantes en forma de líquido se alimentan directamente a la máquina de moldeo. Se utilizan para poliolefina, PS, ABS, PVC, PET, etc. Como vehículo, se emplean el aceite vegetal, plastificante, agente tensoactivo noiónico, etc. La viscosidad de los colorantes es un factor importante ya que afecta la precisión de dosificación de la máquina inyectora. 16 3.(9)Colorantesenpolvo 3.(8)Sistemadecolorantelíquido Resinanatural Recipientede colorantelíquido Sistema1 Tolva de materiales Soporte (Bracket) para alimentación de tinta Husillo de la máquina de moldeo Cabeza de la bomba Tubo de silicona Colorante líquido Loscolorantesenpolvo(drypowdercolor)sonlasmezclasdepigmentos yagentesdispersantes en formadepolvos.Eselmétododecoloraciónmáseconómicoyseutilizanparacasitodoslostiposde resinatermoplástica. Funcionesdelosagentesdispersantes: (1) Losdispersantesmuyfinossemetenentrelaspartículasdepigmentos yevitanlafloculaciónde pigmentosalmezclarloscolorantesenpolvoconlaresinay/oalrecibirlacompresiónenla máquinademoldeoantesdelafundición. (2) Adheriruniformementeloscolorantesenpolvoenlasuperficiedelospelletsderesina. (3) Sefundendentrodelamáquinademoldeoantesquelaresinaycubriendolasuperficiedelos pigmentosconvertidosenformadelíquido,evitansufloculación. (4) Mojanlasuperficiedelospigmentos,yestofacilitaalospigmentosintegrarseconlaresina cuandoéstallegueafundirse. Sistema2 Máquinademoldeo porinyección Losagentesdispersantessirven paraevitarelesparcimientoy mejorarladosificación.Eltamaño deungránuloesde1a2mmy tieneformadecilindrooesfera. Bombadosificadora Figura10Sistemadecolorantelíquido RedactadoporlaSociedadJaponesadeMaterialesdeColor: ManualdeIngenieríadeMateriasdeColor,p.434(1989)AsakuraPublishingCo.,Ltd. ͤ Vehículo:Serefierealoscomponentesquenoseantintesnipigmentos. 17 18 A-95 3.(10)Masterbatch 3.(11)ProcesodeproduccióndeMasterbatch El masterbatch se refiere a los colorantes en pellets, escamas o láminas que se fabrican mezclando en la resina un 5 a 50 wt% de los pigmentos. Materiasprimas Pelletizadora Para el uso del masterbatch, se mezcla con los materiales de moldeo que se van a colorar, diluyendo a razón de 1:4, 1:9, 1:19, 1:29, etc. La concentración de los pigmentos en el masterbatch tiene una relación estrecha con la dispersabilidad y la distributividad, y está íntimamente relacionada con la razón de dilución. Se expresa de las siguientes maneras: (1) Se expresa como número de veces que está más concentrado con respecto a los pellets coloreados que se toman como referencia. (Ejemplo: Masterbatch 20 veces más concentrado) (2) Se expresa por la razón de dilución o la cantidad aditiva. Prácticamente se expresa más de esta manera. (Ejemplo: Masterbatch 5/100, 5 partes (o Masterbatch de adición 5phr)) 1.Masterbatch dePVC Amasadora Rollo Materiasprimas Extrusoras Tinadeenfriamiento 2.Masterbatch decarbono MezcladoratipoBanbury Materiasprimas 3.Masterbatch mediante unaamasadoracontinua 4.Líneadeproducciónde Masterbatchgeneral MezcladoratipoHenshel Figura11LíneadeproduccióndeMasterbatch Masterbatch enpellets Colorantesenpolvos,gránulos,escamas 19 RedactadoporlaSociedadJaponesadeMaterialesdeColor: ManualdeIngenieríadeMateriasdeColor,p.440(1989)AsakuraPublishingCo.,Ltd. 20 3.(12)LíneadecoloraciónymoldeomedianteMasterbatch Dosficación Mezclado Moldeo Resina Masterbatch Masterbatch Dosificaciónautomática Mezclado Línea Resina Masterbatch Resina Instrumentosdedosifcicaciónautomática,Mezclado Línea2 4.coloracióndelaresina 4.(1)Clorurodepolivinilo El PVC (cloruro de polivinilo) hace la reacción de deshidrocloración debido al calor y a la luz. Existen algunos productos con adición de plastificantes. Éstos pueden causar problemas en la termoestabilidad, la fotoestabilidad, la migrabilidad de los colorantes [Características de la coloración de PVC] (1) Termoestabilidad: El pigmento ultramarino dañará el mecanismo de coloración por gas de ácido clorhídrico y ocasionará la decoloración produciendo azufre libre. (2) Fotoestabilidad: Para los productos de uso al aire libre, se seleccionarán los pigmentos de alta resistencia a la luz. (3) Plateout: Durante el proceso, los pigmentos pueden aislarse y pegarse en la superficie de la máquina de moldeo, y después de su maduración se despegarán y se mezclan en los productos. (4) Blooming: Se refiere al fenómeno donde se presenta la exudación del color en la superficie con el transcurso del tiempo. (5) Migración: Se refiere al fenómeno donde el color pasa del producto colorado a otros objetos que se ponen en contacto con el mismo. (6) Clocking: Al rozar la superficie del producto colorado, se pierde el color. (Defecto en la dispersión, Exudación de los pigmentos) [Tipos de colorantes a utilizar] Se encuentran: (a) Colorantes en pasta, (b) Masterbatch, (c) Colorantes húmedos, (d) Colorantes en polvo. La dispersabilidad bajará al orden de: c > b > a > d. Línea3 Figura12LíneadecoloraciónymoldeomedianteMasterbatch RedactadoporlaSociedadJaponesadeMaterialesdeColor: ManualdeIngenieríadeMateriasdeColor,p.442(1989)AsakuraPublishingCo.,Ltd. 21 EscritoporYutakaHanadayAkiraYahagi:Colorantesparaplástico, p.36192(1966)NikkanKogyoShimbunLtd. 22 A-96 4.(2)Grupodeestireno 4.(3)ABS El GPPS (polistireno de propósito general) y el SAN (copolímero de estirenoacrilonitrilo) tienen una buena afinidad con diversos tipos de tintes y pigmentos, y al aplicarles la coloración, se puede obtener colores vivos en un espacio muy amplio. [Características de la coloración de la resina del grupo de estireno] (1) Degradación por los rayos ultravioleta: El PS (poliestireno) se amarillea poco a poco al recibir la radiación ultravioleta. La superficie se pone opaca gradualmente perdiendo su transparencia y se hace quebradiza. Por lo que, para los artículos de uso al aire libre se utilizan los colorantes que tienen un alto efecto de protección solar, tales como negro de carbón, óxido de titanio, etc. (2) Degradación por calor: La temperatura de descomposición por calor del PS es relativamente alta (380ºC), por lo que la influencia de los colorantes en la degradación por calor es prácticamente pequeña. (3) Se puede emplear los tintes que no son aplicables al PE (polietileno). Los tintes azoicos se destacan por su resistencia al calor, y los de antraquinona tienen una excelente resistencia térmica y al clima aunque su vivacidad y poder colorante son inferiores. (4) La dispersabilidad depende de la granularidad de los colorantes. Hay mayor demanda por los colores vivos, por lo que se debe mejorar la dispersabilidad de las partículas muy finas. [Tipos de colorantes a utilizar] Se emplean los métodos de colorantes en polvo y de pellets coloreados. Principalmente se colorea en la misma planta de moldeo, utilizando colorantes en polvo y en forma de gránulos. 23 La resina ABS (copolímero de acrilonitrilobutadienoestireno) es opaca y tiene un color natural (por el componente de goma), entre amarillo pálido, y hasta marrón oscuro pálido. [Características de la coloración de ABS] (1) La coloración de la resina ABS transparente no puede obtener buenos resultados aun utilizando tintes aplicables a la resina transparente como PS, PMMA (polimetilmetacrilato). Por lo que principalmente se utilizan los pigmentos inorgánicos con alta capacidad de obliteración aplicando una alta concentración; sin embargo, es necesario considerar su dispersabilidad, así como la reducción de la resistencia al impacto de los materiales. (2) El polímero fundido de ABS muestra un comportamiento de reducción de la alcalinidad, por lo que los pigmentos orgánicos son propensos a decolorarse. (3) Influencia sobre la degradación por los rayos ultravioleta: Debido al doble enlace en la molécula del componente de caucho, el ABS es propenso a ser afectado por los rayos ultravioletas. Los pigmentos inorgánicos con partículas de mayor diámetro, pueden mostrar un efecto de protección contra los rayos. (4) En cuanto a la influencia sobre la degradación térmica, es considerable el cambio de colores del polímero según la historia térmica; es decir, se trata de la decoloración térmica que se atribuye al componente de caucho, por lo que es propenso a presentar diferencias de color entre los productos coloreados según las condiciones del proceso. [Tipos de colorantes a utilizar] Se tienen los métodos de pellets coloreados y de Masterbatch, pero generalmente se emplea más el método de pellets coloreados utilizando colorantes en polvo. 24 4.(4)Grupodepoliolefina Con esta resina se puede aplicar libremente la coloración, pero debido al calor y/o los rayos ultravioletas se degradarán sus propiedades físicas. Se requiere que los colorantes tengan una excelente dispersabilidad (con las películas y los filamentos se requiere una alta dispersabilidad de los pigmentos), así como una estabilidad en el momento de la coloración y moldeo. [Características de la coloración de Poliolefina] (1) Termoestabilidad: La temperatura de moldeo oscila entre 120 y 220ºC para el LDPE (polietileno de baja densidad), entre 180 y 2300ºC para el HDPE (polietileno de alta densidad), entre 220 y 300ºC para el PP, por lo que se debe utilizar los colorantes que resisten a dicha temperatura. El PP (polipropileno) es más propenso a recibir la influencia de los pigmentos en comparación con el PE y se presenta la reducción del peso molecular según la historia térmica durante el moldeo. (2) Resistencia al clima (Resistencia a la luz): Se utilizan principalmente los pigmentos inorgánicos. Entre los pigmentos que tienen una excelente capacidad de absorción de los rayos ultravioletas, se encuentran: negros de carbón, óxidos de hierro, pigmentos de cadmio, pigmentos de ftalocianina de cobre. (3) Tasa de contracción de moldeo: Los pigmentos orgánicos funcionan como agentes de nucleación y se aumenta la tasa de contracción de moldeo, lo cual ocasiona una torsión y/o deformación. Se presenta mayor influencia en el PE, mientras menor influencia en el PP. [Tipos de colorantes a utilizar] Se utilizan dos tipos: colorantes en polvo y Masterbatch. Los colorantes en polvo se utilizan en forma de polvos finos tratados con el agente auxiliar de dispersión y el agente tensoactivo, para aplicar el método de coloración en polvo o fabricar pellets coloreados. 4.(5)Polioximetileno(Poliacetal) El polioximetileno es una resina sumamente sensible al calor. Es propenso a la descomposición por el calor y a la degradación por los rayos ultravioleta, por lo que depende mucho de la influencia de los colorantes. Si se aplican los pigmentos superando a su respectiva concentración límite de coloración, se acelerará la descomposición térmica. [Características de la coloración de Polioximetileno] (1) La temperatura de moldeo de esta resina es baja oscilando entre 200 y 220ºC. Según las condiciones de coloración, se pueden utilizar pigmentos orgánicos azoicos. (2) Factores de aceleración de la descomposición por el calor según los colorantes: 䐟 pH (Se acelera por la acidez.) 䐠 Tipo y cantidad aditiva de los metales componentes (fuera del límite de uso). Dependencia de la temperatura, Presencia de impurezas. (3) La degradación es el resultado de la reducción del peso molecular debido a la separación de los monómeros del extremo de la cadena molecular y la ruptura de la cadena molecular principal. (4) Puede que se presente una degradación significativa en la superficie del producto moldeado por los rayos ultravioleta, por consiguiente, puede haber blanqueo ocasionado por las fisuras en la capa superficial; no obstante, generalmente los pigmentos pueden dar efecto de protección y dichos problemas serán prácticamente mínimos. (5) La resina tiene una alta cristalinidad, por lo que los tintes ocasionarán “Bleedout (exudación)”. [Tipos de colorantes a utilizar] Se utilizan los colorantes en polvo. 25 26 A-97 4.(7)Polimetacrilato 4.(6)Policarbonato El PC (policarbonato) tiene una alta viscosidad de fundido, la cual aumentará excesivamente al elevarse el paso molecular. Además, al fundirlo con la presencia de agua y/o álcali, se hidrolizará reduciendo el peso molecular. [Características de Policarbonato] (1) Se requiere que los tintes o pigmentos tengan una resistencia al calor de 280ºC o más. (2) Para los productos transparentes se utilizan los tintes, y para los opacos se utilizan combinando los pigmentos inorgánicos y los tintes. El PC tiene una gran resistencia al clima y se destina para usos al aire libre, por lo que se requiere que los tintes o pigmentos también tengan una excelente resistencia al clima. (3) La influencia de los colorantes sobre la descomposición por calor del PC es muy grande, ya que la temperatura de moldeo es alta. Aunque se mantiene durante mucho tiempo en el estado de fundición, la reducción de la viscosidad de fundido es menor; sin embargo, a temperatura de 320ºC o más se empieza la descomposición. Además, tiene una estructura de enlace éster carbónico, por lo que al calentarlo y fundirlo con la presencia de agua y/o álcali, se presentará la hidrólisis y se reducirá bruscamente el peso molecular. (4) Influencia de los pigmentos sobre la descomposición por calor del PC: Los pigmentos con los que se observa la reducción del peso molecular son: Naranja de cadmio, Rojo de cadmio, Negro de carbón alcalino, entre otros. (Aunque se trata de pigmentos del mismo grupo, se presentan diferencias según su composición, agentes de tratado superficial, métodos de procesamiento. ) [Tipos de colorantes a utilizar] Es más común el compuesto de colores (color compound), pero también se utiliza Masterbatch. 27 Se aplica el moldeo por inyección o extrusión con el uso de pellets, o bien el moldeo por fundición (cast molding) que hace la polimerización en masa con los monómeros. Para los colorantes, se utilizan tintes o pigmentos. Se necesitan tintes para conservar la transparencia y sobre todo se requiere la resistencia al clima. Hay muchos productos moldeados que pueden ser afectados por los rayos ultravioleta, tales como productos de uso al aire libre o artículos de iluminación, etc. (1) Coloración de pellets: [Características de la coloración de Polimetacrilato] 䐟 Se aplica la coloración con los tintes. Se utilizan tintes de aceite, tintes de alcohol, tintes de antraquinona. 䐠 Resistencia al clima: Se requiere que los colorantes a utilizar tengan una resistencia al clima de 3 a 5 años. 䐡 Resistencia al calor: En caso de la cubierta de faros para vehículos, debe resistir a la temperatura de moldeo (entre 200 y 250ºC) durante 20 minutos o más. [Tipos de colorantes a utilizar] Generalmente se aplica el método de pellets coloreados con una máquina de extrusión de tipo venteo, para tomar medidas contra la humedad. (2) Moldeo por fundición: [Características de la coloración] 䐟 Que tenga una excelente dispersabilidad en los monómeros. 䐠 Que no impida el desmoldeo de la placa de fundición (vidrio). 䐡 Que no se decolore al sujetar al calentamiento a 180ºC durante una hora. [Tipos de colorantes a utilizar] Se utilizan tintes, colorantes en pasta y masterbatch. 28 4.(8)ResinasFenólica,deUreayMelamina 4.(9)Poliésternosaturado Para los materiales de colorantes se utilizan tintes y pigmentos. Para los productos transparentes se utilizan tintes solubles en aceite. Los pigmentos muestran baja reactividad con el agente endurecedor, por lo que se utilizan pigmentos inorgánicos que tienen una alta capacidad de recubrimiento. Una vez endurecida, es imposible modificar los colores o aplicar remoldeo, por lo que se necesita un control riguroso de los colores. Algunos tintes se decoloran mediante la catálisis de peróxido. Además el uso de colores oscuros impide el endurecimiento, por lo que se utilizan más los pigmentos. [Características de la coloración de Poliéster no saturado] (1) Aparte de la resistencia al calor y al clima, se requiere lo siguiente: 䐟 Que no impida ni acelere la reacción de endurecimiento. 䐠 Que tenga resistencia al ácido. 䐡 Que el peróxido no lo perjudique. (2) La coloración de FRP (plástico reforzado con fibra) se destina al uso al aire libre, y en caso de colores claros, se deben seleccionar los pigmentos de gran resistencia al clima. Se utilizan pigmentos de cadmio. [Características de la coloración de las resinas fenólica, de urea y de melamina ] (1) Reactividad con la resina y el agente endurecedor: Cuando se produce una reacción entre los pigmentos y el agente endurecedor, se daña el sustrato cromogénico ocasionando la decoloración y al mismo tiempo se impide la reacción de endurecimiento de la resina. Para los pigmentos se requiere resistencia a la reducción y resistencia al ácido. Para la coloración de la resina de urea o de melamina, es preferible utilizar colorantes neutros. (2) Dispersabilidad: En caso de que el polímero inicial sea un sólido, se utilizarán pigmentos en forma de polvos mezclados suficientemente. (3) Resistencia al calor y al clima: Es limitada la historia térmica durante la transformación y además su uso se destina más al aire libre, por lo que el nivel de los requerimientos es bajo. [Tipos de colorantes a utilizar] Según el estado del polímero inicial, se utilizan selectivamente los tintes o pigmentos tal como están, o bien los colorantes en polvo o en pasta tratados con el agente dispersante. Los colorantes se utilizan en forma de polvos o gránulos destrozando la resina en masa y se venden al público como materiales de moldeo. 29 [Tipos de colorantes a utilizar] Se utilizan colorantes en pasta (tóner de poliéster). La resina es líquida, por lo que tiene una buena capacidad de mezclado, y además los colorantes en pasta se amasan mediante un molino de tres rodillos y los pigmentos se trituran hasta que queden en partículas de una micra o menos, por lo que se dispersan con facilidad y se puede mantener una coloración uniforme. Coloración de Premix: El Premix es un compuesto para moldeo en forma de pasta o pajas, mezclado con la resina de poliéster no saturado, el colorante, catalizador, carga inorgánica, reforzante, lubricante, etc. Utilizando este Premix, se realiza el formado mediante el moldeo por compresión. 30 A-98 Índice Módulo M27 1. Sinopsis 2.Plásticos deusos generales (commodity) (1)PVC:Policloruro devinilo (2)PE(LDPE):Polietileno debaja densidad (3)PE(HDPE):Polietileno dealta densidad (4)PP:Polipropileno (5)PS:Polistileno (6)ABS (7)SAN(AS) (8)PMMA:Polimetacrilato demetilo (9)PET:Tereftalato depolietileno M2 Materialesplásticos M27 Diferentesmaterialesdeplástico ysuaplicación 4.Plásticos desuperingeniería (1)PPS:Polisulfuro defenileno (2)LCP:Polímero decristal líquido (3)PES:Polietersulfona (4)PAR:Poliarilato (5)PSF:Polisulfona (6)PEI:Poliéterimida (7) PTFE:Politetrafluoroetileno (8)PEEK:Polieteretercetona (9)PAI:Poliamidaimida 5.Plásticos determoplásticos 3.Plásticos deingeniería (1)PA:Poliamida (2)POM:Polioximetileno (3)PC:Policarbonato (4)mPPE:Polifenilenetermodificado (5)PBT:Polibutilenotereftalato (6)GRPET:Politereftalatodeetilenglicolreforzado confibradevidrio (1)PF:Fenolformaldehído (2)MF:Melaminaformaldehído (3)UF:Ureaformaldehído (4)EP:Resina Epoxi (5)UP:Poliéster insaturado (6)SI:Silicona (7)PUR:Poliuretano (8)PDAP:Poliftalato dedialilo 15y16/10/2012 1 2 A-99 䠍䠊Sinopsis Seseñalanlascaracterísticasde䐟 plásticos deusogeneral,䐠 plásticos deingeniería,䐡 plásticos de super ingenieríay䐢 plásticos termofijos queseaprovechanenlosproductosrepresentativosyáreas específicas. “Tendenciasdelasáreasprincipalesdelosplásticos” (1) Áreadeoptoelectrónica: Seutilizanplásticostransparentesdeingenieríaysuperingenieríaque tienenexcelenciaenResistenciaalcalor,alafuerza,alimpacto yestabilidad dimensional. (2) Carcasasdeequiposdeofimáticaeinformática: Elusodealeacionesdepolímerosestá progresandodebidoasusaltosrequerimientosen;laresistenciaalimpactoylapropiedad pirorretardanteparalaproteccióndelosequiposelectrónicos,labuenafluidez,elbrillosuperficial paraeldiseñoyladureza. (3) Automotriz: Seenfocanentrescualidades:䐟 disminucióndepeso,䐠 seguridad(elmaterialdela estructuraesacero.LavestiduraexterioresdealeacióndePC/PBTyelmaterialdelavestidura interioryexterioresplástico,exceptoelchasis.)y䐡 productividad.Sebuscasustituirel“motora gasolina”.SinembargolatareaactualessustituirelvidrioinorgánicoporPCconsuperficie endurecida. (4) Empaquesyenvasesdealimentos: SerequierenResistenciaalcaloryunabarreracontraaromas debidoalusocomúnderefrigeradores,congeladoresyhornosdemicroondas.Seutilizan principalmentelosplásticosdeusogeneralquetienenampliagamadevariedadesydiferentes características. SeutilizannylonyEVOHparaenvasesdemúltiplescapascuandoserequiereunabarreracontragases ounabarreracontraaromas.Unapelículadecapasencillaesmáscomún,peroseusanláminas demúltiplescapasconpapeloaluminioparausoespecial.Losenvasesfabricadosdepelículason moldeadosportermoformado comomoldeoporvacío. 3 2.(1) PVC:Policlorurodevinilo Características Áreadeaplicaciónyproductos (1) PVCrígido Tubos,películasrígidas(empaquesyenvases) PVCflexible Películasparausoagrícola(invernadero) Empaquesyenvases,filmsplásticos Asiento,pielsintética, Recubrimientosdecables, Azulejos,materialesparapiso Botasdeagua,guantes,bolsas,salvavidas (2) (4) (5) (6) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (3) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (7) (8) (9) (10) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Notas: (1)Resistencia (2)Aislamiento eléctrico (3)Resistenciaalaintemperie (4)Resistenciaalagua (5)Resistenciaalaceite yresistencia química (6)Transparencia (7)Flexibilidad (8)Propiedad debarrera contragases (9)Estabilidad dimensional (10)Facilidad decoloración eimpresión 䖂䠖Importante䚽:Característicasmuyrelevantes Filmplásticos dePVDC TubosdePVCrígido Salvavidas Asientodepieldecoches 4 2.(2)PE䠄LDPE):Polietileno debaja densidad 2.(3)PE䠄HDPE):Polietileno dealta densidad Características Áreadeaplicaciónyproductos (1) Productosenformadepelícula: Materialesparaempaque(alimentos),filmsalveolares, películaencogible, Laminadas:Empaquedeleche,vasosdepapel (2) (3) (5) (6) (7) (8) 䖂 䖂 Productosmoldeadosconespaciovacío(porsoplo,por rotomoldeo): Envasesconbocaancha,envasesparamayonesa 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䚽 Notas: (1) Ligero (2)Flexibilidad (3)Aislamiento eléctrico (4)Resistenciaquímica (5)Resistenciaal agua (6)Permeabilidad algas(7)Sellado térmico (8)Propiedad deorientación Envasedebocaancha (1) (2) (3) (4) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 Películas(Empaqueparaalimentos,parausogeneral) Recubrimientosdecables:cableseléctricos Películaencogible Características Áreadeaplicaciónyproductos (4) Películademulticapas paraempaque Productosmoldeadosconespaciovacío: Envasesligeros(Envasesparashampú,aceitecomestible) Envasesgrandes(Tanquesparagasolínablanca,tambores) Productosmoldeadosporinyección: Contenedores,cubetas,artículosparalacocinaybaño (6) (7) 䖂 䖂 䖂 Notas: (1)Rigidez (2)Resistenciaalimpacto abaja temperatura (3)Resistenciaquímica,alagua (4)Resistenciaalaintemperie (5)Aislamiento eléctrico (6)Propiedad debarrera contragases, permeabilidad alvapordeagua (7)Sellado térmico TanquesdeHDPP fabricados por rotomoldeo Bolsas deLLDPE para abono (5) Moldeopor inyecciónsoplo Tambores Tubo 6 5 A-100 2.(4)PP:Polipropileno 2.(5)PS:Polistileno (GPPS,HIPS) Características Áreadeaplicaciónyproductos Características Ejemplosdeáreadeaplicaciónyproductos (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) Películas䠖 Envolturasdecigarros,alimentos.Laminados Productoselectrodomésticos: Cilindrodelavadora,carcasadearrocera eléctrica 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 Partesautomotrices: Defensa,partesinteriores 䖂 䖂 䖂 䖂 Artículosdeusodiario: Tapas,contenedores,tarimas, Equiposmédicos(jeringas) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Equiposeléctricos: Estuches deCD,aparatos deiluminación,paneles deguía deluz,placas separadoras derefrigerador, Acondicionadordeaire,televisorconpantalladecristallíquido,carcasa deteléfono Artículosdeusodiario:Vasos,cucharasytenedoresparallevaralcampo 䚽 䚽 Cubetas Tarima Contenedor dealimentos (1) (2) (3) (4) (5) (6) 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 Espumado: Charolasyvasosparaalimentos,cajasparapescado, materialesaislantesdeconstrucción Notas: (1) Pesoespecíficobajo (2) Transparencia (3) Rigidez(4)Resistenciaalimpacto,alabaja temperatura (5) Resistenciaalafatigadedoblado (6) Resistenciaalcalor(7)Resistenciaquímica (8)Resistenciaalagua (9)Aislamientoeléctrico(10)Sellado térmico (11)Propiedad debarrera contragases Defensa Envasesembutidoprofundosyempaques䠖 Envasesparaalimentos,vasosdesechables 7 Barrilesdebolígrafo,maquetasplásticas,artículosdeoficina 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Notas: (1) Transparencia (2) Rigidez,resistencia(3) Resistenciaalimpacto (4) Resistenciaquímica (5) Brillosuperficial (6) Aislamientotérmico Láminadepoliestirenoespumado AfilalápicesdeGPPS CopastransparentesderesinaPS 8 2.(6)ABS Ejemplosdeáreadeaplicaciónyproductos 2.(7)SAN(AS) Características (1) Automóviles,vehículos: Parrillasderadiador,parabrisasdemotocicletas,tableros deinstrumentos Equiposeléctricos: Cajóninteriorderefrigerador Carcasasdelavadora,aspiradora,ventiladora Artículosdeusodiario: Aparatodejuegosparaelhogar,juguetes,aparatos higiénicosparaelhogar 䖂 (2) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (3) 䖂 Características Áreadeaplicaciónyproductos (4) 䖂 (5) 䖂 (6) 䚽 (7) Automóviles,vehículos: Cubiertademedidores,lentedelámpara,etc. 䖂 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 䚽 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 Equiposeléctricos: Aspasdeventilador,charolasderefrigerador,carcasasdeproductos transparentes 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䚽 Envasescosméticos,cepillosdedientes,encendedores 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 Notas: (1)Transparencia (2) Resistencia, rigidez (3) Durezasuperficial (4) Resistenciaalcalor (5)Resistenciaalaceite yquímica (6)Resistenciaalaintemperie 䚽 䖂 䚽 Notas: (1) Resistencia (2) Resistenciaalimpacto (3) Resistenciaalafluencia,propiedadtribológica (4) Resistenciaalcalor (5) Brillosuperficial (6) Resistenciaquímicayalaceite(7)Facilidad deaplicar galvanización Secadoradetrastes:ResinaSAN Carcasadeplancha Tablerodeinstrumentos Recipientedelicuadora:ResinaSAN Parabrisas demotocicleta 9 10 A-101 2.(8)PMMA,Resina acrílica Áreadeaplicaciónyproductos 2.(9)PET:Teleftalato depolietileno Características (1) (2) (3) Áreadeaplicaciónyproductos (4) (5) Automóviles,vehículos: Lámparasdeluztrasera,cubierasdemedidor 䖂 䖂 䖂 䖂 Equiposeléctricos,equiposdeofimática: Cubiertasdeimpresora, Panelesdeguíadeluzdecristallíquido,lentesópticospickup, Fibraóptica 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 Cubiertasdelámpara,letreros,displays,tanques grandes (moldeoporcolada) 䚽 (6) 䖂 䖂 Características (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Envasesdebebidas Envasesresistentesalcalorparaalimentos䠄CPET) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 䖂 Película Cintamagnética 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 Notas: (1) Ligero (2)Transparencia (3) Brillosuperficial (4) Barreracontragases,contraaromas (5) Higienedelosalimentos (6)Resistenciaalimpactoyrigidezpororientación (7) Inflamabilidad (8) Resistenciaalcalor 䚽 Notas: (1) Transparencia(2) Durezasuperficial (3) Resistencia, rigidez (4) Resistenciaalaintemperie (5) Resistenciaalagua (6)Resistenciaalcalor Envasepara alimentosApet. Botellamoldeadaporsopladodeorientaciónbiaxial. Envasesresistentesalcalorparaalimentos (CPET). Envaseparadetergente decocinaLatapaesdePP. Tanquegrande 11 12 3.(2)POM:Polioximetileno 3.(1)PA:Poliamida (1) Automóviles,vehículos: Múltiplesdeadmisión,tapasdelacabezadecilindro, tanquesderadiador,filtrosdeaceite(PA66),cinchode seguridad(PA66),ventiladores(PA6) (2) 䖂 Parteseléctricasyelectrónicas: Conectores,interruptores 䖂 Envasesparamedicamento(moldeoporsoplado)PA6, película para alimentos,tubo (moldeo por extrusión)PA6 䖂 䖂 䖂 Características Áreadeaplicaciónyproductos Características Áreadeaplicaciónyproductos (3) (4) 䖂 䖂 (5) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 (6) (1) (2) (3) (4) (5) (6) Automóviles: Módulosdebombadecombustible, Segurosdepuerta,cubiertaslaterales 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䚽 䖂 䚽 Partes estructurales deequipos deofimática Impresoraláser:engranesdetracción. Transmisión deDVDROM,partes mecánicas 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 䖂 䚽 䚽 (7) 䚽 䖂 Notas: (1) Resistencia (2) Resistenciaaldesgasteyalmovimientotribológico (3) Estabilidad dimensional (4) Resistenciaalcalor (5) Resistenciaalafatiga (6) Resistenciaalossolventes Notas: (1) Tenacidad (2) Resistenciaalafricciónyaldesgaste (3) Resistenciaalcalor (4) Resistenciaquímica (resistenciaalagasolinayaceite)(5)Aislamiento eléctrico (6) Propiedad pirorretardante (7) Barreracontragases Módulodelabomba decombustible Tapadecabezade cilindroPA6GF30 Múltipledeadmisión PA6GF30 Interruptorde combinación Impresoraláser: engranedetracción Tanquederadiador PA6,6GF,PA6,10 13 14 A-102 3.(3)PC:Policarbonato Áreadeaplicaciónyproductos Áreaeléctrica,electrónicayóptica: DiscosCDyDVD,fibra óptica Partesdecámara Carcasadeherramientaseléctricas Artículosdeusodiario: Lentes para sol,botellasdegalón Cascosdeseguridad (2) 䖂 䖂 䖂 (3) 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 (4) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (5) 䖂 䚽 (6) 䚽 䖂 䖂 䖂 (7) 䖂 䖂 Lentedecámara Lentede luzintermitente 䖂 䚽 䚽 䖂 䖂 Cascodeseguridad (1) (2) (3) (4) (5) (6) Automóviles: Tablerosdeinstrumentos,guardabarros(panelexterior) 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 Equipos eléctricos yelectrónicos: Carretesdebobina,cajasdeLED,charolasparaIC 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Equiposdeofimática: Chasisdecopiadora,cartuchosdetinta 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Equiposelectrodomésticos: Carcasasdecámarasdevideo,acondicionadordeaire 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 (8) 䖂 Notas: (1)Transparencia (2)Resistencia,rigidez (3) Resistenciaalafluencia (4) Resistenciaalimpacto (5)Resistenciaalcalor (6) Estabilidaddimensional(7)Aislamiento eléctrico (8)Resistenciaala intemperie Botelladegalón Características Áreadeaplicaciónyproductos Características (1) Automóviles,vehículos: Lámparaintermitente,Farotrasero,lentesdefaro delantero 3.(4)mPPE:Polifenilenetermodificado 15 (7) (8) 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䚽 Notas: (1) Resistencia,rigidez (2)Resistenciaalimpacto (3) Resistenciaalcalor (4)Resistenciaala fatiga (5) Estabilidaddimensional(6)Propiedad eléctrica (7) Propiedadpirorretardante(8) Resistenciaalaintemperie Chasisdecopiadora(izquierda) ybobinadeencendido(derecha) 16 3.(6)GRPET:Politereftalatodeetilenglicol reforzadoconfibradevidrio 3.(5)PBT:PolibutilenoTereftalato Características Áreadeaplicaciónyproductos Automóviles: Bobinasdeencendido Tapasdedistribuidor Conectoresdearnésdecables (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Áreadeaplicaciónyproductos Eléctricasyelectrónicas: Conectores Aspasdeventiladordeequiposdeofimática 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 Notas: (1) Resistencia,rigidez (2)Resistenciaalafluencia (3) Resistenciaalcalor (4)Estabilidad dimensional (5)Propiedad pirorretardante (6)Propiedad eléctrica (resistencia alarco,al encaminamiento eléctrico,Aislamiento eléctrico) (7) Resistenciaquímica(alaceite,gasolina) Características (1) (2) (3) (4) Materialesdeestructura: Marcosdebicicleta 䖂 䖂 䖂 䖂 Eléctricasyelectrónicas: Bobinasdetransformadordevoltaje Carcasasdemotorespequeños 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (5) 䖂 䖂 (6) 䖂 䖂 (7) (8) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Notas: (1)Resistencia,rigidez (2)Resistenciaalafluencia (3)Resistenciaalcalor (4)Estabilidad dimensional (5)Propiedad pirorretardante (6)Aislamiento eléctrico (7) Resistenciaquímica(8)Resistenciaalimpacto 䖂䠖Importante䚽:Característicasmuyrelevantes Fotos:ConectoresdePBTparaequiposelectrónicos 17 18 A-103 4.(2)LCP:Polímero decristal líquido 4.(1)PPS:Polisulfuro defenileno Áreadeaplicaciónyproductos Características (1) (2) (3) (5) Automóviles: Estuchesdediversossensores Reflectoresdefarodelantero,cuerposdeacelerador 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Eléctricasyelectrónicas: Conectoresresistentesalcalor Basesdelente óptico pickupdeunidad deCDyDVD 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 Engranedeequipodeofimática,boquilladesecadora 䖂 䖂 䖂 䖂 (6) 䖂 䖂 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 䖂 䖂 Automóviles: Equiposeléctricos(conector,cajadeconector) Bombasdecombustible,rodetes 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䚽 Eléctricasyelectrónicas: Conectoresresistentesalcalor,componentesdecámara Lentes ópticos pickupdeCD 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (7) Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistencia,rigidez (3)Estabilidad dimensional(4)Propiedad pirorretardante (5)Aislamiento eléctrico (6)Resistenciaquímica yresistenciaahidrólisis (7)Resistenciaalchoque térmico decalor Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Altaresistencia yalta rigidez (3)Estabilidad dimensional (4)Bajaexpansión por calor (5)Resistenciaquímica (6)Altafluidez (7)Aislamiento eléctrico (8)Propiedad pirorretardante Basedelobturadordecámara Motordecochehíbrido Características Áreadeaplicaciónyproductos (4) AislantedeconectorparatarjetasSD Reflectordefarodelantero dePPS Aspa deflujómetro 19 20 4.(3)PES:Polietersulfona Áreadeaplicaciónyproductos Características (1) Automóviles: Farosdelanterosytraseros 䖂 Eléctricasyelectrónicas,equiposdeofimática: Relevadores,interruptores,vainasdeIC,carretesde bobina,reflectordelámparas. Cojinetesdeleje,guías,engranesdeequiposcomo copiadora. 4.(4)PAR:Poliarilato 䖂 (2) 䖂 䖂 (3) 䖂 䖂 Áreadeaplicaciónyproductos (4) 䖂 䖂 (5) (6) 䖂 (7) (8) (9) Eléctricasyelectrónicas: Interruptores,relevadores,sensoresderayo 䖂 䚽 䖂 Automóviles: Lentesdefocoscontraneblina,marcosde reflectordedisplay 䖂 Características (1) (2) (3) (4) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䚽 䖂 䖂 䚽 䖂 䚽 䖂 䖂 䚽 Dispositivosmecánicos: Engranes,retenedoresdecojinetes Dispositivosmédicos: Componentesdeaparatosyrecipientesparaanálisis 䖂 desangre. 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 Vajillastérmicas,válvulasyjuntasparalaindustria alimentaria 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 Envasesdegotasparaojo,envasesparareactivos deanálisis 䖂 (5) (6) (7) (8) 䖂 (9) 䚽 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 Notas: (1)Transparencia (2)Resistenciaalcalor (3)Resistencia,rigidez (4)Estabilidad dimensional (5)Propiedad tribológica(6)Propiedad pirorretardante (7) Resistenciaquímica(8)Resistencia alaintemperie,proteccióncontrarayosultravioleta (9)Resistenciaalimpacto Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistencia (3)Resistenciaalafluencia (4)Estabilidad dimensional (5)Resistenciaquímica(6)Resistenciaalagua tibiayalvapor(7)Transparencia (8)Propiedad eléctrica (9)Higiene delosalimentos 21 Lenteytapadefarosdirectionales 22 Sensoreselectrónicosderayos A-104 4.(6)PEI:Poliéterimida 4.(5)PSF:Polisulfona Áreadeaplicaciónyproductos Características (1) Eléctricasyelectrónicas: Carretesdebobina,carcasasdemotor,conectores. Dispositivosmédicos: Corazonesartificiales,charolasesterilizadas,máscaras inhaladoras. (2) 䖂 䖂 䖂 (3) Áreadeaplicación (4) 䖂 䚽 䖂 䚽 (5) (6) 䖂 䖂 (7) (8) (9) 䖂 䖂 䖂 䚽 Aparatoselectrodomésticos: Recipientesparalacafeterayhornodemicroondas. 䚽 䖂 䖂 䚽 䖂 䚽 䖂 Aparatosparaprocesos: Ordeñadoras,tubosparaalimentosyproductoslácteos. 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistenciaahidrólisis (3)Resistencia,resistencia alafluencia (4)Resistenciaquímica (5)Propiedad eléctrica (6)Transparencia (7)Estabilidad dimensional (8)Higiene delosalimentos (9)Propiedad pirorretardante 23 Características (1) (2) (3) (4) (5) (6) 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 Aeronaves: Charolas,partesinteriores,componentesdelmotor. 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Aparatoselectrodomésticos: Aparatosdebellezaparaelcabello,recipientes parahornodemicroondas. Automóviles: Fusibles,conectores, Válvulasdetransmisión. 䚽 䖂 䖂 (7) (8) (9) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Notas: (1)Transparencia (2)Resistenciaalcalor (3)Resistenciaquímica yalagua caliente (4)Aislamiento eléctrico (5)Resistencia,rigidez,resistencia alimpacto (6)Resistenciaala fluencia (7)Estabilidad dimensional (8)Propiedad pirorretardante (9)Resistenciaalaadiación 24 4.(8)PAI:Poliamidaimida 4.(7)PEEK:Polieteretercetona Características Áreadeaplicación (1) Partesautomotrices: Engranesdelcuerpodelacelerador Arandelas deempuje deABS Anillos desellado para componentes deAT Partesdemaquinariaindustrial: Recubrimientosdecables,vestidurasinterioresde cabinadeavión Dispositivosde semiconductores: Películasaislantes,bateríaspequeñasdebotón (2) (3) Características Áreadeaplicación (4) (5) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (6) (7) 䖂 䖂 䖂 䚽 (8) 䖂 (1) (2) (3) (4) (5) (6) Autopartes: Cojinetesdeejes,engranes,bombasdeaire,elevalunas 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 Maquinariaindustrial,aeronaves: Bombasdevacío,compresores 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Eléctricasyelectrónicas: Conectores,bobinas,guíasdeimpresora,uñas separadoradecopiadora 䖂 䖂 (7) (8) 䖂 䚽 䖂 䚽 䖂 Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistencia,resistencia alimpacto (3)Propiedad tribológica (4)Estabilidad dimensional (5)Propiedad eléctrica (6)Resistenciaquímica (7)Resistenciaa rayos ultravioleta yradiación (8)Durabilidad Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistenciaquímica (3)Resistenciaalagua caliente yalvapor (4)Resistencia,resistencia alafatiga (5)Propiedad tribológica (6)Aislamiento eléctrico (7)Propiedad pirorretardante (8)Resistenciaalaradiación 25 26 A-105 5.(1)PF:Fenolformaldehído 4.(9)PTFE:Politetrafluoroetileno Características Áreadeaplicaciónyproductos (1) Industriaeléctricayquímica: Tubos,mangueras,empaques,partesdemecanismo deslizante Equiposdemanufacturadesemiconductores: Tubosytanquesparadiversoslíquidosquímicos 䖂 䖂 (2) 䖂 䖂 (3) 䖂 䖂 Áreadeaplicación(únicamentematerialdemoldeo) (4) 䖂 䖂 (5) 䖂 䖂 (6) 䖂 (7) 䖂 䖂 䚽 䖂 Notas: (1)Resistenciaalcalor yfrío (2)Resistenciaquímica(3)Propiedad eléctrica (4)Resistencia baja alafricción (5)Propiedad denoadhesión (6)Resistenciaalaintemperie (7)Propiedad deautolubricación (8)Propiedad pirorretardante Tubos Sartén Juntas Tanquesdereaccióncon revestimentoanticorrosivo Características (1) (2) (3) (4) (5) (6) Equiposeléctricos: Tapasdeinterruptor,portacepillos 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 Partesdemaquinaria: Bridas 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 Autopartes: Partesdepoleaybombadeenfriamiento 䖂 䖂 䖂 䚽 (8) Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistencia,alta rigidez (3)Resistenciaalaflama (4)Resistenciaquímica yalahumedad (5)Dureza superficial(6)Aislamiento eléctrico Parteparamotor Portacepillo Conmutadores Partesdepoleay bombadeenfriamiento Fuente: Editado por The Japan Society of Polymer Processing, materiales de moldeo, Editorial Morikita, 2011, p223 27 28 5.(2)MF:Melaminaformaldehído 5.(3)UF:Ureaformaldehído Características Áreadeaplicación (2) (3) (4) (5) (6) (7) Materialesdeconstrucción,láminasdecorativas 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䚽 Vajillas 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Abrasivos(esponjas) Regulación Áreadeaplicación (1) 䖂 䖂 䖂 Notas: (1) Resistenciaalcalor (2)Resistenciaalagua (3)Resistenciaalaceite yquímica (4)Resistenciaalimpacto (5)Higiene delosalimentos (6)Dureza superficial (7)Resistenciaaldesgaste (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Equiposeléctricos: Aparatosdeinstalacióneléctricaydeiluminación 䚽 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 Botonesdeprendas Tapasparaenvasesdecosméticosymedicamentos 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䚽 䖂 䖂 Notas: (1)Dureza superficial (2)Resistenciaquímica yalossolventes (3)Aislamiento eléctrico (4)Resistenciaalarco (5)Propiedad pirorretardante (6)Resistencia (7)Resistenciaalagua Botonesdeprendas Vajillas Láminadecorativa demelamina Esponjademelamina Aparatosde instalacióneléctrica Anillodecorrea 29 30 A-106 5.(5)UP:Poliéster insaturado 5.(4)EP:Resina Expoxi Características Áreadeaplicación (1) (2) Eléctricasyelectrónicas: Productosmoldeadosporcolada(sellados,transformadores) Moldeo estratificado (bujes,aislantes para alta tensión) Productosmoldeados(condensadores,relevadores) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 Materialescompuestos(fibrasdecarbono): Mangosdepalodegolf,aviones,cohetes 䖂 䖂 (3) 䖂 䖂 䖂 (5) 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (1) (2) (3) (4) Aparatosparainstalacióndevivienda: Tinasdebaño,fosassépticas,láminasplanastransparentes 䖂 䖂 䖂 䖂 Equiposdetransporte: Placasexterioresparabarcosdepesca,buquesyautos 䖂 䖂 䖂 䖂 Partesparadistribucióneléctrica: Interruptoresdeinstalacióneléctrica 䖂 䖂 (6) 䖂 䖂 䖂 䖂 Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistencia,rigidez (3)Aislamiento eléctrico (4)Resistencia química yalagua (5)Estabilidad dimensional(6)Propiedad adhesiva Aislantepara altatensión 䖂 (5) 䖂 Notas: (1)Resistencia,rigidez (2)Resistenciaquímica,alagua yaceite (3) Resistencia alcalor (4)Resistenciaalaintemperie ycorrosión (5)Aislamiento eléctrico Fosaséptica Productosmoldeados porcolada(sellado) Características Áreadeaplicación (4) Barcodepesca Parabrisasdelacabinade conductorydelpantógrafo:FRTP HIICoheteA yCFRP 31 32 5.(7)PUR:Poliuretano 5.(6)SI:Silicona Características Áreadeaplicación (2) (3) (4) (5) (6) Tubos,empaques 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 Artículosparahogar: Empaqueparabotella,biberones,tapas 䖂 䚽 䖂 䖂 䚽 Parteselectrónicas: Películasdisipadorasdecalor 䖂 䖂 Espumadosflexibles: Materialesparaabsorcióndesonido,filtrosdecondicionadorde aire,asientosdeautos,colchonesdecamas Espumadosrígidos: Materialesaislantestérmicos:buques,edificiosyrefrigeradores 䖂 Laspropiedadesdeinterfaceincluyenlapropiedadrepelentealagua,facilidaddedespeguey desmoldeo. Películadisipadoradecalor A-107 5.(8)PDAP: Poliftalato dedialilo Eléctricasyelectrónicas: Carretesdebobina,conectores, interruptores Automóvilesyaeronaves Conmutadores, conectores (2) (3) (4) RIM Tablerosdeinstrumentos,defensas (5) 䖂 䖂 䚽 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 (6) (7) 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 䖂 䖂 Notas: (1)Propiedad deamortiguamiento (2)Buenaaireación,aislamiento acústico (3)Aislamiento térmico (4)Altatenacidad yresistencia aldesgaste (5)Resistenciaalcalor (6)Resistenciaalaflama (7)Resistenciaalaceite ysolventes Biberones 33 Áreadeaplicaciónyproductos (1) Elastómerosmoldeadosporcolada: Rollos,ruedas,cintas Notas: (1)Flexibilidad (2)Resistenciaalaintemperie (3) Resistenciaalcaloryfrío (4)Aislamiento eléctrico (5)Biocompatibilidad (6)Propiedades deinterface Tubosdesilicona Características Áreadeaplicación (1) Características (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 䖂 䖂 䖂 䖂 䚽 䚽 䖂 Notas: (1)Resistenciaalcalor (2)Resistencia (3)Aislamiento eléctrico (4)Estabilidad dimensional (5) Resistenciaalahumedad (6)Resistenciaalafricción yaldesgaste (7)Fluidez BloquesdeterminalesmoldeadosconlaresinaPoliftalatodedialilo 35 Espumadepoliuretanoflexible Espumadepoliuretanorígida 34 Índice Módulo M28 1. Información general 2. Propiedades físicas y químicas (1) Peso específico (2) Absorción de agua (3) Resistencia química (4) Propiedad óptica (5) Eficiencia de barrera de gas 3. Fluidez (Ensayo de formabilidad) (1) Ensayo de índice de fluidez (2) Ensayo de fluidez en espiral 4. Propiedades mecánicas (1) Resistenciaalatracción (2) Resistencia aladeflexión (3) Resistenciaalacompresión (4) Resistenciaalimpacto (5) Resistenciaalafricciónydesgaste (6) Resistenciaalafatiga (7) Resistenciaalafluencia (8) Dureza M2 Materialesplásticos M28 Evaluacióndepropiedadesdeplásticos paraelmoldeoporinyección 17/10/2012 11/02/2013 5. Propiedades térmicas (1) Propiedad térmica (2) Resistencia al calor (resistencia al calor a corto plazo) (3) Resistencia al calor (temperatura de uso continuo a largo plazo) (4) Flamabilidad 6. Propiedades eléctricas (1) Resistividad eléctrica y su coeficiente (2) Fuerza dieléctrica (3) Degradación de aislamiento eléctrico (4) Propiedad dieléctrica (5) Permitividad (Propiedad dieléctricac) de los plásticos 7. Resistencia a la intemperie 8. Documentos (1) Resistencia química de los plásticos (2) Relación entre Tg y HDT (temperatura de deflexión bajo carga) (3) Propiedades térmicas de los plásticos representativos (4) Comparación de la resistencia a la tracción y a la flexión (5) Plásticos como materiales para la industria (6) Métodos de ensayo ASTM y cálculo (Ensayo de tracción, flexión, compresión e impacto IZOD) 1 2 A-108 Informacióngeneral 2.Propiedadsfísicas yquímicas 1) Los plásticos tienen una amplia gama de aplicaciones, desde artículos de uso diario hasta productos industriales. Sin embargo, tienen los siguientes defectos en comparación con los materiales metálicos: 䐟 La resistencia absoluta es baja. 䐠 La deformación por carga es grande. 䐡 Cambian fácilmente sus propiedades, dependiendo de las condiciones de uso. 1) Propiedades físicas: Los plásticos están constituidos por uniones (polimerización) de numerosos átomos y moléculas de carbono, y cada uno de ellos tiene sus propias propiedades físicas. Estas propiedades físicas están divididas básicamente en mecánicas, térmicas y eléctricas. (1) Tipos (clasificaciones): 䐟 Peso específico (densidad) 䐠 Absorción de agua 䐡 Propiedades ópticas 2) Propiedades químicas: Se refiere a la estructura química de los polímeros (enlace molecular, grupo funcional) y a las características relacionadas con las afinidades y las reacciones químicas provocadas por contacto con sustancias inorgánicas y orgánicas. (1) Tipos (clasificaciones): 䐟 Resistencia química 䐠 Resistencia a craqueo por tensión ambiental 䐡 Resistencia a la intemperie 䐢 Permeabilidad al gas y vapor 䐣 Parámetros de solubilidad 2) Para utilizar plásticos como materiales de uso industrial, es importante entender las propiedades de los plásticos que se utilizan. 3) Las propiedades se clasifican principalmente en “propiedades físicas” y “propiedades químicas”, o generalmente se clasifican como sigue: 䐟 Propiedades físicas y químicas 䐠 Propiedades mecánicas 䐡 Propiedades térmicas 䐢 Propiedades eléctricas 䐣 Resistencia al medio ambiente 䐤 Formabilidad 4) Las normas como JIS, ASTM, ISO determinan los métodos de ensayos para evaluar los valores de las propiedades de los plásticos. 3 4 2.(1)Pesoespecífico 2.(2)Absorción deagua 1) Peso específico: Se refiere a la relación de la masa de una probeta comparada con la masa de agua pura a 4 Υ bajo presión de 1013.25 hPa, que tiene el mismo volumen que el de la probeta. 2) Método de evaluación: ¿Cuálesladiferencia Método de ensayo: ASTM D792 entreelpesoespecífico “Procedimiento” yladensidad? Colocar 䐡 y 䐢 en la balanza digital (1) y pesar: W1g Colgar la probeta en el cable de acero inoxidable 䐢 y pesar: W2g sumergir la probeta en el agua del cilindro graduado y pesar: W3g Peso específico = (W2 – W1)/ (w3 – w1) 䐢 M = V䞉4 䐡 䐠 Bajocondicionesde; 䠖 gravedadespecífica M 䠖 masa V 䠖 volumen 4䠖 4ΥDensidadH2O (1,000 g/cm3) Nombredel material Porcentajede absorciónde agua(Wt%) Nombredel material Porcentajede absorciónde agua(Wt%) PVC(rígido) PVC(flexible) 0.070.4 0.51.0 ABS 0.20.6 PS 0.010.03 PTFE 0.00 PMMA 0.10.4 PE <0.01 PC 0.15 PP <0.01 POM(Homo) 0.250.40 PA6 1.31.9 Tabla1:Porcentaje deabsorción deagua 䐟Balanzadigital Dibujo1:Medicióndelpesoespecíficoporelmétododehundimientoyflotación. 1) La capacidad de absorción de agua de los plásticos varía notablemente dependiendo de la temperatura. La estabilidad dimensional es un gran problema causado por la influencia de la absorción de agua. 2) Método de evaluación: Métodos de ensayo:ASTM D570,JIS K7209,ISO 62 y Método A. 5 6 A-109 2.(3)Resistenciaquímica 2(4)Propiedades ópticas 1) Los plásticos presentan los siguientes efectos cuando son sumergidos en solventes orgánicos, ácido, álcali, aceites, grasa, productos químicos inorgánicos. 䐟 Cambio en el peso 䐠 Cambio en la apariencia 䐡 Cambio en las propiedades mecánicas 䐢 Degradación Y sus resultados son evaluados de acuerdo con las normas correspondientes. La degradación por productos químicos y el agrietamiento por solvente (ESC) provocado por dos factores de esfuerzo y producto químico son importantes para la resistencia química. 2) Método de evaluación: Métodos de ensayo: JIS K7114(traducción de ISO 175), JIS K 6911, JIS K7108, (ISO6252) 䞉 Disolución e hinchamiento: Son provocados debido a que los solventes infiltran y se dispersan dentro de los plásticos. 䞉 Craqueo por solvente: Es un craqueo por tensión ambiental y causado por producto químico. Cuando se sumerge en solvente una probeta deformada a propósito, ésta presenta fisuras en la superficie del lado extendido y no en el lado comprimido. El craqueo se presenta de manera perpendicular a la dirección de tracción. 1) Esta propiedad es importante para las materias primas de los aparatos para comunicación óptica, discos ópticos, lentes y prismas. 2) Método de evaluación: Métodos de ensayo: JIS K 7105 (Método de ensayo de las propiedades ópticas de los plásticos) 䞉 Medición del índice de refracción, el número de Abbe: JIS K7105䞉JIS K7142䞉 ISO489 䞉 Nivel de brillo: Brillómetro JIS K7105 䞉 Medición de Haze (grado de opacidad), transmitancia total de la luz: JIS K7105䞉 K7136䞉K73611䞉ISO14782䞉134681 7 8 Foto1Medidor deopacidad Medidor derefracción Abbe Brillómetro 3.Fluidez 2(5)Eficienciadebarreradegas 1) Los gases tales como oxígeno y vapor se infiltran (se disuelven) en la película de plástico y trasladan (dispersan) desde el lado de alta densidad hacia el lado de baja densidad a través de los espacios entre las moléculas de polímeros. 2) Método de evaluación: Métodos de ensayo: Ensayo de permeabilidad de oxígeno JIS K7125B,ASTM D398505 GTR=Vc/(R xT x Pv x A) x(dp/dt)[mol/m2S䞉Pa] Ensayodepermeabilidaddehumedad: JISK7129 Índicedepermeabilidad (g/m2/24hr)=240 m/(t㽢S) Botellapara elensayo Bolsa exterior Cámara Índicede permeabilidad aloxígeno Epoxi PETadheridos porelvapor(12) PETtransparentes adheridos(12) HojaAl 1) Fluidez: Se refiere en general al estado de fluido de los objetos y se conoce también como formabilidad. Se refiere a las propiedades de la velocidad de fluido o la tendencia de dependencia de los factores externos cuando los polímeros pasan del estado sólido a fluido por causa del calor y/o de la presión. 2) Tipos (clasificaciones) 䐟 Ensayo de fluidez (MFR) Se utiliza más comúnmente como el indicador de formabilidad. 䐠 Ensayo de fluidez en espiral Se determina la fluidez de acuerdo a la longitud de flujo midiendo el recorrido de flujo dentro del molde de inyección. Se utiliza el molde de flujo libre (barflow mold), etc. 䐡 Ensayo con reómetro capilar (medidor de viscosidad de tubo delgado) Se evalúan las propiedades de fluidez con base en la relación entre la temperatura, la presión y la velocidad de fluido. Es un método de medir la viscosidad de fundición con base en la velocidad cortante del momento de inyección: entre 103 y 107䛂S1䛃. Permeabilidadalahumedad Dibujo2:Métododeensayo de lapropiedad debarrera degasdebotella Dibujo3:Relaciónentreíndice depermeabilidad delahumedad ydeloxígeno 9 10 A-110 3.(1)Índicedefluidez(MFR) 3.(2)Fluidez enespiral 1) El ensayo de índice de fluidez(M.F.R.) es efectivo para el control de calidad. Es útil para comparar la fluidez entre las mismas resinas, los lotes dentro del mismo grado o únicamente diferentes grados de polimerización. 2) Método de evaluación: JIS K7210,ISO1133,ASTM D1238 1) Es un ensayo para medir la facilidad de flujo dentro del molde y tiene la ventaja de ayudar a poder evaluar la fluidez práctica para el moldeo por inyección y por transferencia. 2) Método de evaluación: Evaluación de la fluidez en el interior del molde: Se realizan los procesos de moldeo, cambiando las condiciones de moldeo y se mide la longitud de flujo. Sirve para medir los efectos de las condiciones de moldeo, y comparar la fluidez entre las resinas. Temp.Resina:200Υ Temp.Molde:80Υ Pres.Iny.:80MPa Flujovolumétrico:34cm3/s Puntodeiny.:6.0mm Dibujo4:Relación entreMFR ylongitud derecorrido deflujo dePOM Temperatura (Υ) Carga(g) Aplicado en: 190 PE,POM,PP 2160 200 5000 ABS,PP 230 2160 PP 275 325 PA6.6 280 2160 PC Tabla2:Temperaturas ycargas enelensayo deM.F.R FichatécnicadeLupital,p20,porMitsubishiEngineeringPlasticsCo. Molde:moldeparaflujolibre Colada:coladafría Puntodeiny.:puntodeaguja Pres.deiny.:150MPa Temp.delaresina:300Υ Temp.delmolde:80Υ Rendimientodeiny.:300cm3/s Tiempodeenfriamiento:15s Tiempodeciclo:28s Longituddeflujolibre Longituddeflujo Flujoespiral No.de moléculas Diámetro depunto deiny. Perno de8㽢3 paraelsensor depresión Espesor 11 Dibujo5:Relaciónentreelespesory lalongituddeflujolibredePC Dibujo6:Ejemplo delmolde para la medición deflujo libre 12 4.(1)Resistenciaalatracción 4.Propiedadesmecánicas 1) Propiedades mecánicas: Cuando se aplica carga al plástico, se observan deformaciones de distintas características y distorsiones dependiendo de la forma en que la carga haya dado efecto. Por ende, se genera un esfuerzo en el interior del plástico en contra de esa fuerza exterior. Las propiedades mecánicas se refieren a estas características que corresponden a los cambios dinámicos, tales como deformaciones y destrucciones. 2) Tipo (clasificación) “Ensayo a corto plazo” : 䐟 Resistencia a la tracción 䐠 Resistencia a la flexión 䐡 Resistencia a la compresión 䐢 Dureza superficial “Ensayo a largo plazo” : 䐟 Resistencia a la fluencia “Ensayo destructivo y daño” : 䐟 Resistencia al impacto 䐠Resistencia a la fatiga 䐡 Resistencia a la fricción y desgaste 䐢 Resistencia a la fluencia 3) [Precaución]: Se denomina durabilidad a la resistencia mecánica que se presenta después del uso de manera prolongada. Las pruebas para la evaluación de la durabilidad consisten en: 䐟Resistencia a la fluencia 䐠Resistencia a la fatiga 䐡Resistencia a la fricción y desgaste. 13 1) Seexpresaporlarelaciónentre“esfuerzoydeformación”quesepresentanenlas probetasestiradasaunavelocidadconstanteenladireccióndeorientación (direccióndeleje).Existenvariaspropiedadesdetraccióntalescomo:ellímite elástico,elalargamiento,laconstanteelástica,ellímiteproporcional,elembutido, laresistenciaalatracción,elpuntodecedencia,elesfuerzodecedencia. 2) Métododeevaluación Métodosdeensayo:ASTMD638,JISK7113,ISO527, Tipodematerial Constante Resistencia elástica Alarga miento (1)Flexibleyquebradizo Pequeño Pequeño Mediano (2)Rígidoyquebradizo Grande Mediano Pequeño (3)Rígidoyresistente Grande Grande Mediano (4)Flexibleytenaz Pequeño Mediano Grande (5)Rígido ytenaz Grande Grande Grande Tabla3 Clasificaciónsegúntiposde lacurvadeesfuerzo deformación Dibujo7:Probetas delensayo detracción ylacurva deesfuerzo deformación Nota (1)Materialenelestado dequeso (2)PMMA,GPPS,FP (3)PVCrígido,SAN (4)PVCflexible,LDPE,PP(5)ABS,POM,PC 14 A-111 4.(2)Propiedad deflexión 4.(3)Resistenciaalacompresión 1) Lapropiedad deflexión seexpresa por larelación entreelesfuerzo ylacantidad de deformación (distorsión)por lacarga deflexión.Lapropiedad deflexión seclasifica engeneralenlaresistencia alaflexión ylaconstante elástica por flexión. 2) Métododeevaluación Métodosdeensayo:ASTMD790,JISK7203,ISO178 Ensayodeflexióncon3puntos:sesujetanlosdosladosextremosdelaprobetayse aplicaunacargaconcentradaenelcentro. 1) Cuando los plásticos reciben una carga a una velocidad constante, se presentan transformaciones tridimensionales, se deforman (Strain) y generan esfuerzo (stress). 2) Método de evaluación Métodos de ensayo de compresión䠖 JIS K7181,ISO 604,ASTM D69589 Se colocan probetas en forma de prisma o cilindro entre 2 placas paralelas. Y se observa la relación entre la deformación y el esfuerzo desde que se aplica la carga hasta que se destruya la probeta. Carga Esfuerzomáximo decompresión Esfuerzo Punto decedencia R Carga Punto derotura Carga Esfuerzo cortante Carga Dibujo8:Ensayo deflexión Mecanismoparageneraresfuerzo Cargaydeformacióndeviga 15 0.2%Esfuerzo Deformación Foto2:Ensayodecompresión 0.2% Dibujo9:Curva deesfuerzo Relación entrelacarga y decompresión ydeformación elesfuerzo cortante 16 4.(4)Resistenciaalimpacto 4.(5)Resistenciaalafricción ydesgaste 1) Se evalúan las cualidades de los materiales tales como “tenacidad” y “ fragilidad” . Se expresa por la cantidad de energía absorbida hasta que la probeta se rompa. 2) Método de evaluación 䞉 Métodos de ensayo: 䐟 Ensayo de resistencia al impacto IZOD (ASTM D2794,JIS K7110,ISO180) 䐠 Ensayo de resistencia al impacto Charpy (ISO179,JIS K7111). 1) Se gira la parte deslizante de una de las dos probetas a una carga constante y velocidad constante. En ese momento se mide la fuerza de fricción así como la cantidad de fricción y el valor límite PV después de haber sido deslizado una distancia señalada. Carga 2) Método de evaluación Método de ensayo: Ensayo de fricción por deslizamiento (JIS K7218) Martillo impacto corte Impacto corte :Impacto Charpy Ensayo:Impacto Izod Dibujo10:Método decilindroimpulsor Probeta Máquina deimpacto Dibujo9:Diferencia enelsoporte deprobeta entrelosensayos deresistencia alimpacto Izod yCharpy Foto3:Equipo delensayo de fricción por deslizamiento Dibujo11:Mecanismo delequipo delensayo dedesgaste por fricción Coeficientedefricción F/W (F=Fuerza defricción,W=Presión enlacara decontacto) 17 18 A-112 4.(6)Resistenciaalafatiga 4.(7)Resistenciaalafluencia 1) Después de haber recibido cargas repetidamente, un material se rompe por una carga menor a la carga que se necesitaría para romperlo en una sola acción. El número de ciclos de deformación hasta que el material se rompa es denominado como vida a la fatiga. 2) Método de evaluación䠖 Métodos de ensayo: JIS K 7118,ASTM D638 métodos de ensayo de resistencia a la fatiga por tracción. 1) Efecto de fluencia (Creep) se refiere al fenómeno que se presenta cuando la cadena molecular recibe por un plazo largo una carga constante (tracción, flexión), empieza a deformarse gradualmente y cuando se estira completamente, llega a romperse. 2) Método de evaluación Método de ensayo de fluencia por tracción: JIS K 715, ASTM D2990 Poliacetal Númerodeciclosrepetidos Flexióntotal Esfuerzoderotura Límitede fatiga Anchodeamplituddeesfuerzo ABStermoresistente Númerodeciclosrepetidos Dibujo12:Curva deSN (tensión – número deciclos) Polisulfona 1ra fluencia Dibujo13:CurvadeSNdelos plásticosdeingeniería 2da fluencia Tiempodecarga Nota:23Υ,enelaire,esfuerzodetensión=21kgf/mm2 䐟 Noserompeenunasolaacción. 䐠 Serompedespuésderepetirvariasveces. (Lasmoléculasseseparangradualmente)Resistenciaalafatiga. Dibujo14:Bosquejo deladestrucción por fatiga deunproducto plástico Policarbonato Dibujo15:Modelo detenacidad 19 Dibujo16:Fluenciaportensióndelosplásticos 20 4.(8)Dureza 5.Propiedadestérmicas 1) La dureza se expresa por el nivel de la resistencia a la deformación al recibir una fuerza local a corto plazo desde el exterior. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: JIS K72022,ISO20392, ASTM D785 Dureza Rockwell (Rockwell hardness – dureza a la penetración). Dureza Shore (dureza al rebote) Cargadelensayo Cargaestándar Cargaestándar Recuperación H=h2h1 H:Diferenciaenladistancia depenetracióndelperno Escala Carga (N) Diámetro dela Resina boladeacero (mm) R 588.4 12.7 PE,PA, L 588.4 6.35 PA M 980.7 6.35 Resina de termofijo 980.7 3.175 PS,PMMA Dibujo17:Método deensayo deladureza Rockwell E Foto4:Equipodelensayo dedurezaRockwell Tabla4:EscaladedurezaRockwell 1) Propiedades térmicas: Se refiere a las propiedades relacionadas a los cambios térmicos tales como: transferencia del calor, dilatación térmica, resistencia al calor, flamabilidad. 2) Tipos (clasificaciones) “Comportamiento térmico” : 䐟 Temperatura de transición vítrea 䐠 Punto de fusión “Propiedades térmicas” : 䐟 Calor específico 䐠 Coeficiente de conductividad térmica 䐡 Coeficiente de dilatación térmica lineal “Resistencia al calor” : Características relacionadas con la estabilidad térmica: 䐟 Temperatura de deflexión bajo carga 䐠 Temperatura de reblandecimiento Vicat 䐡 Temperatura de uso continuo 䐢 Temperatura de descomposición térmica M21:Hoja #2027,Propiedades ycaracterísticas delosmateriales plásticos 21 22 A-113 5.(1)Propiedades térmicas 5.(2)Resistenciaalcalor (Resistenciaalcalor acorto plazo) 1) Se refiere a las propiedades físicas relativas al calor tales como transferencia térmica y dilatación térmica. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: Ensayo de calor específico: JIS K7123 –Se utiliza calorimetría diferencial de barrido (DSC). Ensayo de conductividad térmica(): ASTM D177 䞉 Método del medidor de flujo de calor de disco Método de ensayo del coeficiente de difusión térmica() =/ C x d (densidad) Método de ensayo del coeficiente de dilatación térmica (coeficiente de dilatación volumétrica(), coeficiente de dilatación lineal() A : STM D792 䞉 Se utiliza TMA (Análisis termomecánico). (Mediciones de: coeficiente de dilatación lineal y coeficiente de dilatación, temperatura de transición vítrea, temperatura de reblandecimiento) 1) Método de evaluación Métodos de ensayo: 䞉 Temperatura de deflexión bajo carga (DTUL Deflection Temperature Under Load) JIS K 7191, ISO 75,ASTM D 648 䞉 TemperaturadereblandecimientoVicat(Vicat softeningtemperature) K7206 ISO306 䞉 Temperatura de presión de balín (Ball pressure temperature) Reglamento B (en aceite) de The Electrical Appliances and Materials Research Committee 䞉 Temperatura de fragilidad (brittle temperature): JIS K7216 La temperatura de fragilidad es la temperatura a la que el 50% de las probetas plásticas se rompen durante el ensayo de destrucción al impacto a una temperatura baja. Foto5:Conductividad térmica Equipos demedición deconductividad térmica 23 Fotos6:Equipos deensayos:Temperatura dedeflexión bajo carga, temperatura dereblandecimiento Vicat,temperatura depresión debalín 24 5.(3)Resistenciaalcalor (temperatura deuso continuoalargoplazo) 5.(4)Flamabilidad 1) Se realiza el ensayo de degradación por calor a largo plazo y el ensayo de evaluación de las propiedades físicas para determinar la temperatura límite superior de uso de los plásticos. 2) Método de evaluación Método de ensayo : UL746 B16 Se mantienen las probetas a distintas temperaturas por un tiempo determinado para provocar la degradación por calor y se toma el tiempo en que las siguientes 3 propiedades alcanzan el 50% del valor inicial; resistencia a la tracción, resistencia a la tracción por impacto y resistencia a la ruptura dieléctrica. Elejeverticaleselporcentaje demantenimiento(%) Elejehorizontalestiempo(hrs) (A) Material compuestoa (B) Materialdel ensayo Elejeverticales tiempo(hr) Elejehorizontales temperatura(Υ) 1) El ensayo de flamabilidad es el ensayo en que se compara y se clasifica el nivel de flamabilidad de las probetas bajo condiciones preestablecidas. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: 䞉 Norma UL (Underwriters Laboratories);UL96, probeta (5㽢1/2㽢1/8 pulgadas) 䐟 Prueba de flamabilidad horizontal 䐠 Prueba de flamabilidad vertical 䞉 Método de índice de oxígeno: JIS 7201,ISO 45891 Quemador Probeta Probeta Probeta Flama Sosténdeprobeta Quemador Malla metálica Argodón Paracirugía Foto7:Incubadora Dibujo18:Curva delosporcentajes deconservación depropiedades físicas ytiempo adistintas temperaturas Dibujo19:Curva detemperatura dedegradación y tiempo Tubodevidrio Flama Mallametálica Aprox. Abaloriodevidrio Soportecongrapa Dibujo20:Pruebas deflamabilidad verticalyhorizontal Dibujo21:Equipo demedición delíndice deflamabilidad Foto8:Cámara de flamabilidad 25 26 A-114 6.Propiedadeseléctricas 6.(1)Resistividad eléctrica ysu coeficiente 1) Propiedades eléctricas: Los plásticos son aislantes eléctricos *1y también dieléctricos*2. Las propiedades eléctricas son características de los plásticos relativas a la electricidad (aislante eléctrico, inducción eléctrica y electrización). Estas propiedades varían dependiendo del tipo de corriente (alterna o directa), la frecuencia de la corriente alterna y el voltaje. 2) Tipos (clasificaciones) (1) Valor de resistividad eléctrica : 䐟 Resistividad volumétrica específica 䐠 Resistividad superficial (2) Fuerza dieléctrica : 䐟 Voltaje soportado 䐠 Resistencia a la rotura dieléctrica (3) Degradacióndeaislamientoeléctrico(largoplazo): 䐟 Resistencia al arco 䐠 Resistencia a la carbonización por arcos (4) Inducción eléctrica : 䐟 Permitividad eléctrica 䐠 Factor de disipación Nota 䠖 *1) Material que no permite pasar la electricidad. *2) Es un material sujetado por electrodos. Cuando se le aplica el voltaje eléctrico, los electrones detenidos en material serán inducidos a moverse de tal manera que se genera la concentración de electrones desigual. M 2-1: Características y propiedades del material de plástico, lámina No. 34 M 2-5: Características, lámina No. 14 1) La resistividad eléctrica es la resistencia que presentan los plásticos cuando pasa la corriente directa a los mismos. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: IEC60093, ASTM D257,JIS K6911, JIS K6271(Método de electrodo de doble anillo) 䞉 Ensayo de resistividad volumétrica (Volume resistivity test) 䞉 Ensayo de resistividad superficial (Surface resistivity test) Resistividadvolumétrica Resistividadsuperficial Electrodo superficial Electrodo dellado revés Foto9:Equipos demedición 27 Guarda Electrodosuperficial Electrodo dellado revés Guarda Dibujo22: Conexióndeloselectrodos (Izquierdo)Resistividadvolumétrica, (Derecha)Resistividad superficial 28 6.(3)Degradación deaislamiento eléctrico (largoplazo) 6.(2)Fuerzadieléctrica 1) Pasan el voltaje de frecuencia comercial a los electrodos entre los cuales colocan la probeta y calculan la tensión disruptiva de la probeta. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: Fuerza dieléctrica (IEC60243, ASTM D149,JIS C2110) Resistenciaalarupturadieléctrica(max.70kV)(IEC60243,ASTMD149,JISC2110) Métodos demedición : Métodoacortoplazo,Métodoporniveles,Métodopor voltajesoportado(por1minuto,largoplazo) Ambientedemedición : enaceite(RT~200Υ),enelaire Conductoreléctrico Aceitedieléctrico 1) Cuando una probeta es sujeta a la aplicación de una alta tensión, se acelera el cambio de propiedades y provoca la degradación de la propiedad de aislamiento eléctrico. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: Ensayo de resistencia al arco(ASTM D495)䠖Se provoca un arco eléctrico con un lapso predeterminado de tiempo, entre 2 electrodos de tungsteno colocados en la superficie de la probeta. Se mide el tiempo hasta que la probeta presenta rotura y que el arco eléctrico desaparezca. Ensayo de resistencia a la carbonización por arcos (IEC60112 versión 4., JIS C2134): Se pasa el voltaje entre los electrodos de oro blanco y se le aplican gotas de electrólito hasta que se presente la destrucción por la carbonización por arcos. Se evalúa mediante el voltaje con el que la probeta no se destruye recibiendo la aplicación del número preestablecido de gotas de electrólito. Electrodoesférico Probeta Electrodocircular Conductoreléctrico Foto10:Equipo delensayo de fuerza dieléctrica 100kV10kVA Dibujo23:Medición delvoltaje del ruptura dieléctrica Foto11:Ensayo deresistencia alarco: Posicióndeprobetayelectrodos 29 Foto12:Ensayo deresistencia alacarbonización por arcos:Posicióndeelectrodos 30 A-115 6.(4)Inducción eléctrica 6.(5)Permitividad eléctrica delplástico Polímerotermofijo Electrodo Polímerotermoplástico Dieléctrico (Polarizado) Epóxi Factordedisipación 1) Cuando se coloca un aislante entre los electrodos y se pasa la corriente directa, los electrones que existen en el aislante son atraídos hacia los electrodos, consecuentemente la carga eléctrica se polariza en el interior del aislante. Este fenómeno de polarización de la carga eléctrica se llama inducción eléctrica. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: IEC60250, ASTM D150 Permitividad eléctrica: (Expresa la magnitud de la carga eléctrica polarizada y la energía estática que se acumula.) Factor de disipación: (Expresa la magnitud y el ciclo de energía perdida cuando pasa el voltaje de corriente alterna de alta frecuencia.) Resinade bajo BT Electrodo Dibujo25:Condensador que cubre losdieléctricos polarizados Corrientedirecta Corrientealterna Permitividadeléctrica Dibujo24: Relaciónentrefactorde disipaciónypermitividadeléctrica Dibujo26:Pasa lacorriente alterna por elcondensador. Foto14:Equipodemedicióndelapérdidadieléctrica 31 KenjiTakemura,Elaboraciónpormoldeo,Vol15,No8,p564,2003 32 7.Resistenciaalaintemperie 1) Se investigan los cambios en colores, propiedades mecánicas y eléctricas posteriores a la exposición mediante el equipo de ensayo de exposición acelerada. 2) Método de evaluación Métodos de ensayo: 䞉 Ensayo de exposición natural y envejecimiento en el exterior: JIS K7219,ISO877 䞉 Ensayo de exposición acelerada: JIS K 7350 (ISO4892) 䞉 Ensayo de resistencia a la luz solar 8.(1) Resistenciaquímicadelosplásticos Resistenciaquímica delosplásticos deuso general (ácido yálcali) PVCͤ1 PVCͤ2 PS ABS PE PP 10%ácido hidriclórico 䖂 䕿 䖂 䖂 䖂 38%ácido hidriclórico 䖂 䕧 䕧 䖂 䖂 10%ácidosulfúrico 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 98%ácidosulfúrico 䕧 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 10%ácidonítrico 䖂 䕿 䕿 䕿 䖂 䖂 61%ácido nítrico 䕧 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 Hidróxidodesodio 䖂 䕿 䕿 䖂 䖂 䖂 Hidróxidodepotasio 䖂 䕿 䖂 䖂 䖂 Solventes PVCͤ1:PVCrígido,PVCͤ2:PVCflexible 䐟 䐠 䐡 䐢 Fotos15: Equipo de ensayo 䐟Medidor de intemperie con luz solar “Sunshine weather meter” (fuente de luz solar de arcos de carbón) 䐠Medidor de intemperie Xenon “Xenon weather meter” 䐡Medidor de intemperie con lámpara de ultravioleta 䐢Ensayo de resistencia a la luz Ultraviolet fade mater(Lámpara de ultravioleta de arcos de carbono) 䖂䠖Casinosepresentalareacción. 䕿䠖Hayunpocodereacciónperoesposibleutilizarenlaaplicaciónprácticadependiendodesucondición. 䕧䠖Noesconvenienteutilizarenlaaplicaciónpráctica. 㽢䠖Noesaptoparautilizar. Ohishi,“Durabilidaddelosplásticos”,KogyoChosakaiPublishingCo.,Ltd.P107,1975 34 33 A-116 Resistencia química de los plásticos de uso general (Solventesorgánicos) PVCͤ1 PVCͤ2 PS ABS PE PP Acetona 㽢 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 Benceno 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 䕧 Solventes Tetraclorometano Cloroformo 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 䕧 㽢 Cresol 䖂 䕧 㽢 䕿 䕿 Dietiléter 䕧 㽢 㽢 㽢 䕧 Alcoholetílico Tetrahidrofurano Tolueno Xileno 䕿 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 䕧 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 㽢 䕿 㽢 䕧 䕿 8.(1)Resistenciaquímica delosplásticos Resistenciaquímica delosplásticos deingeniería (ácido yálcali) 䕿 䕧 䕧 䕧 Tricloroetileno 㽢 㽢 㽢 䕧 䕧 Gasolina 䕿 㽢 䕧 䕿 䕿 Aceite 䕿 䕧 䖂 䕧 䕿 Solventes PA PMMA PC PTFE 10%ácido hidriclórico 䕿 POM 䕿 䖂 䖂 38%ácido hidriclórico 㽢 䕿 䕧 䖂 10%ácidosulfúrico 䖂 䖂 䖂 䖂 䖂 98%ácidosulfúrico 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 10%ácidonítrico 䕧 䕧 䕧 䖂 䖂 61%ácidonítrico 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 Hidróxidodesodio 䖂 䖂 䕿 䕧 䖂 Hidróxidodepotasio 䕿 䕿 䕧 㽢 䖂 Ohishi,“Durabilidaddelosplásticos”,KogyoChosakaiPublishingCo.,Ltd.P107,1975 䖂䠖Casinosepresentalareacción. 䕿䠖Hayunpocodereacciónperoesposibleutilizarenlaaplicaciónprácticadependiendodesu condición. 䕧䠖Noesconvenienteutilizarenlaaplicaciónpráctica. 㽢䠖Noesaptoparautilizar. 35 36 Resistenciaquímicadelosplásticos deingeniería (solventesorgánicos) Solventes PA POM PMMA PC PTFE Acetona 䕧 䕧 㽢 㽢 䖂 Benceno 䕿 䕧 䕧 㽢 䖂 Tetraclorometano 㽢 㽢 㽢 䕧 䕿 Cloroformo 㽢 㽢 㽢 㽢 䕿 Cresol 㽢 㽢 㽢 䖂 Dietiléter 䕿 䕧 䕿 Alcoholetílico 䕿 㽢 䕿 䖂 Tetrahidrofurano 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 Tolueno 䕿 䕿 䕧 㽢 䕿 Xileno 䕿 䕿 䕧 㽢 䖂 Tricloroetileno 㽢 㽢 㽢 㽢 䖂 Gasolina 䕿 䖂 䕧 䕿 䖂 Aceite 䕿 䖂 䕧 䖂 䖂 8.(2)Relación entreTg yHDT (temperatura dedeflexión bajo carga) Carga䠖18.6kg 37 KenjiTakemura,“Elaboraciónpormoldeo”Vol.15,p564,2003 38 A-117 8.(3)Propiedades térmicas delosplásticos representativos Resina Calor específico [J/g] ASTMC351 Conductividad térmica (㽢101/K) W/m䞉k ASTMD177 8.(4)Comparación delaresistencia alatracción ylaresistencia alaflexión • Semuestranlosvalorescomparativosdelaresistenciasalatracciónyla resistenciaalaflexióndelosplásticosenlasiguientetabla. Coeficiente dedilatación térmica lineal (㽢105)/k ASTMD792 Resina Fuerza detracción Fuerza deflexión (MPa) (MPa) Elasticidad por tracción (MPa) Constante de elasticidad por flexión (MPa) 2300 PE(HDPE) 1.9 4.6~5.3 11~13 PP 1.6~1.8 0.9 11 PS 1.2 1.2 6~8 PC 61 93 2400 PA6,6 1.7 2.4 8 mPPE 55 95 2500 2500 mPPE 2.2 6 PA6(dry) 80 111 3100 2900 64 90 2900 2800 PC 1.9 6~7.0 POM POM 1.5 2.3 8.1 Nota: 䐟 Resinautilizada 䠖de gradoestándarsinreforzamiento 䐠 Métodosdeensayo 䠖ResistenciaalatracciónJISK71611994 : Resistenciaalaflexión JISK71711994 OsakaMunicipalTechnicalResearchInstitute,“Librodelecturasobrelosplásticos”p49, Plasticsage,Co.,Ltd.2009 SeiichiHonma,“Resistenciadelosplásticosparalosdiseñadores”p57,(2008), KogyoChosakai Publishing,Co.,Ltd. 39 40 8.(5)Plásticos como materiales para laindustria 8.(6).1ASTMD638TensilepropertiesofPlasticstest terms unit Definition Tensilestress MPa =W/A0 Fuerzade Densidad Temperatura de Constante de elasticidad por flexión tracción (g/cm3) deflexión bajo (Mpa) (Gpa) carga (Υ) Materiales Plásticos deuso general 0.91.1 50150 15 2550 Plásticosdeingeniería 1.01.5 150200 410 40160 Plásticosdesuperingeniería 1.21.5 200^300 515 70200 Acerodealtatensión 7.8 1000 210 1400 Aluminio 2.7 500 73 510 where A0=originalcrosssectionalarea W=Load Esunafuerzadetracciónqueseejercesobrecadaunidaddeláreadecortetransversal antesdeaplicarelesfuerzoduranteelensayo. Tensile strength MPa T=Wmax/A where A0=originalcrosssectionalarea W=Load Eselesfuerzomáximodetracciónqueseaplicóduranteelensayodetracción. Tensaile strain % =ԥL/L0 where L0=Originaldistancebetweengagemarks ԥL=Increment distancebetweengagemarks=elongation Esunvalorqueseobtienealdividirelvolumenincrementadodelalongituddecalibración entreelvalordedichalongitudoriginal. Nota:Losplásticos deingeniería ysuperingeniería incluyen losgrados reforzados confibra devidrio. Totalstrain, atbreak % U=(LUL0)/L0 where L0=Originaldistancebetweengagemarks LU=Distancebetweengagemarksatmomentofrupture Esunvalorqueseobtienealdividirelvolumenincrementadodelalongitudentre sujetadoresentreelvalordedichalongitud. Modulusof Elasticity MPa E=S1(stress)/e1(strain) Esunarelaciónentreelesfuerzodetracciónylareformacióncorrespondientedentrodel límiteproporcional. (tangentmodulusofElasticity) 42 41 A-118 8.(6).3ASTMD695 CompressivepropertiesofRigidPlasticstest 8.(6).2ASTMD790Flexure propertiesofPlastics Test terms unit Definition MaximumFiber Stress MPa S=3PL/2bd2 where S=stressintheouterfibersatmidspan [Mpa] P=Loadatagivenpointontheloaddeflectioncurve[Mpa] L=supportspan[m] b=widthofbeamtested[m],and d=depthofbeamtested[m] FlexuralStrength BendingStrength Maximumstrainin theouterfibers mm/mm, terms mm/ mm ModulusofElasticity MPa where r=Maximumstrainintheouterfibersmm/mm, D=MaximumDeflection ofcenterofthe beam[mm] L=supportspan[mm],and d=depth[mm] EB=L3m/4bd3 where EB=modulas ofElasticity inbending [Mpa] m= slpoe ofthetangenttotheinitialstraight–lineportion oftheloaddeflectioncurve[Mpa]ofdeflection L=supportspan[m] b=widthofbeamtested[m],and d=depthofbeamtested[m] 43 Definition MPa c=Wmax/A0 where Wmax=MaximumcompressiveLoad A0=originalminimumcrosssectional areaofthespecimen MPa cyield=Wmax/A0 where W= compressiveLoadcarriedspecimenattheyieldpoint A0=originalminimumcrosssectional areaofthespecimen Compressive Strength MPa r=6Dd/L2 unit Compressive Yield Strength ModulusofElasticity MPa Ec=ԥ(2 1)/ԥ(21) where Ec=modulas ofElasticity incompressiving [Mpa] m=slpoe ofthetangenttotheinitialstraight–lineportion oftheloaddeflectioncurve[Mpa]ofdeflection ԥ=thecompressivestress,measurefromthepointwhere theextended tangent lineintersectthestrain–axis. 44 8.(6).4ASTMD256 ImpactResistanceofplasticstest terms unit Izod impactvalue kJ/m2 IZODImpactstrength Definition ki=E/(bh) 㽢103[kJ/m2] where E= EnergyrequiredtobreaktheTest specimen.[J] b= Widthofthetestspecimen .[mm] widthofspecimenshallbeinaccordancewithsection. h= Thethicknessofthenotchportionofthetestspecimen[mm] 45 A-119 Índice Módulo M31 Página Ítem M3 Máquinasdemoldeodeplástico porinyección 䠩31 Conocimientogeneraldelasmáquinas deinyección 28/Feb~1/Mar/2011 1 Generalidadesdelosequipos de inyección 1~4 P3~6 2 Métodosparacambiodemolde 1~8 P7~14 3 Métodosparamontajedemolde 1~5 P15~19 4 Especificacionesdeequiposde inyección 1~2 P20~21 5 Moldes 1~2 P22~23 6 Alimentacióndelmaterial 1~11 P24~34 7 Secadodelmaterial 1~7 P35~41 8 Controldetemperaturadelmolde 1~4 P42~45 9 Máquina trituradora 1 P46 10 Máquina deextracción 1~2 P47~48 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 1 A-120 Generalidadesdelosequiposdeinyección1 Generalidadesdelosequiposdeinyección2 Conlamáquinadeinyección,sepuederealizarunaproducciónmanualysemi automática(extracciónmanualdeproductoshechos).Paralaestabilidaddelacalidad, serequiereunaproducciónbajounciclodeterminado.Utilizandiferentesequipos accesoriosconlafinalidaddeahorrareltrabajo,mejoraryestablecerlacalidadyla productividad. Materiall Grúa Alimentación manualэAutomatización, Alimentaciónautomatizada Secado,pigmentación, mezcla Máq.de inyección Extractorde producto Tuberíade enfriamiento Secador Molde Controlador Banda transportadora Molde Reguladorde temperaturadel molde:enfriador,torre deenfriamiento, reguladorde calentador Producto Receptor decolada ExtracciónmanualэMáquinade extracción, CortedeGate,empacado, ensamble,trabajosecundario, triturador Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 2 Tanque de material Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 3 Generalidadesdelosequiposdeinyección3 Generalidadesdelosequiposdeinyección4 Elflujodematerialde inyecciónes: TanqueэSecadorэCargador эTolvaэMáq.deinyección Cargador Tanquede material Secador Cargadorderondana Mesaalineadorade rondana Elflujodecoladaes:Seextrae porelextractorэCaídaal trituradorэTrituración Triturador Dispositivoparainsertarrondana P䠃P Elflujodeproductoes: ExtractordeproductoэBanda transportadoraэEmpacado manualencajas Extractorde producto Inyecciónconinsertosde rondanaytuercas: Especificacióndetipo rotatoriovertical Alimentadorde tuercas P&P Mesa alineadora Máq.deinyección RobotXY Banda transportadora Dispositivopara insertartuercas Fuente: Materialtécnico deNISSEI Reguladorde temperatura delmolde Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Tablerode control Fuente:Materialtécnico deNISSEI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 4 5 A-121 Métodosparacambiodelmolde2: Métodosparacambiodelmolde1: Sistema Herramientas Manual Seusalagrúa. Noseusala grúa. Auto Seusael mático aparato cambiador. 1) Seusa lagrúa (viajera,pórtico)ysefija elmolde conclampsmanualmente. 2) Seusa lagrúa (viajera,pórtico)ysefija elmolde conaparato declamp. 3) Serequiere deatención especialpor seruna operación entrevarias personas.Confirmación por voces. Esdifícilmantenerelmoldeenposiciónhorizontalalcolgarlo. Bajalaoperatividaddurantelatransportaciónporlainestabilidadporbalanceos. Esfácilquechoqueelmoldeconlabarradeacoplamiento(tiebar). 4) Serequieredominarlatécnicadeizaje:Confirmacióndelpesodemolde.Confirmacióndela condicióndeestrobos. 5) Cuando secuelga con2cáncamos,elángulo Adeestrobos debe serigual omenor a60grados. Generalidades Entradadelmolde Otros Entraporarribadela máquina Eseltipomás común Cambiomanual Moldesdetamaño pequeño,moldes especiales Usodelaparato cambiador. Lamayoríaesde entradalateral. Tipofijo, tipo movible. Secolocaalamáq. conlagrúa. Tipofijo,movible, entradalateral. “Cambiosimple (singlechange)”, FMS aplicable gancho estrobo Molde (FlexibleManufacturingSystem) Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Usodelagrúa䞉Manual Fuente:Materialtécnico dePascal 6 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 7 Métodosparacambiodelmolde3: Métodosparacambiodemolde4: Cambiomanualconelcambiadordemolde Cambiomanual 1) Cuando elmolde es detamaño pequeño (pesoligero)~10kgf 2) Cuando elmolde es detipo especial(molde tipo inserto) Labasedelmoldeestámontadaenlamáquinaysecambia únicamentelapartequecorrespondealproducto(moldetipo inserto).Almontarelmoldetipoinsertocontubosde enfriamiento,seconectaautomáticamente. Partedebase Partedetipo inserto Sistemade clamp Partedebase 1) Molde pequeño – medio grande Reduccióndeltiempodepreparativosparaelcambiodemolde Mejoradeseguridad Ahorrodemanodeobra 2) Techobajo,aplicableenlasalablanca 3) Serequiere laestandarización demoldes:tamaño delaplaca defijación delmolde, centrado demoldes,integración deunidad defijación delmolde 4) Aparato cambiador:tipo fijo,tipomovible Partedetipo inserto Movible Fijo Fuente:Catálogo deNISSEI Fuente:Catálogo deSHINKOSELLBIC Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Fuente:Materialtécnico dePascal 8 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 9 A-122 Métodosparacambiodemolde6: Aparatocambiadordelmolde(automático) Métodosparacambiodelmolde5: Aparatocambiadordemolde(Fijo,Manual) Conlagrúasetransportay colocaelmoldesobreel aparatocambiador. 1) Solución paraelahorro demano deobra,reducción deltiempo depreparativos,intento paraelcambio rápido demoldes (SMED) Estandarizareltamañodemoldes,estandarizarlaposicióndeexpulsión,aparatosdefijacióndemoldes, sistemadeprecalentamientodemoldes,conexiónautomáticadelsistemadecalefacción 2) Fomento delFMS(Flexible Manufacturing System/ SistemademanufacturaFlexible) Serefierealsistemaquepermiterealizardemaneraflexibleyefectivalaalimentacióndematerial,usodel aparatocambiadorautomáticodelmoldeydelmaterial,transporteautomáticodeproductos,paralaalta diversidaddeproductosconpequeñovolumen. Semuevemanualmenteel moldealamáquinade inyección. 3) Cambio rápido demoldes (Single Minute Exchange of Die:SMED) Esnecesarioreduciralmáximoeltiemporequeridoparapreparativosparacambiarmoldesconlafinalidad demejorarlaproductividad. Elcambio rápido demoldes (Single Minute Exchange)significa terminar elcambio demolde enunlapzo de10minutos,reduciendo eltiempo mediante las mejoras.Cuando es menos de10minutos,eldígito de minutos es deunsolodígito,por loque sedenomina “preparativo simple“(SMED). Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 10 Fuente:Materialtécnico dePascal Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 11 Métodosparacambiodelmolde7: Aparatocambiador(Cambioautomáticoautopropulsado) Métodosparacambiodelmolde8: Comparacióndeltiempoparaelcambiodelmolde Encasodeuaralagrúayfijarconlostornillos,eltiempodeoperaciónesde60 minutos.Conelsistemadeclamp,tarda30minutos.Conelaparatocambiador automáticodemoldes,tarda5minutos.(Ej.Máquinade1,300toneladas) Tiempodemoldeo Clampar Tiempodecambiodelmolde Desclampar Conlagrúayel cierremanualde tornillos60min. Usodelaparato paraclampar molde30min. Fig.1Sistemadecambiador completamenteautomáticodemoldes Tiempoque sobró MáquinaA Máquina B Tiempoque sobró Usodelaparato cambiadordel molde5min. 16horas Mesa intermedia Aparato cambiador Fuente:Materialtécnico dePascal Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 12 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Fuente:Materialtécnico dePascal 13 A-123 Métodosdemontajedelmolde2: Métodosdemontajedelmolde1: 1. Fijacióndirecta:contornillos 1) Perforarlaplacadefijacióndelmoldedeacuerdoconlosintérvalosdelaplacafija. 2) Cuando secambialamáquina deinyección,secambian también las posiciones paraatornillado, por loque veces sepueda colocar bien lostornillos. 3) Nodebe usar lostornillos conroscas deterioradas. 4) Tener cuidado conlalongitud deltornillo defijación:H䠙1.5d~1.8d (des eldiámetro del tornillo) 5) Utilizar larondana elástica oplana Sehacereaprietedetornillos enposicionesdiagonales. Lado sinoperador Dos superiores Dos inferiores Lado cooderador Dos superiores placapara fijacióndel molde Dos inferiores Fuente:Catálogo deNISSEI 2.Conclamps 1) Eltamaño delaplaca parafijación delmolde puede sermás pequeño que eltipo delaplaca parafijación directa contornillos. 2) Elespaciador debe serdelmismo grosor que laplaca parafijación delmolde. 3) Dependiendo delaposición defijación,es difícil de apretar yfácil deaflojarse.Nosedebe fijar elmolde enposiciones superiores oinferiores. 4) Nosedebe usar tornillos conroscas deterioradas. 5) Tener cuidado conlalongitud detornillo defijación:H 䠙1.5d~1.8d (des eldiámetro deltornillo) 6) Seutiliza larondana elástica oplana. 7) cuidado conlabarra deacoplamiento (tiebar)para que nochoque conlosclamps. Placapara fijacióndel molde Clamp Espaciador Fuente:Catálogo deNISSEI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 14 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 15 Método de montaje del molde-4 Método de montaje del molde-3 3. Uso del sistema de clampado de moldes (hidráulico/neumático) 1) El cambio de moldes, que se realiza en un espacio limitado con menor operatividad, es una operación peligrosa y toma mucho tiempo. 2) Al implementar el sistema de clampado automático, durante el cambio de moldes se pueden desclampar y clampar de un solo toque, lo cual permite una reducción importante del tiempo de operación. 3) Existen los sistemas de clampado fijo y movible (con ranura en forma T). clampado de Posición fija Sistemade clampado Clampado de posición cambiable Bloqueguía PascalclampmodeloTME Diagrama de circuito del sistema de clampado de moldes Para fuente propulsora del clampado se utiliza el sistema neumático o hidráulico. Unidaddecontroldelsistemade clampado(hidráulico/neumático) Moldes PascalclampmodeloTYCR ModeloMVA Bloqueguía ModeloMVA PlacaconranuraenformaT Bloqueguía ModeloMVA (Producciónporpedido) Fijo Móvil Circuito Basemóvil Bloquedenivelación BloquecentralModeloMVE (Producciónporpedido) ModeloMVD Bloquedenivelación ModeloMVD Fuente:InformacióntécnicadePascal BloquecentralModeloMVE (Producciónpormedido) Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Fuente:InformacióntécnicadePascal Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 16 17 A-124 Método de montaje del molde-5 Especificación de la máquina de moldeo-1 4. Uso del clamp magnético 1) Es innecesario unificar el tamaño de moldes. 2) El clamp magnético es ecológico y óptimo para ser utilizado en un cuarto limpio. 3) Se clampa por fuerza magnética, por lo tanto la placa de montaje debe ser magnética. 4) Es necesario implementar las medidas para evitar la caída de moldes que pudiera ocurrir a causa de errores humanos. 5) Debido a que es innecesario considerar la posición del clampadoen el momento de diseñar el molde, se ofrece una mayor disposición durante su diseño. Base fija 1. Fuerza para cerrar los moldes䠙Fuerza de cierre 2. Espacio para montar los moldes䠙Espesor mínimo y máximo y tamaño de los moldes 3. Cantidad de resina䠙Capacidad máxima de inyección 4. Presión de inyección䠙Presión máxima de inyección 䠆Se selecciona el modelo de máquina dependiendo del tamaño del producto (tamaño del molde): máquinas pequeñas para productos pequeños y máquinas grandes para productos grandes. Gancho contra caída Fuerza decierre delosmoldes Ӎ (Presión deresina enelinteriordelosmoldes xÁrea proyectada) Fuente:InformacióntécnicadePascal Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 18 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 19 Moldes-1 (Sistema de venteo) 1) Los moldes contienen aire en su interior antes de ser llenados de resina. Por lo tanto, se necesita una estructura o un mecanismo que permita eliminar el gas generado a partir del aire y resina. эVenteo en la zona de la línea de partición (Profundidad de llenado en el extremo: Hasta 0.02mm) Es un sistema que succiona el aire y gas contenidos en el interior de los moldes mediante omba de vacío (Moldeo en baja presión en el interior de los moldes). Especificación de la máquina de moldeo-2 • Combinación de la fuerza de cierre y el volumen de inyección (Ejemplo) 䠆Se señalan los valores teóricos del volumen de inyección y el uso práctico será de un 70% o menos del volumen en cuestión. Fuerza decierre KN (ton) Mecanismode inyección 784 (78.4) Diámetrodel husillo mm 5E 26 Cavidad Inserto Volumende inyección cm3 Succión Salidadegas porlalíneade partición 49 Respiradero Líneade vacío Flujoderesina Barrenode desgasificación Gate Cavidad 9E 1080 (108) 28 69 12E 32 101 9E 28 69 12E 32 101 18E 36 148 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Respiradero Salida natural Barrenode desgasificación Líneadevacío Corazón Succión Oring Emisióndegaspor pernoseyectores Pernoexpulsor Fuente:InformacióntécnicadeSysko Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 20 21 A-125 Moldes-2 (Intercambiador de calor y circuito de enfriamiento) 1) Los moldes funcionan como intercambiadores de calor. э Se utilizan el regulador de temperatura de moldes y el agua de enfriamiento. 2) La eficiencia de enfriamiento influye mucho en el ciclo de moldeo. Es importante el diseño del circuito de enfriamiento. 3) En el interior del canal de enfriamiento se va reduciendo el área del paso de agua debido a corrosión. Se requiere mantenimiento del circuito эEs necesario verificar periódicamente el caudal de agua de enfriamiento. Circuitodeenfriamiento (Inserto) 䠫䠱䠰 䠥䠪 Circuitodeenfriamiento (Base) Alimentación del material-1 Flujo del material Materia prima Masterbatch Pigmento Sistema dosificador demezcla Sistemade pigmenta ción Verificacióndelcaudalde aguadeenfriamiento Tolva cargadora Tolva secadora Secadora decaja Triturador Trans portador Extractorde producto Máquinade moldeo Reguladordetemperatura/ Sistemadeenfriamiento Rutadeagua Tapón Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 22 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 23 Alimentación del material-3 Comparación de diferentes técnicas de pigmentación Alimentación delmaterial2 Ejemplo delsistema dealimentación alamáquina demoldeo por inyección Máquina mezcladora Conceptos Técnica de dry color Sistema de mezcla Resina Masterbatch (Pigmento) 䠇 Materialnatural Molde Cilindro Husillo Tolvasecadora (A80Υ 2horasomás) Máquina deinyección 䕧 Esparcimiento/ contaminación 㽢 Facilidad de almacenamiento 䚽 Facilidad de cambio de color 䕧 Costo de pigmentación Colada (Runner) Producto terminado Dispersibilidad Costo de operación Trituración (Crusher) (Reciclaje delmaterial) Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Técnica de Masterbatch Sistema de mezcla y combinación Técnica compuesta Sistema de peletización 䕿 䖂 䖂 䖂 䚽 䖂 㽢~䚽 䕿 䖂 䖂 䕿 䖂 Técnica de liquid color Sistema de pigmentación en líquido 䖂 䚽 䖂 䖂 䚽 䕿 㽢 䖂 Fuente:InformacióntécnicadeSysko Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 24 25 A-126 Alimentación del material-5 Alimentación del material-4 Equipo de combinación (sistema volumétrico) Equipo de mezcla (Tipo rotativo) 1) Es un equipo sincronizado de pesaje y mezcla. En la máquina de moldeo y el proceso de línea se le agregan al material virgen, el material triturado (reciclado) y el masterbatch, los cuales se mezclan y se amasan en este equipo para ser transportados al siguiente proceso. 2) El material mezclado se alimenta automáticamente a la máquina de moldeo (tolva). 3) Cuando falta el tiempo de mezcla, en algunos casos se pueden presentar la desigualdad del color u otros defectos. 1) Es un equipo relativamente sencillo, en el que se mezcla, se remueve y se amasa el material virgen con el material triturado (reciclado), el masterbatch y el pigmento en el proceso previo al moldeo. 2) Se alimenta el material mezclado en la máquina de moldeo para realizar la inyección. 3) Cuando falta el tiempo de mezcla, en algunos casos se pueden presentar la desigualdad del color u otros defectos. 4) Existen los sistemas de revolución vertical, en forma V, horizontal (Giran las paletas instaladas en el interior del tanque), etc. Sistema de mezcla Tipo rotativo Máquina mezcladora Las paletas interiores giran en forma horizontal. Material virgen Material virgen Material triturado Material triturado (Masterbatch) Máquina de moldeo Fuente:InformacióntécnicadeDaikoSeitetsu Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Fuente:InformacióntécnicadeMATUI 26 Máquina de moldeo Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 27 Alimentación del material-6 Alimentación del material-7 Pigmentación (Equipo de mezcla) 1. Técnica de masterbatch 1) El masterbatch, colorante en forma granular, es una mezcla altamente concentrada (por lo general, de 5 a 50%) de los pigmentos específicos en un portador de resina. 2) Se mezcla y se amasa el material virgen a pigmentar con el masterbatch mediante equipo rotativo en el proceso inicial. 3) Se mezcla el material virgen a pigmentar con el masterbatch mediante equipo de combinación en el proceso de línea. 4) Se funde, se diluye y se pigmenta durante el proceso de plastificación en la máquina de moldeo por inyección. 5) El mastermatch es relativamente caro. 6) En esta técnica, el material principal (resina) se pigmenta con masterbatch, por lo tanto los puntos clave son las condiciones de moldeo que determina el estado de mezcla de la resina y el masterbatch (número de revolución, contrapresión, etc.). 2. Técnica de Dry Coloring (Colorante en polvo) 1) Es una técnica económica de coloración, en la que se mezclan los pelets naturales con colorante (en polvo) para que éste quede adherido en la superficie de los pelets. 2) Se mezcla y se amasa el material virgen a pigmentar con el colorante mediante máquina rotativa. 3) Hay varios problemas con esta técnica como: limpieza complicada del equipo de mezcla, suciedad por la dispersión del colorante, limpieza complicada de la tolva, etc. 4) En caso de utilizar la tolva cargadora, es imposible limpiar el interior de la manguera, por lo que es necesario cambiarla según el color. Mezcla en el proceso de línea Material Pigmentación (Equipo de mezcla) Masterbatch Queda el colorante en el interior de la salida de la tolva Queda el colorante en el interior de la boca de caída de la tolva Máquina de moldeo Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 28 29 A-127 Alimentación de material-9 Pigmentación (Sistema de peletización) Alimentación del material-8 Pigmentación (Equipo de coloración en líquido) 3. Técnica de liquid color (Colorante líquido) 1) En esta técnica se aplica el colorante al líquido, el cual se dispersa en él y cae directamente en el husillo ubicado abajo de la tolva mediante bomba dosificadora, dando el color al material virgen. 2) Cambia el tubo de silicona cuando cambia el color. Tolvade alimentación Tubode silicona Sistemade alimentación dosificadora Tolvade material 4. Técnica de coloración de pelets 1) Los pelets mezclados con colorante se amasan mediante máquina de extrusión. Esta operación se realiza en las instalaciones de los proveedores de material y/o de coloración. Ejemplos especiales: 1) En caso de utilizar el material triturado mezclándolo con el material virgen, la diferencia del tamaño granular del material puede provocar variaciones en el tiempo de plastificación, afectando la calidad del producto moldeado. 2) Se vuelve a transformar el material triturado en forma de pelet mediante peletizadora para estabilizar el tiempo de plastificación. Cabezalde bomba Utilizarla para la repeletización del material triturado Peletizadora Bracketpara alimentación detinta Bracket Máquinademoldeo Tubode silicona Productoextruido(barra) Cabezaldebomba Tubodeenvío Tubodesucción Husillodela máquinade moldeo Molde Colorante líquido Calentador Criba Cilindro Tolva Manijaparavariacióndevolocidad Contenedordelíquido Bandade transportador Husillo Fuente:InformacióntécnicadeSysko Placadeldisyuntor Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 30 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 31 Alimentación del material-10 Tolva cargadora Alimentación del material-11 Tolva cargadora 1. Tolva cargadora con sistema de succión 1) Se succiona por presión mediante el tubo insertado en la bolsa del material colocado en el piso, de tal manera que se lleva material a la tolva de la máquina de moldeo. 2) Al vaciar el material en la tolva cargadora, se cierra el Aire damper por contrapeso y acciona el limit switch y arranca el timer; el emisor de aire gira, comenzando la succión del material. 3) Al transcurrir el tiempo establecido, deja de operar el emisor de aire. El material succionado abre el damper Material por su propio peso y cae. 4) Cuando se vacía todo el material de la tolva cargadora, vuelve a cerrar el damper, acciona el limit switch, gira el emisor de aire y comienza la succión del material. 5) La tolva cargadora es conveniente para las máquinas Material grandes y verticales de moldeo, no sólo debido a su función automática de alimentación, sino también a que permite evitar transportar el material a la tolva instalada en un nivel alto. 2. Tolva cargadora con sistema de envío a presión 1) Este sistema, en el que se transportan los pelets por aire, es adecuado para transportar una gran cantidad de material a través de una distancia larga. 2) Como el material pasa a alta velocidad por el interior del tubo, si se selecciona el tubo de material inadecuado para este fin, se ocasiona un desgaste en su interior. Alimentación del material desde la tolva secadora Máquina de moldeo Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Alimentación del material a 4 máquinas de moldeo TubodePE Tolvasecadora Terminallimpio Cargador de jet Tanque Controladorde alimentación M[aquinade Tanque moldeo M[aquinade moldeo Tipo 4 direcciones Máquinademoldeo Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 32 33 A-128 Secado del material-1 Objetivos del secado del material Secado del material-2 1) Medidas contra los problemas ocasionados a causa del agua adsorbida (Defectos de apariencia y de resistencia) 2) Cada material para moldear posee diferente higroscopicidad. Se realiza el secado del material bajo condiciones generales. 3) Cuando el material contiene humedad, se ocasionan defectos de apariencia como rayas plateadas, opacidad, defecto de transparencia, etc. 4) Asimismo, se incrementa la cantidad de sustancias volátiles, lo cual resalta la línea de unión y, a la vez, ocasiona defectos de reproducción de la forma. 5) Dependiendo del tipo de material (PC, PET, etc.), se puede generar la hidrólisis, disminuyendo el peso molecular, por ende se reduce la resistencia al impacto. Condiciones estandares para el secado del material Impacto de la cantidad de humedad absorbida en el moldeo por inyección de PC: S-2000 (Peso molecular: 2.5䡔104) En la prueba destructiva por el impacto de la caída, se deja caer un peso de 2.13kg (10R en el extremo) desde una altura de 10m. % de absorción de agua Peso molecular del producto moldeado Porcentaje de destrucción por el impacto de la caída de peso (%) Fractura dúctil Fractura frágil Apariencia del producto moldeado Porcentaje de fractura total 0䠊014 2䠊5䡔104 0 0 0 Bueno 0䠊047 2䠊4䡔104 30 0 30 Bueno 0䠊061 2䠊4䡔104 50 0 50 Bueno 0䠊067 2䠊4䡔104 90 0 90 Se generan ligeramente rayas plateadas. 0䠊200 2䠊2䡔104 20 80 100 Se generan rayas plateadas y brubujas Fuente:InformacióntécnicadeMitsubishiYupiron Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Nombre del material Temperatura del secado Υ Tiempo de secado (Horas) Humedad permisible % PC De 110 a 120 4 o más 0.03 ó menos PBT De 120 a 130 4 PA-66 De 80 a 120 De 4 a 5 0.02 ó menos en el secado en vacío ABS De 80 a 90 De 3 a 4 0.3 o menos PMMA De 70 a 75 De 4 a 5 0.2 o menos POM De 80 a 90 4 AS De 80 a 90 3 PPS 120 4 0.1 o menos Fuente:InformacióntécnicadeNISSEI 34 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 35 Secado del material-4 Tolva secadora (Sistema de deshumidificación) Secado del material-3 Tolva secadora (Sistema con aire caliente) 1. La tolva secadora es un equipo indispensable para el material higroscópico, en el cual se elimina la humedad adherida en el material a moldear así para enviarlo continuamente a la máquina de moldeo. Existen los sistemas con aire caliente, de Tolva secadora deshumidificación y de vacío. (aire caliente) 2. Tolva secadora por aire caliente 1) El aire que ha sido ingresado desde el exterior de la secadora Filtroparaelgasde escape por la emisora de aire, se calienta mediante calentador y se Tolva introduce a la cámara cilíndrica para secado. 2) En la cámara de secado el aire caliente pasa por entre las partículas del material y así se logra tener el material seco. Escapede 3) El aire caliente que ha transferido su calor y, a la vez, ha aire absorbido la humedad tras pasar por entre las partículas del material, se extrae al exterior de la secadora. 4) Es necesario limpiar los filtros de entrada y salida del aire. 5) Existen los modelos para la instalación en la máquina (se monta en la tolva de la máquina de moldeo) y en el piso. 3 4 2 Flujo de aire 1 Emisordeaire Succión Cajadecalentador 1. Tolva secadora con sistema de deshumidificación 1) Durante la temporada de lluvia y de verano, en la que existe una alta humedad absoluta en el aire ambiente, la secadora por aire caliente no logra secar por completo las resinas, particularmente a las cuales se permite una baja absorción de humedad. 2) En este sistema no se extrae al exterior el aire caliente humedecido que se ha utilizado para secar las resinas; al interior de la cámara de secado se introduce el aire que ha pasado el proceso circulatorio de deshumidificación, secado y calentamiento y así para secar las resinas. 3) El rotor de panel (honeycomb rotor) se compone de tres zonas: deshumidificación, regeneración y enfriamiento. 4) En la zona de deshumidificación se absorbe la humedad contenida en el aire que entra en la tolva secadora. 5) En la zona de regeneración-calentamiento se calienta y se evapora la humedad adsorbida en la zona de deshumidificación para regenerar el rotor de panel. 6) En la zona de enfriamiento baja la temperatura del rotor de panel que ha aumentado durante el Aire Airearegenerary proceso de regeneración, hasta la temperatura Aireenfriado deshumidificado calentar óptima para la deshumidificación. En virtud de la función respectiva de estas tres zonas, el RegeneraciónDeshumidificarotor de panel mantiene un bajo punto de rocío calentamiento ción a -40Υ, conservando la función inicial sin necesidad de cambiar la materia adsorbente. Basede instalación Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Enfriamiento Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Modelo de instalación en la máquina Modelo de instalación en el piso Airedesecado Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Salidadelaire regenerado Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 36 37 A-129 Secado del material-5 Flujo del sistema de deshumidificación-secado Secado del material-6 Tolva secadora (Sistema de vacío) 1) Es un sistema de secado mediante transferencia de calor, en el cual se cierra herméticamente el contenedor de secado para crear un vacío en su interior (a una presión más baja que la presión atmosférica). 2) Como el punto de ebullición del agua es más bajo que a la presión atmosférica, se agiliza la evaporación del agua en comparación con las secadoras con sistema de ventilación, de tal manera que se puede reducir el tiempo de secado. 3) Debido a que se realiza el secado en un ambiente de vacío, también se eliminan los componentes volátiles que causan la suciedad de los moldes. Como consecuencia, los moldes se ensucian menos y, a su vez, se reduce la frecuencia de mantenimiento. 4) En el secado en vacío, así como a baja temperatura, en el cual hay baja concentración de oxígeno, se ofrece la ventaja de facilitar el proceso de secado sin provocar oxidación ni amarillamiento. Asimismo, como se realiza el calentamiento en un tanque de vacío que cuenta con una estructura aislante, se requiere al menos una fuente de calor, lo cual permite reducir el costo de operación. Succióndetransporte primario Calentadorpara regeneración Airedeescape Emisordeairepara regeneración 7 6 Filtrode regeneración Sensor Válvuladecambio endossentidos Sensordetemperaturapara regeneración(paracontrol) 3 4 Filtrode transporte Sensordetemperaturapara regeneración(paraalarma) Boquilladesucción 5 A la máquina de moldeo Calentador desecado Rotorde panel Emisor de aire para transporte Enfriador Damperdeempuje Materiaprima Compuerta 2 Tanque de material 1 Calentadordealetas Calentadordealetas Calentadorexterior Opciónde2 direccionesenel ladosecundario Airedetransporte secundario Emisor de aire para secado Contenedor con aletas para incrementar el área de conducción térmica Contenedor hermético de secado 8 Calentador Sensor Filtro Resina Bombadevacío Filtrode secado Compuerta Compuerta Flujo del material Suministroala máquinademoldeo Flujo de aire Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 38 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 39 Secado del material-7 Secadora de caja (Sistema de circulación de aire caliente) 1) Es un equipo en forma de caja con un calentador instalado en su perímetro interior, en el cual circula el aire interno mediante ventilador, de manera que se logra secar el material para moldear. 2) El equipo cuenta con niveles en su interior para incrementar el área, por dónde pasa el aire caliente. 3) El sistema de circulación de aire caliente ofrece la gran ventaja de poder calentar fácil y uniformemente el material. Sin embargo, como es susceptible a la humedad exterior, se debe prestar atención al estado de secado cuando hay una alta humedad en el ambiente. 4) El material que se coloca en las bandejas de secado debe ser de entre 25 y 30mm de espesor. 5) Se necesita trasladar manualmente el material a la máquina de moldeo, lo que no es adecuado para la producción masiva. Secador de caja Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Regulación de temperatura de moldes-1 Generalidades del enfriamiento 1) Los moldes funcionan como intercambiadores de calor. эEs necesario introducir en los moldes el agua de enfriamiento adecuada para el ciclo de moldeo (agua fría/caliente). 2) Cuando no hay suficiente caudal y/o presión de descarga, debido a la reducción de la eficiencia del enfriamiento, se ocasiona una falta de enfriamiento en los moldes, lo cual puede prolongar el ciclo de moldeo o provocar defectos de calidad en los productos moldeados. 3) Para efectos de enfriamiento, existen los métodos en los que se utiliza el agua de enfriamiento de la planta, el regulador de temperatura de los moldes (agua de enfriamiento, agua caliente o aceite) y el calentador (molde especial). Clasificación Temperatura Υ Observación Agua de la red de suministro municipal De 20 a 35Υ Se requiere de un alto costo. Se aplica para las máquinas de prueba. Agua de enfriamiento de la planta De 20 a 35Υ Es sumamente susceptible a la temperatura ambiente, así como a las condiciones de la instalación de la torre de enfriamiento. Es importante llevar un control de la calidad del agua. Regulador de temperatura de moldes Agua suministrada+ 10 a 90Υ Especificación estándar Agua suministrada +10 a 120Υ Resiste alta temperatura; Especificación especial Enfriador de moldes De 5 a 35Υ Enfriamiento (Agua fría) Regulador de temperatura del rango amplio de moldes Agua suministrada+10 a 90Υ Hay dos sistemas: de agua fría y de caliente. Regulador de temperatura de moldes 60 a 200Υ Cuidado con la alta temperatura en el caso de reguladores con aceite Calentador Más de 100 Moldes especiales y moldes de resina termofija; se necesita un sistema de control. Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 40 41 A-130 Regulación de temperatura de moldes-2 Uso del agua de enfriamiento de la planta (Torre de enfriamiento) 1) La torre de enfriamiento es una instalación de climatización susceptible a la temperatura exterior, en la cual disminuye la temperatura del agua utilizando el calor de vaporización del agua con el fin de volver a utilizarla para fines de enfriamiento. 2) En la circulación del agua, las sustancias como calcio contenidas en el agua se quedan sin vaporizarse y se van concentrando paulatinamente; las que no alcanzan a disolverse se adhieren en el equipo de la torre de enfriamiento, el interior de los moldes y de las tuberías, formando incrustaciones. Ocurre: CirculaciónVaporizaciónSuministroIncremento de la concentración de calcioDeposición de incrustaciones 3) La eficiencia del intercambio de calor baja conforme se adhieren las incrustaciones y las algas en la zona de intercambio de calor, por lo tanto, es necesario realizar la limpieza periódica en la zona en cuestión, la verificación y el análisis de la calidad del agua (mejora de la calidad del agua y uso de los agentes de tratamiento de agua). Laboratorio Reguladordela temperaturade losmoldes Exterior Regulador de temperatura Agua suministrada+10 a 90Υ Regulador de temperatura Agua suministrada +10 a 120Υ Enfriador de moldes De 5 a 35Υ Regulador de temperatura de rango amplio Temperatura ambiente+10 a 90 Regulador de temperatura de moldes Aceite 60Υ a 200Υ Laboratorio Reguladordela temperaturade losmoldes Reguladordela temperaturade losmoldes Refrigerador Torredeenfriamiento Reguladordela temperaturade losmoldes 1) Cuando se requieren mantener los moldes a una temperatura baja, por ejemplo para implementar el moldeo de corto ciclo, se puede utilizar el regulador de temperatura con sistema de refrigeración, de tal manera que se circule el agua de enfriamiento (aprox. a 10 Υ) en los moldes. 2) Como se tiende a producir condensación de humedad, es necesario realizar mantenimiento como medidas preventivas de oxidación al terminar la operación de moldeo. Antes de terminar el moldeo, se detiene el suministro de agua fría y cuando la temperatura de los moldes sube más que la temperatura ambiente, se termina. O bien, al terminar el moldeo, se abre el molde por la línea de partición y se aplica tratamiento anticorrosivo cuando la temperatura de la superficie de la cavidad y del corazón ascienda a la temperatura ambiente. Tipo de regulador de temperatura y temperatura establecida Ejemplo de lay out de la torre de enfriamiento La torre de enfriamiento está cubierta con algas. Regulación de temperatura de moldes-3 Enfriador y regulador de temperatura de rango amplio Fuente:InformacióntécnicadeNISSEI Fuente:InformacióntécnicadeNISSEI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 42 Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 43 Regulación de temperatura de moldes-4 Regulador de temperatura de moldes Triturador-1 1) Es un equipo que mantiene los moldes a una determinada temperatura mediante el intercambio térmico con el medio portador del calor, ya sea agua o aceite, el cual se calienta y se introduce a presión al interior de los moldes. 2) Se compone de: calentador que incrementa la temperatura de los medios de calor, circuito de agua de enfriamiento que baja la temperatura, bomba, circuito de control, etc. 3) Según el rango de temperatura de control, se clasifica en el enfriador (refrigerador), el regulador de temperatura, el regulador de temperatura de rango amplio y el regulador de temperatura (alta). En relación con el medio de calor, hay sistemas con agua y con aceite. 4) Es necesario seleccionar el modelo que tenga un margen de descarga de acuerdo con los moldes y las máquinas de moldeo a utilizar. Interruptor deflotador Lado de descarga Válvulade retorno Tubería del bloque de enlace Calentador Válvulade seguridad Válvulasolenoidede suministroy enfriamiento Termostatopara prevenciónpor sobrecalentamiento Válvulade desviación Sensor Salidade desagüe Filtro Válvulade alimentación Molde Integración del triturador en el proceso de línea (Trituración de coladas) 1) En caso de reciclar coladas, sprue y productos defectuosos, éstos deben ser triturados. 2) En algunos casos se trituran las coladas en el proceso en línea justo después del moldeo y en otros casos se reune todo el material para hacerlo en el proceso posterior. 3) Cuando el material triturado se compone de partículas grandes, se pueden ocasionar defectos de moldeo a causa de una mala penetración y/o plastificación desigual. Asimismo, los polvos generados durante la trituración también pueden causar quemaduras u otros defectos de moldeo, por lo que es recomendable eliminarlos antes del uso (Equipo de eliminación de polvos) 4) Para el proceso de moldeo de alta precisión y las máquinas pequeñas de moldeo, comúnmente se vuelve a peletizar el material mediante una peletizadora para eliminar los factores de inestabilidad en la dosificación. 5) Al finalizar el trabajo de trituración, se realiza la limpieza para no dejar el material triturado. Cuando el lugar no está limpio, se puede ocasionar contaminación, por consiguiente, variación del tono de color, falta de resistencia y otros problemas de calidad. 6) En caso de triturar el material en el proceso posterior, se debe llevar el control para que no se mezcle con otro tipo de coladas y/o basura. Secadora Extractor Triturador Banda transportadora Regulador de temperatura Separación de seguridad Fuente:InformacióntécnicadeNISSEI Bomba Suministro deagua Manómetro depresión Fuente:InformacióntécnicadeHARMO Fuente:InformacióntécnicadeMATUI Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 44 45 A-131 Extractor-2 Extractor-1 1) La especificación del extractor se determinan conforme a la máquina de moldeo, los moldes y la forma del proceso posterior que se van a implementar. Tipo de robots extractor (Resumen) 1) Principalmente existen los robots extractores oscilante y transversal. Ha venido incrementándose la velocidad de su movimiento debido a la implementación de la operación de ciclo corto. El modelo oscilante se utiliza principalmente en las máquinas pequeñas de moldeo. 2) Al abrir los moldes, el brazo del robot baja y toma el producto o su colada y sube para extraerlo. Debido a que opera a alta velocidad, se utiliza el robot extractor transversal. 3) Se pueden seleccionar los movimientos del robot: agarrar el producto moldeado para extraerlo del molde y dejar caerlo en el mismo lugar; después de extraer la pieza trasladarse arriba del transportador y soltarla; cortar las coladas después de la extracción y meter las piezas en las cajas o colocarlas en forma ordenada en la zona de almacenamiento, etc. Máquina de moldeo Extractor Moldes Fuente de energía Movimientos Horizontal Vertical Especial Oscilante Transversal Vertical Instalación en el piso 2P 3P Aire Aire, servo Servo Toma de la colada Toma del producto Succión del producto Corte de coladas Expulsión de productos defectuosos Colocación en la zona de almacenamiento Expulsión al triturador Extractor transversal Transversal Oscilante Vertical Chuck sencillo Secador de material Colocar productos sobre la banda transportadora Fuente:InformacióntécnicadeHARMO Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección Fuente:InformacióntécnicadeHARMO 46 Conocimientogeneral delasmáquinasdeinyección 47 Índice MóduloM32 M3 Máquinasdemoldeodeplástico porinyección 1 Nombresdeloscomponentesdelamáquinade inyección 1~2 P3~P4 2 Clasificacióndelasmáquinasdeinyección 1 P5 3 ClasificaciónporeltipodefuerzamotrizHidráulica Eléctrica Híbrida 1~13 1~4 1~2 P6~P18 P19~P22 P23~P24 4 Clasificaciónporelequipodecierredelmolde palanca presióndirecta otros 1~5 1~7 1 P25~P29 P30~P36 P37 5 Clasificaciónporelequipodeinyección émbolo preplastificado husillosenlínea otros 1~3 1~2 1~4 1~ P38~P39 P40~P41 P42~P45 P46 6 Clasificaciónporelsistema 1 1 1 P47 P48 P49 䠩32 Tiposdemáquinasdeinyección ysuestructura 28/Feb~1/Mar/2011 Horizontal Vertical Otros 1 A-132 Nombresdeloscomponentes delasmáquinasdeinyección2 Nombresdeloscomponentes delasmáquinasdeinyección1 Equipodecierredelmolde(Toggleclamp)yEquipodeInyección (Hidráulica) Equipodecierredelmolde(Toggleclamp)yEquipodeInyección(Hidráulica) 1 Motorhidráulico Hacerotaralhusillo. 2 Tolva Alimentaelmaterial. 3 Husillo Transportayplastificalaresina. 4 Cilindrocalentador Plastificaelmaterialjuntoconelhusillo. 5 Bandacalentadaora Proveeelcaloralinteriorconcalefacciónexterior. 6 Platinamóvil Montaelladomóvildelmolde.Encadadisparosecierray abre. 2 7 Platinaparamontar elmolde Montaelladofijodelmolde.Esfija. 8 Toggle Cierredelmoldetipotoggle 9 Cilíndrobotador Expulsaelproductomoldeadodesdeelmoldemóvil 10 Molde Tieneunespaciodelaformacorrespondientealproductoy separte. 11 Boquilla Inyectaelmaterialhaciaelmolde. 12 Cilíndrodeinyección Mueveelhusilloyenvíalaresinaalinteriordelmolde. 3 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico1 1)Comocimientos básicos delsistamahidráulico : PrincipiodePascal Clasificacióndelasmáquinas deinyección Clasificaciones 1 Fuerzamotriz Hidráulica Electrica Híbrida 2 Cierredelmolde Toggle 3 Equipode inyección 4 Mecanismo Émbolo Presión directa Husilloen línea Vertical Toggle + Presióndirecta Pre plastificado Especial Horizontal Elfluidoenunrecipientehermético,independientementedesuforma, transmitelapresiónconigualintensidadporunidaddesuperficieentodos lospuntosdelfluido. Elaparatohidraulicopermitegenerarunafuerzagrande.Encasodeque lafuerzaFes10NyA2/A1=10veces,lafuerza que segeneraen A2es 100N. En elsistemahidráulicoreal,laparte que recibe lafuerza Fcorresponde a labomba ylafuerza grande A2correspode alcilíndro decierre delmolde o elcilindrodeinyección. Superficiede FuerzaF lasección:1cm² MasaV Presión P 4 Encualquierladodentrodel recipienteaccionalafuerza de1Nporcada1cm² 5 NISSEI Escuela Texto A-133 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico2 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico3 1)Elmotorproplusalabombahidráulicayconlapresión hidráulicageneradamueveelcilíndroparaquefuncioneel mecanismo. Abierto 1. Aceite(Tanque) 2. Motor(Motoreléctrico) 3. Bomba 4. Cilíndro 7 5. Válvulaelectromagnética 5 6. Válvulaparaajustarla presión 7. Válvulareguladorade velocidad Cerrado Cilíndro Válvula electromagnética Motor Bomba 4 6 Tanquede aceite 3 2 6 1 7 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico4 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico5 1.Aceite 1.Precaucionesconelmanejo delaceite 1) Viscosidad cinemática (centistokes)43~65cst/40Υ (ISO) 䞉 Viscosidaddemasiadaalta: Defectosenfuncionalidad 䞉 Viscosidaddemasiadabaja: Fugafrecuentedeaceite, dificultadparamantener lapresión 2) Índice deviscosidad VI (Viscocity Index) Alsubirlatemperatura,bajalaviscosidad. Cuantomenorsealavariacióndeviscosidadesmejor. Cuantomásaltoseaelíndice,esamplia lagamadetemperaturadeuso.Igualo mayorqueVI90 3) Aceitehidráulicoapropiado: Elquetengalaviscosidadadecuada(43~65cst/40Υ) yquetengamenosvariáción(igualomayorqueV190). Ej.MOBIL DTE 25 (ISO46) 1) Revisar elnivel deaceite (superficie superior delaceite).En caso defaltar,debe suministrarlo. 2) ¿Por qué falta?Sepuede suponer una fuga. 3) Controlar latemperatura adecuada delfluido hidráulido.35Υ~50Υ 4) Limpiar lacoladera periódicamente. Evitarqueaumentelaresistenciadesucción. 5) Cuidar laaparición deruidos extraños y vibración delabomba.Aldetectar laanomalía, parar inmediatamente yrealizar larevisión. 1 1 Coladera 8 9 A-134 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico6 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico7 2.Motor 3.Bomba Hacegirarlabombayconvertirlaenergía mecánicaenpresiónyenergíahidráulica. 1) Recibe delmotorlaenergía mecánica y proporciona alaceite presión yenergía hidráulica. 2) Tipo debombas Tipodemotores 1) Motortrifásicodecorrientealterna (200V trifásico 60Hz) Bomba de Paralapresiónbajadedescargaigualo engranes menorque6.9MPa (70kgf/cm2). Revolucionesporminuto=2䡔60䡔 frecuencia/número depolos 2) Servomotor Esunmotorquecuentaconunmecanismo capazdecontrolarelnúmeroylafuerza componentederevolucionesparaqueseande lacantidadnecesariasegúnlavelocidad programadaparalasrevoluciones. Bombade Paralapresiónmediadedescargaentre paletas 6.9~13.7MPa (70~140kgf/cm2). Bombade Paralapresiónaltadedescargaentre pistón 13.7~20.6MPa (140~210kgf/cm2) omayor. 3 2 10 11 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico8 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico9 3.Bomba 3.Bomba 1) Recibe delmotorlaenergía mecánica yproporciona alaceite presión yenergía hidráulica. 2) Tiposdebomba 1) Recibe delmotorlaenergía mecánica y proporciona alaceite presión yenergía hidráulica.. 2) Tiposdebomba Carcasa Pistóndecontrol Cojinetede agujas Rotor Paleta Resortede Horquilla Patín horquilla Émbolo Sellodel eje Cojinete Descarga Alimenta ción Alimenta ción Eje propulsor Entrada de tubería Cuerpo principal Placadelbulbo Placaoscilante 䐟 Caudalfijo Nosepuedecambiarelvolumendedescargapor revolución. Paracambiarlo: 䞉Modificarconlaválvulareguladoradecaudall 䞉Modificarelnúmeroderevolucionesdelabomba. 䐠 Caudalvariable Sepuedecambiarelvolumendedescargapor revolución. 3 Cilindro Bombadeengranes Bombadepaletas * Últimomodelo:Utilizaelservomotorparahacer rotarlabombasólocuandoesnecesario. Bombadepistón NISSEI Escuela Texto 12 13 A-135 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico10 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico11 5. Válvulaelectromagnética 4.Cilíndro 1) Convierte laenergía hidráulica del sistema hidráulico en energía mecánica. 2) Donde lafuerza hidráulica es P[Mpa]yla superficie efectivapararecibir la presión es A[cm2],F=A䞉P. 3) Velocidad dedesplazamiento V [m/min]es proporcionada alacantidad deflujo Q[䡈/min] yestá en razón inversa alasuperficie efectiva derecepcióndepresión A[cm2]. V=Q/A Superficiedecilíndro (A) Fuerza (F) Velocidad (V) Mayor Mayor Lenta Menor Menor Alta 4 V э F э 1)Paralograr elmovimiento recíproco conunsólo cilíndro, serequiere deuna válvula dederivación. 2) Lagranmayoría delas válvulas dederivación es electromagnética. 3) Sepasalaelectricidada labobina electromagnética,se cambiaelcanaldeflujo interno aprovechando laacción magnética. Solenoide Núcleo Resorte Carrete 5 Resorte Solenoide Núcleo Barra Barra 14 NISSEI Escuela Texto 15 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico12 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahidráulico13 6. Válvula paracontrolarla presión 7. Válvula controladora delcaudal (Válvula reguladora develocidad) 1) Cuando lapresión hidráulica llegue alvalorprogramado, empieza adevolver elaceite altanqueycontrola la presión paraque nosuba más 2) Funciona como válvula deseguridad,colocándola entre labomba ylaválvula dederivación. 1) Laválvula controladora delcaudalque sirve pararegularla velocidad delmovimientodelpistón. 2) LavelocidaddeacciónV[m/min]es proporcionada alcaudal Q[䡈/min] delflujo y está en razón inversa alasuperficie efectiva pararecibirlapresión A[cm2]. 7 V=Q/A Válvulapiloto Venteo V э 6 Válvula principal * Laválvulaproporcionalquecuentaconlafunción decontrolarlapresiónyelcaudalesdominante enelmercado. MarcaJIS Salidadelreliefoil NISSEI Escuela Texto 16 17 A-136 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemaeléctrico1 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemaeléctrico2 1) Eselsistemaenquelafuerzamotrizdecadaparteprovienedelservomotor enlugardelsistemahidráulico.Elmecanismobásicoescasielmismoqueel delamáquinadeinyecciónhidráulica. 1)Partesdondeseutilizaelservomotor(cierredelmoldeconToggle) 4servomotoresy2motores Para elexpulsor 2) Sepuedelistarlassiguientes características: 䐟 Engeneral,estesistemafuncionacon4omásmotoresindependientes quepermitenhacer:apertura/cierredelmolde,inyección,expulsión, dosificación.Estopermiterealizarparalelamentevariosprocesosde moldeoyenconsecuenciasereduceelciclodemoldeo. Para apertura/cierre delmolde 䐠 Elconsumodelaenergíaeléctricaesconsiderablementemenor comparándoloconeldelamáquinadeinyecciónhidráulica(tipo estándar).(Engeneral, 30%~45% menos.) Paralarotación delhusillo Parainyección 䐡 Elambiente delproceso demoldeo es limpio,ya que noutiliza aceite y es conveniente paraelmoldeo derecipientes paraalimentos o productos médicos. Trasladodel equipode inyección Ajustedel espesordel molde 䐢 LagranmayoríadelosequiposdecierredelosmoldeesdetipoToggle. 18 NISSEI Escuela Texto 19 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemaeléctrico3 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemaeléctrico4 1. Comparación delapotencia delmotorentreelsistema eléctrico y el hidráulico Ejemplodecomparacióncon80Ton䡂 S.eléctrico KW Inyección 25 Rotacióndehusillo 6.5 Apertura/cierredelmolde 5.5 Eyector 2 Ajustedelespesordemolde 0.2 Trasladodelequipode inyección 0.2 S.híbridoconS. HidráulicoKW 1) Elmovimiento dehusilloesrealizadoporlasrevoluciones deltornillodebola S.hidráulico KW Setrasladalatuerca (Trasladodel husillo) Ejedeltornillo Bola Tuboderetorno Motorprincipal Consumodeelectricidad 15 ( Lacomparacióndelconsumodeenergíaes deunvalordereferencia. ) ( Tuerca 15 ) Segiraeltornillo (Tornillodebola) 1 NISSEI Escuela Texto 20 21 NISSEI Escuela Texto A-137 Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahíbrido1 1) Máquinadeinyecciónqueaprovechalasventajasdel sistemahidráulicoydeleléctrico Cierredelmoldecon lapresióndiréctadel sistemahidráulico Sistemaeléctrico: Generalmente conToggle Sistemahíbrido Clasificaciónporeltipodefuerzamotriz Sistemahíbrido2 1. Comparacióndelapotenciaentreelsistema eléctricoyel hidráulico Ejemplodecomparacióncon80Ton䡂 Aptoparaobtenerunafuerzagrande. Mantenimientofácil,vidaútillarga S.hidráulico KW S.Híbrido Inyeccióndealtavelocidad,altasensibilidad altarepetitividad,pocoruidodurantelaoperación Actuador Dibujoexplicativodel sistemadebomba tipo䖃X Inyección Rotacióndelhusillo Labombaesoperadaporunservomotor. Enelprocesodondesenecesitalafuerzadecierredel (Difieremuchoentre moldeseutilizaelsistemahidráulico.Paraelequipo losfabricantesde deinyecciónseusaelsistemaeléctrico.Esuna máquinasde combinacióndeequipohidráulicoparaelcierredel inyección) moldeyelsistemaeléctricoparalainyección. Usocombinadodelcierredelmoldeporservomotory porlaaltapresiónhidráulica. Equipohíbridoparaelcierredelmolde.Varios servomotoresparalaapertura/cierre delmolde. 22 Bomba Servimotor Apertura/Cierredelmolde Eyector Ajustedelespesordemolde Caudal:Velocidadderevolución delservimotor Presión:Torquedelservimotor Trasladodelequipode inyección Motorprincipa Tipodemotor Servimotor 15 Servimotor NISSEI Escuela Texto 23 ClasificaciónporelequipodecierredelmoldeToggle1 1) ElcierreconToggle eselqueobtiene lafuerzadecierredel molde,aumentandolafuerzageneradaporelcilíndro hidráulicooelmotoreléctricoatravésdelmecanismode palancasarticuladas(principiodeapalancamiento). 2) Existen2tipos deToggle simpleydoble. 3) SeempleaToggle simpleparalasmáquinaspequeñasporsu mecanismosimple. 4) EltipoToggle dobleconsistedeunpardeeslabonesque trabajandemanerasimétrica.ExistenToggles demovimiento horizontalyotros demovimientovertical. ClasificaciónporelequipodecierredelmoldeToggle2 1) Toggle simpleyToggle doble 4) EldeToggle dobleconsistedeunpardeeslabonesquetrabajande manerasimétrica. ExistenToggles demovimientohorizontalyotros de movimientovertical. Palancas articuladas Barrade acoplamiento Placareceptora depalancas Cilíndrohidráulico paraaccionar palancas Tipo Toggle doble (hidráulico) Tracciónvertical Molde Placa Placa móvil fija Tipo Togglesimple (hidráulica) NISSEI Escuela Texto 25 ClasificaciónporelequipodecierredelmoldeToggle3 ClasificaciónporelequipodecierredelmoldeToggle4 A-138 24 1) Secierracompletamenteelmoldeantesdequeseextiendatotalmenteel Toggle paraquejuntoconlabarradeacoplamiento(TieBar)terminede extenderse. 2) Seaprietaelmoldeconlafuerzaelásticageneradaporelmovimientodela barradeacoplamiento. TipoquemueveverticalmenteelToggle.Tienelaventajadefacilitarelajustedelaexpulsión. Procesode cierredelmolde Todavíaeleslabónestáalgodoblado. Unidaddecierre hidráulica Cierre del molde Unidaddeexpulsiónhidráulica Procesode aperturadelmolde Termina elcierre del molde Placamóvil 26 Eleslabónestáextendido enformalineal. NISSEI Escuela Texto Holguradelafuerzade cierredelmolde 27 ClasificaciónporelequipodecierredelmoldeToggle5 Comparacióndelascaracterísticasdelsistemade presióndirecta yelsistemadeToggle(engeneral) Presión directa Toggle Rapidézdel movimientode apertura/cierre Lento Rápido Cambio delmolde Fácil Existe procesodeajusteparael espesordelmolde. Fuerza decierre delmolde Deacuerdocon la Cuandolatemeperaturadel programacióndelhidráulico moldeaumenta,varía lafuerzade cierre. Carrerade apertura/cierre Menoscarreracuando el Novaría, siestádentro delrango espesordelmoldeesmayor. permisibledelespesordelmolde. Clasificaciónporelequipodecierredelmolde Presióndirecta1 1) Fuerzadecierredelmolde Fc = A 䡔 PH Delabomba Fuerzahidráulica PH Superficiequerecibe lapresióndelpistón A Fuerzadelcierre delmolde Fc Regresaaltanque NISSEI Escuela Texto 28 29 A-139 Clasificaciónporelequipodecierredelmolde Presióndirecta2 Clasificaciónporelequipodecierredelmolde Presióndirecta3 1) Seconectalaplatinamóvildirectamentealpistónparaelcierredelmolde queestáenlaunidadhidráulicaparaelcierreyaperturadelmolde yse aprietaelmoldeconlapresiónhidráulicadelpistónparaelcierredelmolde. 1) Fuerzadecierredelmolde Pistónparael cierredelmolde Barrade acoplamiento Fc Ӎ P䡉 x A 䡔 1.25 㻸㼡㼦 Rayodeluzparaleloala direccióndecirerredel moldedelproducto 㽌㼞㼑㼍 㼜㼞㼛㼥㼑㼏㼠㼍㼐㼍 Platinamóvil Platinafija Unidadhidráulica paraelcierredel molde Platinamóvil Fc A Pm Platinafija 30 NISSEI Escuela Texto 31 Clasificaciónporelequipodecierredelmolde Presióndirecta4 Clasificaciónporelequipodecierredelmolde Presióndirecta5 MecanismodecierredelmoldetipoBoosterram 1) Sesuministraelaceiteeneláreaenpequeñascantidadesyserealizaelcierre delmoldedealtavelocidad. 2) Seabre laválvula deprefillysesucciona elaceite hacia dentro delcilíndro. 3) Justoantesdeque secierre elmolde,secierra laválvula deprefill.Se suministra elaceite yserealiza elcierre dealta presión. 4) Tiene como objetivo realizar elcierre delmolde aalta velocidad,utilizando una bomba dealta presión concapacidad pequeña. Pistónparaelcierredelmolde Cierre del molde Pitóndecierredelmolde Unidadhidráulicapara elcierredelmolde Platinafija Cierredel molde Aperturay cierredel molde Platinamóvil Succión NISSEI Escuela Texto 32 33 A-140 Clasificaciónporelequipodecierredelmolde Presióndirecta6 Clasificaciónporelequipodecierredelmolde Presióndirecta7 1) Seaprietaelmoldeconuncilíndrodediámetropequeño(movimientorápido). 2) Debido alapresión negativa elaceite es succionado. 3) Después decerrar elmolde,seenvía elaceite alcilíndro dediámetro grande (se generauna fuerza grande). 4) Eltanque deaceite seencuentra enlapartesuperior. Cilíndrodeldiámetro Tanque pequeño hidráulico 1)Movimiento rápidoэCilíndrodediámetropequeño/ combinado Cierre del molde IN Apertura delmolde OUT OUT IN Flujodel aceite NISSEI Escuela Texto Flujodelaceitecuandoseaprieta elmoldeconaltapresión. Altapresión 34 Altapresión NISSEI Escuela Texto 35 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónÉmbolo1 ClasificaciónporelequipodecierredelmoldeOtros1 Tipocombinadodepresióndirecta yToggle 1) Tiene una estructura en que secombinan elmecanismo deToggle yelcilindro hidráulicodepresióndirecta.Para abrirycerrarelmoldeseutilizaelmecanismode Toggle y paracerrarlopormediodelcilíndrohidráulico. Lasfuncionesrequeridasparaelmecanismodeinyecciónson: 1. Mezclaryfundirelmaterialplásticoaunatemperaturaapta paraelmoldeo.эFuncióndefundir 2. Vaciarelmaterialplásticofundidoalmolde. эFuncióndevaciar 3. Dosificar lacantidad necesaria paraelsiguiente disparo. эFuncióndedosificar Existenlossiguientestiposdeequipo: 4. Tipoémbolo 5. Tipohusillosenlínea 6. Tipopreplastificado Sinembargo,actualmenteenlagranmayoríaseusaeltipode husillosenlíneayparcialmenteseusaeltipopreplastificado. 36 37 A-141 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónÉmbolo2 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónÉmbolo3 1)Elmaterialdemoldeocaeenlatolvaysedosificalacantidaddeterminada delmaterialconlaaccióndelequipodedosificaciónconectadoconel movimientodelémbolodeinyección. 2) Elémbolodeinyecciónenvíaelmaterialsuministradoalcilíndrocalentador paracalentaryplastificarloenunespacioestrechoformadoporla superficieinteriordelcilindroytorpedo. 3) Esunmecanismodeinyecciónquerealizalos3procesosdeladosificación䞉 plastificación䞉inyecciónporelmovimientodedosdireccionesdelémbolo. Medidor Torpedo Pistóndeinyección NISSEI Escuela Texto Tolva Cilindrode inyección Cilindrodeinyección Boquilla Torpedo 1)Modificaciónalémbolo1 2)Sedividenlasfuncionesdefundicióneinyeccióndelaresina. 3)Sedosificaelmaterialconlacarreradelémbolodeinyección. Émbolode inyección Tolva Cilindro calentador Émbolotipopreplastificado Émbolode inyección 38 boquilla Válvularotatoriapara apertura/cierre NISSEI Escuela Texto Émbolode inyección 39 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónPreplastificado 2 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónPreplastificado 1 Preplastificadoconhusillo 1) Modificaciónalpreplastificadodeémbolo 2) Cuentaconelmecanismodeplastificaciónyotrodeinyeccióndemanera separada.Laresinaplastificadaenelcilindrodehusilloseacumulaenla parteextremadelcilindrodeinyecciónyelémbulorealizalainyección. (Primeraentradayúltimasalida) Husillode plastificación Cilindrode plastificación Válvulade retención • Característicasdelapreplastificacióndehusillo 1) Estabilidaddelafundiciónderesina • Graciasaquesegiraelhusilloenestadofijo,laresinasuministradaporla tolvarecibeelcalorconstanteysucondicióndefundiciónesmuyestable. 2) Estabilidaddeladensidadderesinadosificada • Elhusillofijodeplastificaciónexplusalaresinaconunafuerzaconstanteyla mismaresinaempujaelémbolodeinyección.Porserunadosificacióndela densidadestablerealizadaúnicamenteporlafuerzamecánica,la dosificaciónnosequedaafectadaporlacondicióndelaresina. 3)Estabilidaddelacantidadrealdeinyecciónenelprocesodeinyección • Conelsistemadelapreplastificacióndehusilloquenocuentaconel válvuladecheck(checkring),seaseguralacantidadconstantedeinyección desdeeliniciodeinyecciónyevitadisparoscortosenunmoldeoenqueno sepermitecompletarelmaterialconlapresióndesostenimientoporsu rápidosellodecompuerta. Motor hidráulico Sensordepresión Cilindrode inyección Émbolode inyección Cilindrohidráulicode inyección SodickPlustech SodickPlustech 41 40 A-142 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónHusillosenlínea1 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónHusillosenlínea2 1) Esunmétodoenqueelhusilloplastificaelmaterialyal mismotiempoinyectaelmaterialalavanzar.Actualmente, lamayoríadelasmáquinasdeinyecciónesestetipode husillosenlínea. 1) Juegode3piezas:Piezasdepuntadelhusillo (Anticontraflujo) (PrimeraentradaPrimerasalida) Cilíndro calentador Husillo Pistónde inyección Motorparala rotacióndelhusilo 䐟 䐠 䐡 䐢 䐟 Torpedo 䐠 Válvulacheck (checkring) 䐡 Anillo de asentamiento 䐢 Husillo Plastificaciónydosificación: Retrocedegirándose. Secierraelespacioentrelaválvulade anilloyanillodeasentamiento Inyección (Avanzaelhusillo): Nosegiraelhusillo. NISSEI Escuela Texto 42 NISSEI Escuela Texto 43 ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónHusillosenlínea3 Repaso ClasificaciónporelmecanismodeinyecciónHusillosenlínea4 Diseñodevarioshusillos 䠨/D 䠰2/T1 Husilloestándar SB<Spiralbarrier,subflight>husillo TipoMADDOCK 䠨 ( 䠟 ) ( 䠞 ) ( A 䠰1 䠠 ) Dulmadgedoble Conlospines 䠰2 Dulmadge Longitudefectiva delhusillo Diámetrodelhusillo Tasadecompresión NISSEI Escuela Texto 44 45 A-143 Clasificaciónporlaestructura Horizontal1 Clasificaciónporlaestructura Vertical1 1. Elequipodeinyecciónyeldecierredelmoldeestáncolocadosenlínea. 2. Sepuedecaerelproductomoldeadoporgravedadytambiénsepuedehacer laautomatizaciónconlamáquinadeextracción.Lamayoríaeseltipo horizontal. Equipodecierre delmolde Equipode inyección 1. Esunamáquinaquecuandoabrey cierraelmoldeseaccionade maneravertical. 2.Eltrabajodeinserciónessensilloy esestable. 3. Aptoparamoldeararoslargo. 4.Pocoespacioparainstalacióndela máquina Equipode inyección Equipode aprietedel molde NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 46 47 Clasificaciónporlaestructura Otros1 1) Máquinadeinyeccióndedoscolores 2) Máquinadeinyeccióndecoloresmezclados Moldeodeun material Mismo color/Diferentes colores Moldeodediferentes materiales Aprovechala compatibilidad. NISSEI Escuela Texto 48 A-144 MóduloM33 Índice M3 Máquinasdemoldeodeplástico porinyección 䠩33 Estructuraypartesdelamáquina deinyección Junio/2011 1 Nombre de los componentes de la máquina de inyección 1~6 P3~P8 2 Especificaciones de la máquina de inyección 1~16 P9~P24 3 Sistema de tracción de la máquina de inyección 1~10 P25~P34 4 Unidad de cierre del molde 1~16 P35~P50 5 Unidad de inyección y plastificación 1~28 P51~P78 6 Equipo y dispositivo de desplazamiento de la unidad de 1~4 inyección y plastificación P79~P82 7 Unidad de eyección P83~P92 1~10 8 1 2 A-145 1. Nombre de los componentes de la máquina de inyección (FNX80) -1 Unidad de cierre del molde Unidad de control 1. Nombre de los componentes de la máquina de inyección (FNX80) -2 Tolva Polipasto Unidad de inyección y plastificación Tolva Unidad de cierre del molde Caja de herramientas Unidad de eyección Espacio para caída libre de las piezas moldeadas NISSEI Escuela Texto Unidad de energía Piezas moldeadas Cortacircuitos eléctricos 3 NISSEI Escuela Texto Mesa de trabajo Depósito de materiales para reciclar Base 4 1. Nombre de los componentes de la máquina de inyección (FNX80) -3 Tanque superior de aceite Pistón de cierre del molde Platina móvil 1. Nombre de los componentes de la máquina de inyección (FNX80) -4 Sensor de posición del molde Unidad de inyección Placa portamolde con su cubierta desmontada Calefacción del cilindro calentador Punto de montaje de la tolva Pistón de inyección Platina fija Cilindro de cierre Estructura de la bancada Cilindro de avance rápido Unidad de eyección Barra de acoplamiento NISSEI Escuela Texto Cilindro para el desplazamiento de la unidad de inyección 5 NISSEI Escuela Texto 6 A-146 1. Nombre de los componentes de la máquina de inyección (FNX80) -6 1. Nombre de los componentes de la máquina de inyección (FNX80) -5 Lado de operación: Interior de la bancada Lado opuesto de operación: Bomba, Servomotor, Tanque de aceite Caja de energía, Unidad de control Bomba Caja de energía Unidad de control Servomotor NISSEI Escuela Texto 7 NISSEI Escuela Texto Tanque de aceite 8 2. Especificaciones de la máquina de inyección-1 䐟 Fuerza de cierre del molde KN 792 䐠 Carrera de cierre del molde mm 470 䐡 Espesor mínimo de molde utilizable mm 200 䐢 Distancia de apertura máxima del molde mm 670 䐣 Distancia entre barras de acoplamiento (HxV) mm 420x420 䐤 Dimensiones de portamolde (HxV) mm 580x580 䐥 Dimensiones mínimas de molde (HxV) mm 270x270 䐦 Diámetro de anillo centrador mm 100 䐧 Carrera de botador mm 75 䐨 Distancia saliente de boquilla mm 30 䐩 Dimensiones de la máquina (LxWxH) mm 4.16x1.10x1.73 䐪 Dimensiones del piso (LxWxH) mm 3.88x0.84 (1MPa = 10,2 kg/cm2, 2. Especificaciones de la máquina de inyección -2 䐟 Fuerza de cierre del molde792 KN 䠄䠆 Fuerza de cierre del molde Fc = A x PH Desde la bomba Tonf䠅 Cilindro de cierre del molde Pistón de cierre del molde Presión hidráulica PH FC PH Área receptora de presión del pistón A 䐟 Fuerza de cierre del molde Fc Retorno al tanque 1KN = 0.102 Tonf) NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 9 10 A-147 2. Especificaciones de la máquina de inyección -4 2. Especificaciones de la máquina de inyección -3 䐠.Carrera de cierre del molde 470mm Carrera máxima del pistón 䐡.Espesor mínimo del molde 200mm Espesor mínimo del molde utilizable 䐢.Distancia de apertura máxima del molde 670mm Distancia de apertura máxima 䐣 Distancia entre barras de acoplamiento (HxV) 420x420mm Dimensiones interiores entre las barras 䐤 Dimensiones de portamolde (HxV) 580x580mm Dimensiones máximas de la placa 䐥 Dimensiones mínimas del molde (HxV) 270x270mm Dimensiones mínimas del molde bajo la fuerza de cierre máxima 䐦 Diámetro de anillo centralizador 100mm Dimensiones del anillo centralizador Platina fija Platina móvil 䐥 Dimensiones mínimas del molde (HxV) Barra botadora Posición de montaje Profundidad (3 accesorios) Barra de acoplamiento 䐦 Diámetro de anillo centrador 䐠 Carrera de cierre del molde 䐢 Distancia de apertura máxima del molde NISSEI Escuela Texto 䐡 Espesor mínimo del molde 䐤 Dimensiones de portamolde (HxV) 11 NISSEI Escuela Texto 䐣 Distancia entre barras de acoplamiento (HxV) 12 2. Especificaciones de la máquina de inyección -4 2. Especificaciones de la máquina de inyección -5 䐧 Carrera de botador 䐨 Distancia saliente de boquilla Eje de barra de acoplamiento Platina móvil 䐣 Distancia entre barras de acoplamiento (HxV) 75mm 30mm Carrera máxima Distancia saliente máxima 䐨 Distancia saliente de boquilla Platina fija Barra botadora Barra botadora Tornillo M16 Profundidad 䐧 Carrera de botador 䐦 Diámetro de anillo centrador 䐤 Dimensiones de portamolde (HxV) Espesor mínimo de molde Carrera de cierre Distancia de apertura máxima de molde Platina móvil Platina fija NISSEI Escuela Texto 13 NISSEI Escuela Texto 14 A-148 䐨 Distancia saliente de boquilla : 30mm Dimensiones del calentador del punto de boquilla: Se utilizan para el diseño del molde. 䐩 Dimensionesdelamáquina(LxWxH) 4.16x1.10x1.73m 䐪 Dimensionesdelpiso(LxWxH) 3.88x0.84m 1.73 1.10 (Diámetro mínimo recomendable del molde) 4.16 Salida para caída libre de las piezas moldeadas NISSEI Escuela Texto 䐨 Distancia saliente de boquilla (Diámetro exterior de boquilla) 2. Especificaciones de la máquina de inyección -8 (Diámetro más exterior de banda calefactora) 2. Especificaciones de la máquina de inyección -7 Área: Distancia saliente de boquilla NISSEI Escuela Texto 15 16 2. Especificaciones de la máquina de inyección -9 2. Especificaciones de la máquina de inyección -10 䐫 Diámetro de husillo mm 32 䐬 Volumen de inyección cm3 90 䐫 Diámetro de husillo 䐬 Volumen de inyección 䐭 Capacidad de plastificación (PS) Kg/h 40 䐭 Capacidad de plastificación (PS) 40Kg/h 䐮 Presión de inyección MPa 187 䐯 Rendimiento de inyección cm3/sec 241 䐰 Velocidad de inyección mm/sec 300 䐱 Revoluciones del husillo rpm 0䡚310 䐲 Capacidad de la tolva (opcional) L 25 (21) Potencia de motor para la bomba hidráulica KW 15 (22) Potencia de calefacción de cilindro calentador KW 9.26 䐬 Volumen de inyección (23䠅 Cantidad de aceite hidráulico L 200 䐭 Capacidad de plastificación (24) Peso de la máquina Tonf 3.8 NISSEI Escuela Texto (1MPa = 10,2 kg/cm2, 1KN = 0.102Tonf) 32mm 3 90cm /shot Volumen máximo de inyección Cilindro calentador Husillo Capacidad por hora Pistón de inyección Motor hidráulico para rotación 䐫 Diámetro de husillo NISSEI Escuela Texto 17 18 A-149 2. Especificaciones de la máquina de inyección -11 䐮 Presión de inyección 䐯 Rendimiento de inyección 䐰 Velocidad de inyección Cilindro calentador 187MPa 3 241cm /sec 300mm/sec Husillo Husillo en línea: componentes observados en el corte del husillo Valor máximo Valor máximo Valor máximo Pistón de inyección 2. Especificaciones de la máquina de inyección -12 Motor hidráulico para rotación Cabeza del cilindro calentador Boquilla 䐮 Presión de inyección 䐯Rendimiento de inyección Torpedo Válvula antirretorno Cilindro calentador V Husillo 䐰 Velocidad de inyección Tornillo NISSEI Escuela Texto 19 NISSEI Escuela Texto 20 2. Especificaciones de la máquina de inyección -13 Husillo Pistón de inyección Anillo de soporte de husillo Eje estriado para rotación 2. Especificaciones de la máquina de inyección -14 䐮 Presión de inyección 䐯 Rendimiento de inyección 䐰 Velocidad de inyección 䐱 Revoluciones del husillo 䐲 Capacidad de la tolva (opcional) Motor hidráulico para rotación 187MPa 3 241cm /sec 300mm/sec 0䡚310rpm 25L Valor máximo Valor máximo Valor máximo 䐲 Capacidad de la tolva 䐮 Presión de inyección 䐯 Rendimiento de inyección Motor hidráulico para rotación 䐰 Velocidad de inyección 䐱 Rotación del husillo NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 21 22 A-150 2. Especificaciones de la máquina de inyección -15 (22) Energía eléctrica de calefacción de cilindro calentador (22) Calefacción de cilindro calentador Pistón de inyección (21) Potencia de motor para la bomba hidráulica (Servomotor) 15kw (23) Cantidad de aceite hidráulico 200L (Tanque superior, Tanque inferior y otros) 9.26KW (23) Tanque superior (41L) (22) Calefacción de cilindro calentador Resina fundida 2. Especificaciones de la máquina de inyección -16 Motor hidráulico para rotación (21) Servomotor (23) Tanque inferior (130L) Husillo NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 23 Bomba 24 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -1 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -2 Comparación de la capacidad del motor entre el sistema hidráulico y el eléctrico Ejemplo de comparación en la máquina de inyección 792KN Clasificación 1 Sistema hidráulico 2 Sistema eléctrico 3 Sistema híbrido Sistema híbrido Motor 䚽 Sistema hidráulico KW (Descarga variable) Bomba Servomotor hidráulica Inyección Descarga constante Descarga variable 䚽 䚽 䚽 䚽 䚽 䚽 䚽 Combinación de sistema hidráulico y eléctrico Sistema hidráulico KW (Híbrido) 25 Rotación del husillo 6.5 Apertura y cierre del molde 6.5 Eyector Servomotor Sistema eléctrico KW 2 Ajuste del espesor de molde 0.2 Desplazamiento de la unidad de inyección 0.2 Motor principal 15 Consumo de energía eléctrica 1 NISSEI Escuela Texto 25 15 (0.65) (0.67) 䠆La comparación del consumo de energía eléctrica se sujeta a los valores de referencia. (Variable según las condiciones de inyección) 26 A-151 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -3 Sistema hidráulico Facilita generar fuerza más grande. (Cierre del molde mediante la presión directa) Fácil de realizar el mantenimiento, Vida útil larga, Sistema de presión directa, Sistema de rodilla (toggle) Sistema eléctrico Inyección de alta velocidad, Alta capacidad de respuesta, Ahorro de energía Excelente reproducibilidad, Menos ruido de operación Se utiliza en su mayoría el sistema de rodilla. 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -4 Sistema hidráulico Conocimiento básico de la presión hidráulica 䡚 Principio de Pascal Un fluido contenido en un recipiente cerrado, independientemente de la forma del recipiente, transmite la presión por unidad de área aplicada en alguno de sus puntos a todas otras partes del fluido con igual intensidad. Un mecanismo hidráulico puede generar una fuerza grande. Suponiendo que la fuerza F se represente como 10N y A2/A1 sea 10, la fuerza que se genera sobre A2 será de 100N. En el mecanismo hidráulico real, el área donde se aplica la fuerza F corresponde a una bomba y el área mayor A2 a un cilindro de cierre del molde o cilindro de inyección. Área de la sección transversal Fuerza F Masa V Sistema híbrido (Según los fabricantes de máquinas de inyección, varían mucho las funciones aplicadas.) La bomba funciona mediante el servomotor. Se utiliza la presión hidráulica en el proceso de generación de la fuerza de cierre. En la unidad de inyección se utiliza el sistema eléctrico. Se combinan la unidad de cierre hidráulica y la unidad de inyección eléctrica. Se combina la apertura y cierre del molde mediante el servomotor y el cierre del molde mediante el sistema hidráulico de alta presión. Unidad de cierre del molde híbrida (con varios servomotores para la apertura y cierre del molde) Presión P En cualquier parte interior del recipiente, actúa la fuerza 1N por cm2. Fuerza = Área x Presión F䠙A1䡔P NISSEI Escuela Texto 27 28 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -5 Sistema hidráulico En caso del pistón de un émbolo, si el volumen de descarga de la bomba es constante, es diferente la velocidad entre el avance y el retorno. Generalmente se utiliza el control “meter-in” (se controla la cantidad de aceite en el lado entrante) y se integra una válvula reguladora de velocidad en cada uno de sus circuitos. Activando la bomba hidráulica por medio del equipo eléctrico (motor), se genera la presión hidráulica, la cual acciona el cilindro. Esto a su vez acciona el mecanismo. Principalmente se utiliza el control “meter-in”. ֚ Retorno 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -6 Sistema hidráulico э Velocidad de avance 䠘 ֚ Velocidad de retorno э Avance Pistón de un émbolo Cilindro Válvula reguladora de velocidad э Avance ֚ Retorno Válvula selectora electromagnética Motor Bomba Descarga constante Descarga variable Tanque de aceite NISSEI Escuela Texto 29 NISSEI Escuela Texto 30 A-152 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -7 Sistema hidráulico 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -8 Sistema eléctrico En caso del pistón de doble émbolo del mismo diámetro, la cantidad de flujo será igual entre el lado entrante y el saliente, lo cual permite igualar la velocidad de desplazamiento. Esto permite obtener la mejor precisión en cuanto a la posición del paro (absorción de la energía inercial del pistón). Puntos donde se utilizan servomotores (cierre del molde mediante el sistema de rodilla): 4 servomotores y 2 motores (Unidad de cierre) ֚ Retorno Para la apertura y cierre del molde э Avance Ajuste de espesor del molde NISSEI Escuela Texto Para la rotación del husillo Para la eyección Pistón de doble émbolo 31 NISSEI Escuela Texto (Unidad de inyección) (Bancada de la máquina de inyección) (Vista superior de la máquina) Para la inyección Desplazamiento de la unidad de inyección 32 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -9 Sistema eléctrico El husillo se mueve mediante la rotación del tornillo de bola. 3. Sistema de fuerza impulsora de la máquina de inyección -10 Servomotor hidráulico En FNX80 (Híbrido), un servomotor activa su rotación cuando y cuanto se necesite. La cantidad de flujo es controlada mediante la velocidad de rotación y la presión es controlada por el torque. Híbrido hidráulico Se mueve la tuerca. (Desplazamiento del husillo.) Inyección Actuador z Imagen del sistema de bomba X Rotación del husillo Apertura y cierre del molde Eje de tornillo Bomba Servomotor Eyector Ajuste del espesor de molde Bola Tubo de retorno Hace rotar el tornillo. (Tornillo de bola) NISSEI Escuela Texto 33 Cantidad de flujo: Velocidad de rotación del servomotor Presión: Torque de servomotor Desplazamiento de la unidad de inyección Motor principal Servomotor 15 KW Especificaciones del motor Servomotor NISSEI Escuela Texto 34 A-153 4. Unidad de cierre del molde-2 4. Unidad de cierre del molde-1 Comparación de las características del sistema hidráulico directo y el sistema de rodilla (Teoría general) Sistema hidráulico directo Velocidad de apertura y cierre Sistema de rodilla Lenta Se necesita un freno. Controles de “meter-in” y “meter-out” Rápida Cambio del molde Fácil Hay un proceso para el ajuste de espesor del molde. Fuerza de cierre del molde Igual a la presión hidráulica establecida. Varía la fuerza de cierre del molde al subir la temperatura del molde. Carrera de apertura del molde Se reduce si aumenta el espesor del molde. Es amplio el alcance del espesor del molde utilizable. Es constante dentro del alcance permisible de espesor del molde. Se limita el rango del espesor del molde. Sistema hidráulico directo Se trata del sistema donde se acopla la platina móvil con el pistón de cierre del molde que se encuentra en la unidad de cierre. Se cierra y se aprieta el molde mediante la presión hidráulica aplicada en el pistón de cierre del molde. Pistón de cierre del molde Barra de acoplamiento Cilindro de cierre del molde Fija 35 NISSEI Escuela Texto Platina móvil Platina fija 36 4. Unidad de cierre del molde -4 4. Unidad de cierre del molde -3 Sistema hidráulico directo Pistón de cierre del molde Platina fija Dirección para extenderse las barras de acoplamiento Sistema hidráulico directo 1) Se cierra el molde mediante el cilindro de diámetro pequeño. (Se mueve con alta velocidad.) 2) Se ejerce la presión negativa y entra el aceite. 3) Después de cerrar el molde, se envía el aceite al cilindro de diámetro grande. (Se genera una fuerza grande.) 4) El tanque de aceite se encuentra en la parte superior. Proceso de cierre del molde Cilindro de diámetro pequeño Tanque hidráulico Cilindro de cierre del molde Flujo del aceite Proceso de apertura del molde NISSEI Escuela Texto Platina móvil 37 Flujo del aceite al cerrar el molde con alta presión NISSEI Escuela Texto 38 A-154 4. Unidad de cierre del molde -6 4. Unidad de cierre del molde -5 Sistema hidráulico directo, Híbrido Sistema hidráulico directo, Híbrido Al enviar el aceite hidráulico a dos pistones de avance rápido (IN), la platina móvil se mueve hacia el lado de la platina fija. En ese momento se abre la válvula de prellenado y el aceite hidráulico contenido en el tanque de aceite pasa al lado del cilindro de cierre del molde. Tanque de aceite Platina móvil Pistón de cierre del molde 䠥䠪 Al terminar el cierre del molde, se cierra la válvula de prellenado y se envía el aceite hidráulico al cilindro de cierre del molde (IN), y así se genera la fuerza de cierre. Fuerza de cierre Fc = A x PH Tanque de aceite Cilindro de cierre del molde Molde móvil Válvula de prellenado Molde móvil Molde fijo Válvula de prellenado Platina fija NISSEI Escuela Texto Pistón de avance rápido 䠥䠪 Molde fijo 39 NISSEI Escuela Texto 40 4. Unidad de cierre del molde -8 4. Unidad de cierre del molde -7 Velocidad y fuerza de avance rápido Presión hidráulica Cilindro 1) Es un mecanismo que convierte la energía de fluido que tiene la presión hidráulica en energía mecánica. 2) Representando la fuerza hidráulica como P [MPa] y el área efectiva receptora de presión como A [cm2], resulta: F = A䞉P 3) La velocidad de funcionamiento V [m/min] cambia en proporción con la cantidad de flujo del aceite Q [m/min] y en razón inversa al área efectiva receptora de presión A [cm2]. V = Q/A Área del cilindro (A) Fuerza (F) Velocidad (V) Grande Mayor Lenta Pequeño Menor Rápida Cilindro V э Al enviar el aceite hidráulico a dos pistones de avance rápido (IN), la platina móvil se mueve hacia el lado de la platina fija. F э 䐟 ¿Cuánto es la fuerza de avance rápido? э 䐠 ¿Cuánto es la velocidad de avance rápido? э Presión hidráulica máxima 17.1 MPa Volumen de descarga máxima 80 L/min (1MPa = 10,2 kg/cm2, 1KN = 0.102 Tonf) Dimensiones del pistón de avance rápido 䠥䠪 45 55 30 Válvula de prellenado NISSEI Escuela Texto 41 NISSEI Escuela Texto Pistón de avance rápido Platina móvil Platina fija 42 A-155 4. Unidad de cierre del molde -9 4. Unidad de cierre del molde-10 Fuerza de cierre del molde Diámetro del pistón de cierre del molde Al terminar el cierre del molde, se cierra la válvula de prellenado y se envía el aceite hidráulico al cilindro de cierre del molde (IN), y así se genera la fuerza de cierre. 䐟 ¿Cuánto es el diámetro del pistón de cierre del molde? э 䐠 ¿Cuánto es la velocidad de cierre del molde? э Presión hidráulica máxima 17.1 Mpa, Fuerza de cierre máxima 792 KN Volumen de descarga máxima 80 L/min (1MPa = 10,2 kg/cm2, 1KN = 0.102 Tonf) Fuerza de cierre 䠢䠿 Ӎ 䠬m x 䠝 x 1.25 Rayos de luz paralelos a la dirección del cierre del molde de la pieza moldeada. Luz Platina fija 䠢䠿 Platina móvil Área proyectada 䠝 Válvula de prellenado Cilindro de cierre del molde Platina móvil NISSEI Escuela Texto 䠬m 䠥䠪 Platina fija 43 NISSEI Escuela Texto 44 4. Unidad de cierre del molde -12 4. Unidad de cierre del mole -11 Fuerza de cierre del molde ¿Cuánto es el área proyectada que se puede moldear con la fuerza de cierre (Fc) de 80 toneladas? Forma del producto: Redonda o cuadrado regular; la presión de resina en molde (Pm) es de 450kg/cm2. Fc = ? 1. Se ejerce la presión de inyección (presión de resina) sobre el espacio de la pieza en el molde, generando la fuerza que intenta empujar y abrir el molde. Cuando se abre el molde (cara PL), se generará el escape de resina (rebaba). 2. Es necesario cerrar el molde con una fuerza que no sea inferior a la fuerza que resulte de multiplicar el área proyectada del producto por la presión de resina encerrada en el molde. Luz ˖ Área proyectada : Se refiere al área de la sombra que aparece al aplicar a la pieza moldeada los rayos de luz paralelos a la dirección del cierre del molde. D Área proyectada x PL Forma redonda 45 PL Cuadrado regular D䠙 Fuerza de cierre (Fc) Ӎ Presión de resina en molde (Pm) ǘ Área proyectada (A) 焇 1.25 NISSEI Escuela Texto Área proyectada X䠙 NISSEI Escuela Texto 46 A-156 4. Unidad de cierre del molde-13 Presión interna de la cavidad Dicen que es difícil determinar la presión interna de la cavidad mediante un cálculo y/o una medida, porque dicha presión varía según los tipos de materiales a inyectar, estructura y dimensiones de la unidad de cierre, forma de la cavidad, condiciones de inyección, etc. Como referencia, dicen que la presión de inyección se reducirá al de 30 a 50% dentro de la cavidad, como resultado de la pérdida de presión. Nombre de resina Temperatura de resina ºC Presión de inyección kg/cm2 Presión interna de la cavidad kg/cm2 PE 180䡚300 600䡚1400 230䡚320 PP 200䡚300 600䡚1400 220䡚320 PS 180䡚315 700䡚1700 260䡚320 PC 280䡚320 800䡚1500 270䡚300 ABS 200䡚280 700䡚1500 330䡚440 PA 230䡚300 800䡚1500 240䡚450 NISSEI Escuela Texto 4. Unidad de cierre del molde -14 Mecanismo de rodilla (doble rodilla) En el sistema de rodilla se obtiene la fuerza de cierre ampliando la fuerza generada por una fuente motriz como un cilindro hidráulico o un motor, mediante un mecanismo de articulación de rodilla (principio de apalancamiento). Dirección de extención de las barras de acoplamiento Proceso de cierre del molde Cilindro de cierre del molde Unidad de eyección Fija Proceso de apertura del molde 47 Platina móvil NISSEI Escuela Texto 48 4. Unidad de cierre del molde -15 4. Unidad de cierre del molde -16 Variación de la fuerza de cierre en el sistema de rodilla La fuerza de cierre del molde va en proporción con el grado de alargamiento del eje, y se genera la variación en la fuerza de cierre debido al cambio de temperatura de los componentes de la máquina. Variación de la fuerza de cierre en el sistema de rodilla Cambio de temperatura del molde y Variación de la fuerza de cierre. Corrección automática de la fuerza de cierre del molde. Cambio de temperatura Cambio de temperatura de los materiales de rodilla Temperatura del molde Temperatura (ºC) Cambio de temperatura del molde Temperatura ambiente Número de inyección Temperatura del molde/T amperatura ambientte Cambio de temperatura de la placa portamolde Establecer la fuerza de cierre en 400KN Sin corrección automática Fuerza de cierre (KN) Cambio de temperatura de la placa de cierre del molde Cambio de temperatura del eje Con corrección automática Número de inyección Grado de alargamiento del eje = Fuerza de cierre del molde NISSEI Escuela Texto 49 50 NISSEI Escuela Texto A-157 5. Unidad de inyección y plastificación -1 5. Unidad de inyección y plastificación -2 Émbolo 1) El material a moldear que se cae de la tolva se dosificará en la cantidad predeterminada, mediante el mecanismo de dosificación vinculado con el movimiento del émbolo de inyección. 2) El material alimentado se enviará mediante el émbolo de inyección al interior del cilindro calentador, y se calentará y se plastificará en el paso estrecho entre el interior del cilindro calentador y el torpedo. 3) Se trata de la unidad de inyección donde se realizan tres procesos: dosificación, plastificación e inyección del material a moldear, mediante el movimiento lineal alternativo del émbolo. Las funciones requeridas para la unidad de inyección son las siguientes: 1. Durante el mezclado y el amasado del material plástico, fundirlo a la temperatura adecuada para el moldeo. э Función de fundición. 2. Inyectar el material plástico fundido dentro del molde. э Función de inyección. 3. Dosificar la porción para el subsecuente disparo. э Función de dosificación. Los tipos de la unidad se clasifican en los siguientes: 4. Tipo émbolo 5. Tipo husillo en línea 6. Tipo pre-plastificación Sin embargo, hoy en día se utiliza mayormente el tipo husillo en línea, y parcialmente se utiliza también el tipo pre-plastificación (pre-plastificación con husillo). Tolva Cilindro calentador Dosificador Cilindro de inyección Boquilla Corredera de inyección Torpedo 51 NISSEI Escuela Texto Émbolo de inyección 52 5. Unidad de inyección y plastificación -3 5. Unidad de inyección y plastificación -4 Máquina de inyección manual y Máquina de inyección manual hidráulica con émbolo Máquina de inyección con el sistema de émbolo (horizontal): año 1957 Máquina de inyección con el sistema de émbolo (inclinado): año 1963 Máquina de inyección manual: año 1955 Máquina de inyección manual hidráulica con el sistema de émbolo: año 1957 NISSEI Escuela Texto 53 NISSEI Escuela Texto 54 A-158 5. Unidad de inyección y plastificación -6 5. Unidad de inyección y plastificación -5 Pre-plastificación Especificaciones de la pre-plastificación con husillo 1) Mejoramiento del sistema de pre-plastificación con émbolo 2) La unidad de plastificación y la unidad de inyección están separadas. La resina plastificada mediante el cilindro de husillo se acumula en la punta del cilindro de inyección y se inyectará mediante el émbolo de inyección. (Primeras entradas y últimas salidas) Especificaciones de la pre-plastificación con émbolo 1) Mejoramiento del émbolo 1. 2) Separación de la función de fundición de resina y la función de inyección. 3) Dosificación mediante la carrera del émbolo de inyección. Tolva Cilindro antirretorno Husillo de plastificación Émbolo de inyección Motor hidráulico Cilindro de plastificación Torpedo Cilindro de inyección Sensor de presión Émbolo de inyección Boquilla Válvula rotativa de cierre y apertura NISSEI Escuela Texto Émbolo de inyección Codificador Cilindro hidráulico de inyección Sodick Plustech 55 56 5. Unidad de inyección y plastificación -7 Pre-plastificación • Características de la pre-plastificación 1) Estabilidad del estado de fundición de la resina. • El husillo rota en su posición fija y la resina alimentada de la tolva siempre recibe la historia térmica constante, por lo que el estado de fundición de dicha resina es muy estable. 2) Estabilidad de la densidad de la resina medida. • El husillo fijo de plastificación extrude la resina con una fuerza constante y dicha resina empuja hacia abajo el émbolo de inyección. Por lo que se puede realizar la dosificación de la resina de densidad estable, ya que solamente se utiliza la fuerza mecánica que no se afecta mucho por el estado de la resina. 3) Estabilidad del volumen real de inyección en el proceso de inyección. • En el sistema de pre-plastificación que no tiene el anillo contra-flujo, se mantiene el volumen constante de inyección desde la etapa inicial de inyección, lo cual permite reducir la ocurrencia de falta de material en el moldeo en que no se puede complementar el material inyectado por medio de la presión sostenida debido al sellado rápido de la entrada de material. 5. Unidad de inyección y plastificación -8 Husillo en línea Especificaciones del husillo en línea (plastificación, dosificación e inyección): año 1963 Cilindro calentador Husillo Pistón de inyección Motor para rotación Sodick Plustech 57 NISSEI Escuela Texto 58 A-159 5. Unidad de inyección y plastificación -9 Husillo en línea 1) Es el sistema en que que se plastifica el material con el husillo y a la vez se realiza la inyección avanzando el husillo. Hoy en día la mayoría de las máquinas de inyección tiene esta estructura con el sistema de husillo en línea. 䠄Primeras entradas y primeras salidas) Cilindro calentador Husillo Pistón de inyección Motor para rotación del husillo 5. Unidad de inyección y plastificación -10 Husillo 1. En el sistema de husillo en línea se concentran en un husillo las funciones de plastificación, dosificación e inyección. 2. El husillo consiste en tres zonas de: alimentación, compresión y dosificación, empezando desde el lado de la tolva, y en la punta tiene integrada una válvula check para evitar posible contraflujo de la resina. (Plastificación) 3. Mediante la función de la válvula check, se evita el contraflujo de la resina y se inyecta al molde la resina fundida y contenida en la punta. (Inyección) Válvula check Zona de dosificación Zona de compresión Zona de alimentación L/D = 19~23 T2/T1 = ~3 Varía según los fabricantes. Longitud efectiva del husillo Dimensiones del husillo (Diámetro) Tasa de compresión NISSEI Escuela Texto 59 NISSEI Escuela Texto 60 5. Unidad de inyección y plastificación -11 Inyección 1. Después de terminar el cierre del molde, una vez más se cierra el molde a presión alta. Después de verificar el aumento de la presión (interruptor de presión), se hace el contacto de la boquilla y pasa al proceso de inyección. 2. La resina previamente dosificada llena al molde mediante el husillo y luego se aplica la presión de sostenimiento. 3. En la punta del husillo está integrada una válvula de contraflujo (válvula check) para evitar un posible contraflujo de la resina. 5. Unidad de inyección y plastificación -12 Inyección y avance Mediante el anillo de soporte de husillo, se acoplan el pistón de inyección y el husillo. Al avanzar el pistón de inyección mediante el sistema hidráulico (IN), el husillo también avanza inyectando la resina. Husillo Pistón de inyección Anillo de soporte de husillo Dirección de transporte de la resina FC Inicio de la inyección FC Terminación de la inyección IN Cilindro de inyección NISSEI Escuela Texto 61 NISSEI Escuela Texto 62 A-160 5. Unidad de inyección y plastificación -13 Inyección y retorno Al retroceder el pistón de inyección mediante el sistema hidráulico (IN), el husillo también retrocede. Durante el proceso de moldeo, el movimiento de retroceso del pistón de inyección se sujeta al movimiento de retrosucción (suck back). (El retrorceso del pistón durante la dosificación se hace mediante la presión de la resina en la dosificación.) 5. Unidad de inyección y plastificación -14 Presión de inyección Ejemplo de cálculo de la presión de inyección 1. Suponiendo que el diámetro del pistón de cilindro de inyección: 14.5cm, la fuerza hidráulica: PH=140kgf/cm2, y el diámetro del husillo: 36mm 2. Fuerza de inyección = x 14.52 x 140/4 3. La presión de inyección (P) es el valor que resulta de dividir la fuerza de inyección entre el área de la sección transversal del husillo. Presión de inyección (P) = ( x 14.52 x 140/4) / (x 3.62/4) = 14.52 x 140/3.62 = 2270kgf/cm2 ( 䠆 Mpa) 䠆 Existen el método de establecer la presión hidráulica y el de establecer la presión de inyección. Diámetro del pistón P: Presión de inyección kgf/cm2 IN PH: Presión hidráulica kgf/cm2 FC NISSEI Escuela Texto 63 Diámetro del husillo Fuerza de inyección 64 5. Unidad de inyección y plastificación -15 5. Unidad de inyección y plastificación -16 Velocidad de inyección Dosificación 1. Al iniciar la rotación del husillo, la resina se transporta mediante el husillo, se ablanda por la acción de corte y la calefacción y se envia al lado de la boquilla. 2. La resina se sujeta a la compresión de su volumen y a la vez se funde mezclada y amasada mediante la acción de corte y la calefacción, y la resina fundida y homogenizada se envia a la punta del husillo. 3. Mediante la resina fundida enviada a la punta del husillo, se aumenta la presión haciendo retroceder el husillo. 4. Al retroceder en la longitud equivalente a la carrera de dosificación, se terminan la plastificación y la dosificación y se para la rotación del husillo. Ejemplo de cálculo de la velocidad y la tasa de inyección 1. Velocidad (V) = Longitud (L) / Tiempo (t) 2. En caso de la máquina de inyección: Longitud (mm), Velocidad (mm/sec), Tiempo (sec) Cuando se mueve del punto ubicado a 30mm al punto 8mm en 1.1 segundos: V = 22/1.1 = 20mm/sec Q = Tasa de inyección: Volumen de la resina extruida en un segundo: cm3/sec Q = x D2 x V / (4 x 1000) En caso de que Q = 241cm3/sec y 32; V = Q x 4000 / x 322 = 300mm/sec Dirección de transporte de la resina D Dirección de retroceso del husillo Fuerza de cierre del molde Inicio de dosificación y rotación Fuerza de cierre del molde Terminación de dosificación y paro de rotación Q V Carerra de dosificación 65 66 A-161 5. Unidad de inyección y plastificación -17 Dosificación El motor hidráulico para rotación, haciendo rotar el eje estriado, luego el pistón de inyección y por último el husillo. Husillo Pistón de inyección Motor hidráulico para rotación 5. Unidad de inyección y plastificación -18 Dosificación Por la presión de la resina enviada a la punta del husillo tras la plastificación y la dosificación, se genera la fuerza que hace retroceder el husillo. (Al agotar el material alimentado, ya deja de enviarlo a la punta, entonces no aumenta la presión de la resina y no se genera la fuerza de retroceso. El husillo no retrocede.) Durante la dosificación, el husillo retrocede girando. Fuerza de retroceso Rotación del husillo Zona de alimentación del material Eje estriado Ajuste de contrapresión NISSEI Escuela Texto 67 NISSEI Escuela Texto 68 5. Unidad de inyección y plastificación -19 Plastificación 1. En el sistema de husillo en línea se concentran en un husillo las funciones de plastificación, dosificación e inyección. 2. El husillo consiste en tres zonas de: alimentación, compresión y dosificación, empezando desde el lado de la tolva, y en la punta tiene integrada una válvula check para evitar un posible contraflujo de la resina. 3. Mediante la función de la válvula check, se evita el contraflujo de la resina y se inyecta al molde la resina fundida que está contenida en la punta. Zona de compresión Zona de dosificación Válvula check L/D = 19~23 T2/T1 = ~3 Varía según los fabricantes. Zona de alimentación 5. Unidad de inyección y plastificación -20 Plastificación 1. Zona de alimentación: La resina que se cayó de la tolva se hace blanda mediante la acción de corte y la calefacción, y se envia a la zona de compresión. 2. Zona de compresión: La resina se sujeta a la compresión de su volumen y a la vez se funde mezclada y amasada mediante la acción de corte y la calefacción y se envia a la zona de dosificación. 3. Zona de dosificación: La resina fundida y enviada, es mezclada y amasada para homogenizar y es enviada a la punta del husillo. Calentador de la zona delantera Calentador de la zona intermedia Calentador de la zona trasera Cilindro calentador Longitud efectiva del husillo Diámetro del husillo (Diámetro) Dirección de transporte de la resina Tasa de compresión Diámetro del canal del husillo Cilindro Husillo Pistón de inyección Zona de dosificación Motor para rotación Zona de compresión Zona de alimentación NISSEI Escuela Texto 69 NISSEI Escuela Texto 70 A-162 5. Unidad de inyección y plastificación -21 (Se empuja afuera la resina fundida.) (Profundidad del canal) (Canal no profundo, regular) 5. Unidad de inyección y plastificación -22 Plastificación (Se caen los pellets de resina.) (Lado de la boquilla) Zona de dosificación Plastificación (Lado de la tolva) Zona de compresión Zona de alimentación (Canal no profundo Å profundo, ahusado) (Canal profundo, regular) Melt film Rotación Impregnación de la resina fundida Melt pool Solid bed Solid bed Melt film Melt pool Cilindro calentador Alimentación Husillo Zona de dosificación Zona de compresión Zona fundida (Meltpool) Zona de alimentación Boquilla Pellets no fundidos (Solid bed) NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 71 72 5. Unidad de inyección y plastificación -23 Cuando se coloca un pedazo de mantequilla sobre la plancha de hierro caliente, se empieza a derretir primero la parte que hace contacto con la plancha. (Melt film) Al mover la mantequilla con una espátula para plancha, la parte derretida se acumula al lado de la espátula y se mueve juntos. (Melt pool) Plastificación 5. Unidad de inyección y plastificación -24 Plastificación Condiciones de inyección y variación de la temperatura de la resina Mantequilla Plancha de hierro caliente Temperatura de la resina Variabilidad de la temperatura de la resina Velocidad de rotación del husillo Baja Melt film Contrapresión del husillo Alta Melt pool Temperatura del cilindro calentador Alta Espátula para plancha Mover la mantequilla NISSEI Escuela Texto Ciclo de inyección Corto NISSEI Escuela Texto 73 74 A-163 5. Unidad de inyección y plastificación -25 Plastificación [N1M1]̿No.401㹼410 220 Presiónᑕฟᅽຊ de inyección 210 10 20 30 40 Posición del husillo [mm] ࢫࢡࣜࣗ⨨ ⫼ᅽࡢᙳ㡪 Influencia de la contrapresión 50 18 s 9s Temperatura de la resina ᶞ⬡ ᗘ 60 40 20 0 Temperatura de la resina ᶞ⬡ ᗘ㹙Υ㹛 230 230 Presión deᑕฟᅽຊ㹙MPa㹛 inyección 21 MPa 14 MPa 7 MPa Presión de inyección ᑕฟᅽຊ㹙MPa㹛 Temperatura ᶞ⬡ ᗘ㹙Υ㹛 de la resina Temperatura de la resina ᶞ⬡ ᗘ 0 Componentes de la punta Componentes de la punta del husillo (para evitar posible contraflujo): Juego de tres piezas El anillo de retención se clasifica en dos tipos: rotación simultánea y rotación no simultánea. Se utiliza también un software que “hace rotar el husillo en la dirección inversa” para cerrar dinámicamente la válvula antirretorno. Condiciones de inyección y variabilidad de la temperatura de la resina [N1M1]̿No.81㹼90 5. Unidad de inyección y plastificación -26 220 Presiónᑕฟᅽຊ de inyección 210 0 10 20 30 40 50 60 40 20 0 Posición del husillo [mm] ࢫࢡࣜࣗ⨨ Plastificación y dosificación: Retrocede dando vueltas 䐟 䐠 䐡 䐢 ࢧࢡࣝ㛫ࡢᙳ㡪 Influencia del tiempo de ciclo 䐟Torpedo 䐠Anillo check 䐡 Anillo de asiento 䐢 Husillo Se cierra el espacio entre la válvula de anillo y el anillo de asiento. Inyección (Avance del husillo): No da vueltas. NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 75 76 5. Unidad de inyección y plastificación -27 Diseño del husillo 5. Unidad de inyección y plastificación -28 Repaso Se dispone de una variedad de diseños del husillo para elevar la capacidad de plastificación y la mezclabilidad. L/Dэ 䠰2/T1э Husillo estándar Husillo SB <Spiral barrier, Sub-flight> L Tipo MADDOCK 䠄 B 䠅 䠄 C 䠅 Dulmadge doble T1 Con espigas D 䠄 A 䠅 T2 Dulmadge Longitud efectiva del husillo Diámetro del husillo (Diámetro) Tasa de compresión NISSEI Escuela Texto 77 NISSEI Escuela Texto 78 A-164 6. Equipo y dispositivo de desplazamiento de la unidad de inyección y plastificación -2 6. Equipo y dispositivo de desplazamiento de la unidad de inyección y plastificación -1 El émbolo del pistón del cilindro de desplazamiento está fijado en la placa portamolde. El lado del cilindro está fijado en la unidad de inyección. Se muestra abajo el estado en que se envía el aceite hidráulico (IN) y la boquilla hace contacto. Se pueden seleccionar los movimientos: uno que mantiene el contacto de la boquilla durante las operaciones de inyección y otro que repite el avance y el retroceso en cada disparo. Se recomienda determinar y seleccionar uno, de acuerdo con el control de temperatura de la punta de la boquilla y el estado de deshilado (stringiness) de sprue. Placa portamolde Cilindro calentador Entrada del material Molde Husillo Boquilla Unidad de inyección IN NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 79 Cilindro de desplazamiento Base 80 6. Equipo y dispositivo de desplazamiento de la unidad de inyección y plastificación -3 6. Equipo y dispositivo de desplazamiento de la unidad de inyección y plastificación -4 Se muestra abajo el estado en que se envía el aceite hidráulico (IN) y que la boquilla deja de hacer contacto. ¿Cuánto es la fuerza máxima de contacto de la boquilla? Diámetro del pistón: Diámetro del émbolo: Presión máxima del circuito hidráulico: MPa Boquilla Molde IN NISSEI Escuela Texto IN Cilindro de desplazamiento NISSEI Escuela Texto 81 82 A-165 7. Unidad de eyección -2 7. Unidad de eyección -1 Se seleccionará las posiciones del émbolo de eyección (5 posiciones) a utilizar, de acuerdo con las especificaciones del molde. En las posiciones seleccionadas se atornillan las barras eyectoras. Profundidad Barra eyectora Posición de montaje (3 accesorios) 䐟 ¿Cuál es la fuerza de eyección (F)? 䐠 ¿Cuál84 es la velocidad de eyección (V)? Presión hidráulica (PH) 13.7MPa Volumen de descarga 60L/min Unidad de eyección V F Barra eyectora F = Profundidad 25 Carrera de la barra eyectora V= Platina móvil Émbolo de eyección: 5 posiciones NISSEI Escuela Texto 83 NISSEI Escuela Texto 84 7. Unidad de eyección -3 7. Unidad de eyección -4 El aceite hidráulico (IN) fue enviado y el pistón de eyección se encuentra en la posición de retroceso. (Molde abierto) El aceite hidráulico (IN) fue enviado y el pistón de eyección se encuentra en la posición de avance. (Eyección en movimiento) Placa de eyección Platina móvil Molde móvil Placa de eyección (Máquina de inyección) Molde móvil Barra eyectora Pistón de eyección Producto moldeado Producto moldeado Pistón de eyección Molde Barra eyectora IN IN Placa de eyección (Molde) Placa de eyección (Molde) Émbolo de eyección (máquina de inyección) NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 85 86 A-166 7. Unidad de eyección -5 Sistema mecánico de eyección Se utiliza este sistema para el molde que no tiene en el medio las posiciones del émbolo de eyección. Es una especificación especial de la máquina de inyección. La operación de ajuste es complicada. Se realiza el ajuste de acuerdo con la carrera de apertura del molde. Se muestra abajo el estado previo a la eyección. Es difícil repetir varias veces el movimiento de eyección. Barra de acoplamiento 7. Unidad de eyección -6 Se utiliza este sistema para el molde que no tiene en el medio las posiciones del émbolo de eyección. Es una specificación especial de la máquina de inyección. La operación de ajuste es complicada. Se realiza el ajuste de acuerdo con la carrera de apertura del molde. Se muestra abajo el estado del momento de la eyección. Sistema de cierre con una rodilla Producto moldeado Platina móvil Molde móvil Placa separadora Molde fijo Platina fija Producto moldeado Platina fija Pistón de cierre del molde Sistema mecánico de eyección Molde fijo Barra de acoplamiento Unidad de eyección Unidad de eyección Unidad de eyección NISSEI Escuela Texto Barra de acoplamiento NISSEI Escuela Texto 87 88 7. Unidad de eyección -7 7. Unidad de eyección -8 Uso de cilindro La unidad de eyección de la máquina inyectora tiene una carrera máxima determinada según sus especificaciones. En caso de que se requiera mover más que dicha carrera, se utilizará el cilindro. Se necesitará también el mecanismo de control. Se muestra abajo el estado previo a la eyección. Generalmente se utiliza el sistema hidráulico. Platina móvil Barra de acoplamiento Uso de cilindro La unidad de eyección de la máquina inyectora tiene una carrera máxima determinada según sus especificaciones. En caso de que se requiera mover más que dicha carrera, se utilizará el cilindro. Se necesitará también el mecanismo de control. Se muestra abajo el estado del momento de la eyección. Producto moldeado Platina móvil Placa desmoldeadora Producto moldeado Platina fija Pistón de cierre del molde Pistón de cierre del molde Platina fija Pistón de eyección Pistón de eyección Molde móvil Cilindro NISSEI Escuela Texto Cilindro Molde fijo NISSEI Escuela Texto 89 90 A-167 7. Unidad de eyección -9 Uso del movimiento de apertura del molde En caso de que no se pueda utilizar la eyección de la máquina inyectora o cuando se hace la eyección en el lado fijo, se realizará la eyección utilizando el movimiento de apertura del molde y el eslabón. Se muestra abajo el estado previo a la eyección. 7. Unidad de eyección -10 En caso de que no se pueda utilizar la eyección de la máquina inyectora o cuando se hace la eyección en el lado fijo, se realizará la eyección utilizando el movimiento de apertura del molde y el eslabón. Es difícil repetir varias veces la eyección. Se muestra abajo el estado del momento de la eyección. Platina móvil Platina móvil Uso del movimiento de apertura del molde Molde móvil Eslabón Eslabón Molde móvil Platina fija Producto moldeado Pistón de cierre del molde Platina fija Pistón de cierre del molde Pistón de eyección Pistón de eyección NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto 91 Placa de eyección Molde fijo 92 Pistón de cierre del molde Pistón de cierre del molde Pistón de cierre del molde Ajuste de espesor del molde (rodilla) 93 94 A-168 MóduloM34 䠩3 Máquinasdemoldeo deplásticoporinyección Índice 䠩34 Moldeoporsistemahidráulico ysusfunciones JDS 7,8/Nov/2011 Sistemademoldeohidráulicoysufunción 1 Conocimientosbásicosdelsistema hidráulico 1~4 P3~P6 2 Diagramadelsistemahidráulicoen máquinasdemoldeo 1~8 P7~P14 3 Funcióndecadaparteydiagramadel sistemahidráulico 1~10 P15~P24 4 Velocidadyfuerzadelcilindrohidráulico 1~4 1 P25~P28 Sistemademoldeohidráulicoysufunción 2 A-169 1.Conocimientosbásicosdelsistemahidráulico1 1.Conocimientosbásicosdelsistemahidráulico2 Fundamentosdelarutadelsistema hidráulico 1. Aceite䠄tanquedeaceite hidráulico䠅 4 2. Motor䠄eléctrico䠅 3. Bomba 7 4. Cilindro 5. Válvulaselectora 5 electromagnética 6. Válvulareguladoradepresión 7. Válvulareguladorade velocidad 6 Fundamentosdelsistemahidráulico ~ LeydePascal Lapresióndeunidadporáreaejercidadesdeunpuntoatravésdeunfluido confinadotransmitelamismafuerzahaciatodaslasdirecciones, independientementedelaformadelrecipiente. Losdispositivoshidráulicospuedenejercerunafuerzaenorme.SilafuerzaF es10NyA2/A1=10veces,lafuerzaejercidasobreA2es100N.Enun dispositivohidráulicoreal,lafuerzaFseejerceenlabombaylapartegrande A2sonloscilindrosdecierredelmoldeydeinyección. 1cm² de área del corte trasversal Fuerza(F) Volumen(V) Presión(P) Se ejerce una fuerza uniforme de 1N por cada 1cm² hacia cualquier lado dentro del recipiente. NISSEI Escuela Texto 2 Sistemademoldeohidráulicoysufunción 3 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 3 1 4 1.Conocimientosbásicosdelsistemahidráulico3 1.Conocimientosbásicosdelsistemahidráulico4 Informacióngeneraldelarutadelsistemahidráulicodela máquinainstalada 1 Cilindro de cierre Cilindro Informacióngeneraldelarutadelsistemahidráulicodela máquinainstalada 2 Motor de aceite Servomotor:Realizalasrotacionescuandosenecesitelasvecesquesea necesario. Cantidaddeflujo:Númeroderevolucionesdelservomotor. Presión:Torquedelservomotor. Hacia otros actuadores 5.Válvulaselectora electromagnética Cilindro Canal de la válvula selectora Sensor de presión Válvula selectora Bomba 3.Bomba (6.Válvulareguladora develocidad) (7.Válvulareguladora depresión) NISSEI Escuela Texto Servomotor Cilindro selector Válvulas Sistemademoldeohidráulicoysufunción 5 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 6 A-170 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina1 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina2 Diagramahidráulico Diagramahidráulico:Divisiónpormecanismos Cierredel molde Inyección Bombas Válvulasde puerta NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 7 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 8 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina3 Diagramahidráulicodelabomba 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina4 Diagramahidráulicodelaunidad deinyección 5 6 1 V1 Bomba 2 SYV Servomotor 3 V28 Coladordeaceite 4 V31 5 V510 9 8 Cilindrodeinyección 1 7 V42 Motordelaceite 8 V510 Interruptordepresión(P2) Respiraderoenlabocade suministrodeaceite 9 V28 Cilindrodedesplazamiento delaunidaddeinyección Sensordepresión (paracontroldelabomba) 10 V12 Válvulareguladorade presiónelectromagnética. Contrapresión 12 11 2 4 3 NISSEI Escuela Texto 7 6 Válvulaselectorade4vías 13 Válvulaselectora electromagnética 9 V66 11 Válvulaantirretornotipo piloto 12 14 Sistemademoldeohidráulicoysufunción V38 13 10 14 Válvulareductora NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 10 A-171 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina 5 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina6 Diagramahidráulicodelaunidadde cierredelmolde Diagramahidráulicodelaspuertas 25 15 Respiraderoenlabocade suministrodeaceite 16 Tanquesuperiordeaceite 15 16 17 18 19 20 24 21 17 V41 Grifoventilador 18 Cilindrodeavancerápido 26 19 Pistóndecierredelmolde dealtapresión 27 20 Cilindroeyector 21 Válvuladeprealimentación 22 V29 Interruptordepresión(P1) 23 V59 Válvulaantirretorno V44 25 Válvuladepuerta Válvulaselectorade4vías (apertura/cierredelmolde) V57 24 27 26 Válvulaantirretorno Válvulaselectora electromagnética 28 V55 Microseparador 29 V30 Enfriadordeaceite 22 28 29 23 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 11 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 12 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina8 2.Diagramadelsistemahidráulicodelamáquina7 Funcióndelaspartes Funcióndelaspartes 3 Coladordeaceite Filtro delaentradaparaabsorcióndeaceite.Mallade100. 4 Respiraderoenlabocade suministrodeaceite Respiraderosuperiordeltanque 28 Microseparador Imánparalaeliminacióndemetales.Seinstaladentrodeltanque deaceite. 29 Enfriador Paraenfriarelaceitehidráulico. 4 4 29 28 22 Válvulaantirretorno Flujodeunadirección 11 Válvulaantirretornotipo piloto Haceposibleelflujoopuestoalutilizarcanalestipopiloto. 14 Válvulareductora Seconfiguraunapartedelcanalconmenorpresiónquelapresióndelcanal principal.Eselcanaldeldispositivodeinyección. 22 28 3 11 14 3 14 Presióndelcanal principal: Aceite Aceite 17.6MPa 29 10.0MPa Aguade enfriamiento 22 NISSEI Escuela Texto Presióndel canal Sistemademoldeohidráulicoysufunción 13 NISSEI Escuela Texto 11 Sistemademoldeohidráulicoysufunción 14 A-172 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico2 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico1 Diagramahidráulicodelaspuertas Cuandoelmoldeestácerrado: Elcanalpilototienepasoylaválvulaselectora de4víasestáactivada,dejandofluiraceiteal canaldecierredelmolde. Haciaelcanalde cierredelmolde Válvulade puerta Diagramahidráulicodelaválvulareguladoradepresión electromagnética:V12regulacióndecontrapresión Duranteladosificación, laresinaplastificaday fundidaseenvíahaciala puntadelhusilloygenera lapresión,quehace retrocederelpistónde inyección. Laválvulareguladorade presiónelectromagnética V12controlaesapresión. V12 Palanca para la válvula de puerta Spool (botón de contacto) Válvula de puerta NISSEI Escuela Texto Cuandolapuertadeseguridadabreduranteel cierredelmolde: Seactivólaválvuladepuerta,estohacecerrarel canaldepiloto,dejandoenposiciónneutralla válvulaselectorade4vías. Herraje para empuje del botón de contacto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 15 Sistemademoldeohidráulicoysufunción 16 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico4 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico3 Funcióndelaválvulasolenoide1 Funcióndelaválvulasolenoide2 Válvulasolenoide Estructuradelaválvulasolenoide Cuandopasalaelectricidadadalsolenoide,elbotónde contactoesempujadohaciendoqueelflujodelcanalcambie. Cuandoseinterrumpelaelectrificación,elbotóndecontacto regresaporlafuerzadelresorte. Haydosespecificaciones:válvuladesolenoidedobleysencillo. Resorte Solenoide Manejo manual: dirección de manejo sin especificación Válvulade solenoidedoble resorte Válvulade solenoide sencillo NISSEI Escuela Texto solenoide Sistemademoldeohidráulicoysufunción Botónde contacto Núcleode hierromóvil 17 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 18 A-173 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico5 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico6 Funcióndelaválvulasolenoide4 Funcióndelaválvulasolenoide3 Movimientodelaválvulasolenoide:cilindrodeeyección Movimientoytiposdepasosenválvulasolenoide Neutral ParoP EstadoOFFdelsolenoide Tiposdepaso Bobinaasemagnetizay eleyectoravanza. Bobinabsemagnetizay eleyectorretrocede. a Haypasode electricidad: PA a b b Haypasode electricidad: PB b a Desdela bombaP Tarea1:¿PorquésenecesitaV37? NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 19 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 20 3. Funióndelaspartesydiagramahidráulico8 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico7 Funcióndelaválvulaselectorade4vías1 Funcióndelaválvulaselectorade4vías2 Válvulaselectorade4vías electrificado Losresortesestáninsertadosenambosextremosdelbotóndecontacto.El botóndecontactoestrasladadoporlapresiónpilotoquevienedeafuera.Cuando yanohaypresiónpiloto,elbotóndecontactoregresaasulugarporlafuerzadel resorte.Seutilizajuntoconlaválvulasolenoide. Resorte tren tren tren Canaldepresión piloto NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 21 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 22 A-174 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico9 3.Funcióndelaspartesydiagramahidráulico10 Accióndelaválvulasolenoideyválvulaselectorade4vías– 1 Avanceparalainyección EstadoOFFdelsolenoide Bobinaasemagnetizadayel pistóndeinyecciónavanza. a NISSEI Escuela Texto Accióndelaválvulasolenoideyválvulaselectorade4vías– 2 Rotacióndelhusillo EstadoOFFdelsolenoide a Sistemademoldeohidráulicoysufunción Bobina䠾 semagnetizay elhusillogira. b 23 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción b 24 4.Velocidadyfuerzadelcilindrohidráulico1 4.Velocidadyfuerzadelcilindrohidráulico2 Larelaciónentrelavelocidadylafuerzadelcilindrohidráulico2 Larelaciónentrelavelocidadyfuerzadelcilindrohidráulico1 Retroceso Avance Retroceso Fuerza Avance Velocidad Tiempo Carrera S Hay2manerasparagenerarunafuerzamayor;yasea aumentarpresiónoárea. Cuandoseaumentaeláreadelcilindro,lavelocidad bajaycuandosereduce,lavelocidadaumenta. NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción Diámetro interno del cilindro (cm) Diámetro del émbolo Presión hidráulico Cantidad de flujo Carrera 25 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 26 A-175 4.Velocidadyfuerzadelcilindrohidráulico3 4.Velocidadyfuerzadelcilindrohidráulico4 Canaldiferencial– 1 Canaldiferencial– 2 Sepuedeacelerarelavancedelpistón,aprovechandoladiferenciadelasáreasquehayen ambosladosdelcilindro.Esecanalsedenominacomocanaldiferencialyseutilizaparala aperturadelmoldeenaltavelocidad. Comosemuestraeneldibujo,sejuntaladescargadesdelabombaQ1juntoconladescarga deaceitequevienedelcilindrodelladodelémboloyentrahaciaelladodelacabezadel cilindro,aumentandolavelocidaddelpistón.Lacantidaddeaumentodevelocidadequivalea lavelocidaddeexpulsióndeláreadelémbolodelpistónporladescargadelabombaQ1. Velocidad (V) Velocidad de avance del pistón Descarga de la bomba Área del lado de la cabeza del pistón Área del lado del émbolo del pistón CuandolapresiónhidráulicaesP(kg/cm2),la fuerzapropulsoragenerada(kgf)es;F=PAP(Aa), F=Pa. Disminuyelafuerzaencomparaciónconelcanal normal,porloqueestecanalúnicamenteseusa paracargasbajas. Es el valor de descarga de la bomba dividido por el área del corte trasversal del émbolo. Tarea2:¿Enquézonaseutilizaelcanaldiferencial? NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 27 NISSEI Escuela Texto Sistemademoldeohidráulicoysufunción 28 MóduloM35 Índice 䠩3 Máquinasdemoldeodeplástico porinyección M35 Moldeoporsistemaeléctrico ysusfunciones 1 Conocimientos básicos delsistema eléctrico demoldeo 1~11 䠬3~䠬13 2 Especificaciones delamáquina inyectora eléctrica 1~8 䠬14~䠬21 3 Formadeoperarlamáquinainyectora eléctrica 1~11 䠬22~䠬32 14y24y25/SEP/2012 Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 1 Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 2 A-176 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 2 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 1 (RepasoparcialdelM32p20) (RepasoparcialdelM32P19) 1) Eselsistemaenquelafuerzamotrizdecadaparteprovienedelservomotorenlugardelsistema hidráulico.Laestructurabásicaescasilamismaqueladelamáquinadeinyecciónhidráulica. 2) Sepuedelistarlassiguientes características: 䐟 Engeneral,estesistemafuncionacon4omásmotoresindependientesquepermitenhacer: apertura/cierredelmolde,inyección,expulsión,dosificación.Estopermiterealizar paralelamentevariosprocesosdemoldeoyenconsecuenciasereduceelciclodemoldeo.(Por ejemplo,losproductosdeespesordelgadoquesetomamástiempodedosificaciónqueel tiempodeenfriamiento,etc.) 䐠 Elconsumodelaenergíaeléctricaesconsiderablementemenorcomparándoloconeldela máquinadeinyecciónhidráulica(tipoestándar).(Engeneral, 30%~45% menos.) 䐡 Elambiente delproceso demoldeo es limpio,ya que noutiliza aceite hidráulico yes conveniente para elmoldeo derecipientes para alimentos oproductos médicos. 䐢 Lagranmayoríadelosequiposdecierredelosmoldeesdetiporodillera. Q1 Lamáquina inyectora eléctrica tiene tantas ventajas como sehamencionado.Entonces,¿por qué losfabricantes deproductos moldeados enMéxiconoledan preferencia aesta máquina eléctrica sino alahidráulica ensu mayoría? Q2 Lamáquina híbrida puede tener diferentes combinaciones.¿Qué partes sonhidráulicas yotras eléctricas (oservomotores)? Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 3 1) Partesdondeseutilizaelservomotor(cierredelmoldeconrodillera) 4servomotoresy2motores ? ? ? Ajustedelespesor delmolde NISSEI Escuela Texto ? Trasladodela unidaddeinyección Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 4 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 4 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 3 (RepasoM32p22) 1) Comparacióndelacapacidaddelmotorentrelasmáquinaseléctricaehidráulica Ejemplodelacomparaciónentre80Ton䡂 y50Ton䡂 Eléctrica KW 80Tonf Hidráulica KW 80Tonf Eléctrica KW 50Tonf Inyección 25 15 Revoluciones delhusillo 6.5 3.5 Apertura/cierre delmolde 5.5 4.5 2 2 Eyección Ajustedelespesordelmolde 0.2 Trasladodelaunidaddeinyección 0.2 Motorprincipal 1) Elmovimiento dehusilloesrealizadoporlasrevolucionesdeltornillodebola. Setrasladalatuerca (Trasladodelhusillo) Ejedeltornillo 15 l Bola Tuerca Tuboderetorno Segiraeltornillo (Tornillodebola) NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 5 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 6 A-177 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 6 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 5 (RepasoM32 P28) 1) Secierracompletamenteelmoldeantesdequeseextiendatotalmentelarodillera. 1) Secierracompletamenteelmoldeantesdequeseextiendatotalmentelarodillera paraquejuntoconlabarradeacoplamiento(TieBar) terminedeextenderse. 2) Seaprietaelmoldeconlafuerzaelásticageneradaporelmovimientodelabarra deacoplamiento. Cierredel molde Todavíaeleslabónestáalgodoblado. Cierredelmolde Todavíaeleslabónestáalgodoblado. Eleslabónestáextendido enformalineal. Holguradelafuerza decierredelmolde Terminael cierredelmolde NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 7 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 8 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 8 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 7 1) Seajustalamáquinadetalmaneraquecuandolarodilleraquedeextendida totalmente,labarradeacoplamiento(TieBar)tambiénquedeelongada. 2) Seaprietaelmoldeconlafuerzaelásticageneradaporlaelongacióndelabarrade acoplamiento. Fuerzadecierreprogramada( 䠆䠆 Ton,KN) Eleslabóndeconexiónestá extendidoenformalineal. 1) Secierracompletamenteelmoldeantesdequeseextiendatotalmentelarodillera paraquejuntoconlabarradeacoplamiento(TieBar)terminedeelongarse. 2) Seaprietaelmoldeconlafuerzaelásticageneradaporlaelongacióndelabarrade acoplamiento. Medio camino para cerrar elmolde Terminó elcierre delmolde. NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones Cierre totaldelmolde (Fuerza decierre delmolde) Holguradelafuerza decierredelmolde Terminaelcierre delmolde NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 9 10 A-178 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 9 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 10 1) Eyección 1) Ajuste deespesor delmolde:¿Cómo seajusta? Servomotor Banda NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 11 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 12 1. Conocimientosbásicosdelsistemaeléctricodemoldeo– 11 2. Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 1 ¿Dóndeestáelservomotordeinyección? ¿Dóndeestáelservomotordeabrirycerrarelmolde? ¿Dóndeestánlosdispisitivosmecánicosdeseguridad? 䐟 Fuerza decierre delmolde KN 490 䐠 Carreradecierre delmolde mm 250 䐡 Espesor delmolde que seusa mm 170~360 䐢 Apertura máxima delmolde:distancia mm 610 䐣 Distancias entrelas barras deacoplamiento (H䡔V) mm 360x360 䐤 Dimensiones delas placas portamoldes (H䡔V) mm 505x505 䐥 Dimensiones mínimas delmolde (H䡔V) mm 255x255 䐦 Diámetrodelanillocentrador mm 100 䐧 Carreradeeyección mm 70 䐨 Distanciasalientedelaboquilla mm 30 䐩 Dimensiones delamáquina (LxWxH) m 3.52x1.05x1.60 䐪 Dimensiones delabase(LxWxH) m 3.09x0.72 (1MPa=10,2kg/cm2, 1KN=0.102Ton䡂) NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 13 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 14 A-179 2. Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 2 䐠 Carreradelcierredelmolde: 250mm 䐡 Espesordelmoldequeseusa: 170~360mm 䐢 Aperturamáximadelmolde: 610mm 2. Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 3 Carreramáxima Espesordelmoldefactibleparaseusado enlamáquina. Distanciamáximaquepuedeabrirelmolde. 䐣 Distanciasinteriorresentrelasbarrasdeacoplamiento(H䡔V):360x360mm 䐤 Dimensionesdelaplacaportamolde(H䡔V):505x505mm (Dimensionesmáximasdelaplaca) 䐥 Dimensionesmínimasdelmolde(H䡔V):255x255mm(Dimensionesdelmoldemás pequeñas quesepuedecerrarconlafuerzamáximadecierredelmolde) 䐦 Diámetrodelanillocentrador:100mm (Dimensionesdelanillocentrador) 䐦 Diámetrodelanillo centrador 䐥Dimensionesmínimas delmolde(HxV) Placamóvil 䐠 Carrerade cierredelmolde 䐡Espesordel moldequeseusa Placafija 䐤 Dimensionesdelaplaca portamolde(H䡔V 䐢Aperturamáximadelmolde NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 15 NISSEI Escuela Texto 䐣 Distanciasinterioresentrelas barrasdeacoplamiento(H䡔V) Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 16 2. Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 4 2. Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 5 䐧 Carreradeeyección:75mm (Carreramáxima) 䐨 Distanciadelapartesalientedelaboquilla: 30mm(Distanciamáx.quepuedesalirlaboquilla) Barrade acoplamiento 䐣 Distanciaentrelasbarras deacoplamiento(HxV) Perno eyector TornilloM16 䐧Carrerade eyección 䐦Diámetrodelanillo centrador 䐤Dimensionesdela placaportamolde(HXV) 䐨Distanciaquesale laboquilla Placamóvil Placamóvil NISSEI Escuela Texto Placafija Placafija Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 17 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 18 A-180 2. Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 6 2.Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 7 䐩 Dimensionesdelamáquina(LxWxH): 3.52x1.05x1.60m 䐪 Dimensionesdelabase(LxWxH): 3.09x0.72m 1.60 Ø36(Diámetroexteriordelaboquilla 1.05 Ø70(Diámetromínimorecomendabledelmolde 3.52 Ø58(Diámetromáx.exterior6H) 䐨 Distanciaquesalelaboquilla:30mmØ Dimensionesdelapuntadelaboquillaydelcalefactor:Seusanparadiseñarelmolde. Anchode2caras:24 䐨 Distanciaquesalelaboquilla 30(Distanciaquesalelaboquilla) NISSEI Escuela Texto NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 19 Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 20 2.Especificacionesdelamáquinainyectoraeléctrica– 8 䐫 Diámetro delhusillo 䐬 Volumen deinyección 䐭 Capacidad deplastificación (PS) Kg/h 23 䐮 Presióndeinyección MPa 196 䐯 Tasadeinyección cm3/sec 265 䐰 Velocidaddeinyección mm/sec 500 䐱 Revoluciones delhusillo rpm ~350 mm 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 1 26 Diferenciasenelpaneldecontrol 49 FNX80 NEX50 Capacidaddeplastificación:Volumenderesinaquesepuedeplastificarporunaunidadde tiempo LascondicionesyprocedimientoparacalcularelvalordePSsonsiguientes;latemperatura mínimadelaresinaes210Υ,hacer10purgasconcarreraal50%,pesarelvolumentotal delaresinapurgadaparadividirloentreeltiempodeduraciónenqueelhusillodaba vueltas. (Elcálculodelvalorarribamencionadonoincluyeeltiempodeinyección,porloquela capacidaddeplastificaciónnoesigualalacapacidaddeinyección.) Elhusillodelamáquinainyectoraavanzayretrocededemaneraintermitente.Encambio,el husillodelamáquinaextrusoragiraconstantemente,peronoavanzaniretrocede. L/D(Máquinainyectora< Extrusora) NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 21 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 22 A-181 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 2 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 3 Secuenciadeactivarlaenergíaeléctrica Diferenciasenlosinterruptoresdelpaneldecontrol Interruptor selectivo Interruptorde contacto Modode preparación Interruptorde calentadores ON/OFF Interruptorde arranque Parode emergencia OFF NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 23 NISSEI Escuela Texto Interruptor delmotor ON/OFF 䐠Interruptordel paneldecontrol ON/OFF Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 䐟Interruptorde energíaeléctricade lamáquina 24 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 5 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 4 Comparacióndelasprimerasventanasdespuésdeprenderelpaneldecontrol.Unminuto despuésdeprenderelpaneldecontrol,aparecelaprimeraventana.Nodebenapagarelpanel antesdequeaparezcaestaventana. NEX50 Primeraventana:aparecelaúltimaventana conqueterminólaoperaciónanterior. Paneldecontrol:Interruptoresdecontacto Manual Semiautomático Apertura/cierre delmolde FNX80 Primeraventana Automático Eyección Interruptordel paneldecontrol ON/OFF Motordelhusillo ON Parodeemergencia OFF NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 25 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 26 A-182 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 6 Ventanade“Preparación” 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 7 Montajedelmolde– 1 SeleccionarelmododePreparaciónCongurarByCAcvarelinterruptorde“Cambio deespesordelmolde”.(Abrirladistanciaentrelasplacasportamoldesnecesariaparamontar elmolde.) C:Espesor delmolde Oprimirelbotóndeventanade䐟 “Preparación”o䐠 eldemodode“Preparación” 䐟Ventana de Preparación Cambiodel espesordelmolde 䐠MododePreparación Ajuste automático delespesor del molde Interruptor de cambio delespesor delmolde B:Distanciaentrelas placasportamoldes C:Espesor delmolde B:Distancia entrelas placas portamoldes NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 27 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 28 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 9 Ventanasparaindicación 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 8 Montajedelmolde– 2 䐟 䐠 䐡 sonindicacionesgeneralesqueaparecenencadabotón.(䐡 estáenpantallaactual.) Configurar䐟Posicióndecambioaaltapresióny䐠 fuerzadecierredelmolde Acvarelinterruptorde“Ajusteautomácodelespesordelmolde”. 䐟 䐟 PREPARACION 䐠 䐡 䐠 ARCHIVOS 䐡 MANTENIMIENTO Interruptor deAjuste automático delespesor delmolde NISSEI Escuela Texto 䐟 Posición decambio aalta presión 䐠Fuerza decierre delmolde Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 29 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 30 A-183 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 11 Formadecambiarlaposicióndelasventanas 3. Formadeoperarlamáquinainyectora– 10 Ventanasdeindicación Aparecendosventanas.(Laventanasuperiortienesuinterruptorencolorblanco.) 䐟 䐠 Arriba: TEMP Abajo: INY䞉DOSIF 䐟 INY䞉DOSIF Ventanasuperior Oprimir “INY䞉 DOSIF” Arriba: INY䞉DOSIF Abajo: TEMP Oprimir “MOLDE” Arriba: MOLDE Abajo: TEMP 䐠 TEMP Ventanainferior NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 31 NISSEI Escuela Texto Sistema eléctrico demoldeo ysus funciones 32 MóduloM36 Índice 䠩3 Máquinasdemoldeodeplástico porinyección 䠩36 Sistemadecontrolysusfunciones 1 Operacióndelamáquinainyectora 1~2 P3~P4 2 Diagramadecircuitoseléctricosdepotencia delamáquinainyectora 1~21 P5~P25 3 Diagramadecircuitosdecontroldelainyectora 1~13 P26~P38 4 Movimientosbásicosdecontroldelainyectora 1~3 P39~P41 JDS Feb/2012 1 Sistemadecontrolysusfunciones 2 Sistemadecontrolysusfunciones A-184 1. Operacióndelamáquinainyectora2 1. Operacióndelamáquinainyectora1 1. Procedimientodearranquedelamáquinainyectora(repaso) 䐟 䐠 䐡 䐢 䐣 䐤 䐥 5 6 2 䐟 Encenderlaalimentacióneléctricadelamáquinainyectora. 䐠 Paneldecontrol:Activarelbotóndelaalimentacióneléctricadelcontrol.(Seenciendela luz). 䐡 Paneldecontrol:Encenderlaalimentacióneléctricadelmotor.(Seenciendelaluzdel motorderotación). 䐢 Paneldecontrol:Activarelbotóndelaalimentacióneléctricadeloscalefactores. 䐣 Enfriadordelagua:Activarelbotóndelaalimentacióneléctricadelcontrolydelmotor (Rotacióndelmotor),yabrirlallavedeagua. 䐤 Termocontroladordelmolde:Activarelbotóndelaalimentacióneléctricadelcontrolydel motor(Rotacióndelmotor),yabrirlallavedeagua. 䐥 Revisarfugasdeaceiteydeaguaalrededordelainyectoraydelmolde. 5 3 4 1. Procedimientodearranquedelamáquinainyectora(repaso) 6 2 3 1 4 1 䠓 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 3 TextodelaescueladeNISSEI 䠓 Sistemadecontrolysusfunciones 4 2. Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora1 A Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdepotencia)1/4 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora2 Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdepotencia)2/4 F Diagramadecableado delosterminalesde loscalefactores B Calefactoradelaboquilla Calefactoradelacabeza Calefactoradelazonafrontal C Calefactoradela zonadeenmedio Terminalesde loscalefactores Calefactoradelazonatrasera A.Eléctricadelcontrol Temp.deaceite Caídadematerial Zonatrasera Zonademedio Zonafrontal D A.eléctrica E Cabeza Parodeemergencia Boquilla Tarjetadecarrera G I A.Eléctricade operaciónApagada Alimentacióneléctricadelcontrol Unidaddeconectores A.Eléctricadel secuenciador Sistema Panel Unidaddeconectores A.eléctricadel secuenciador Resistor Desactivaropcionestalescomoseñales deentradaysalidacuandoabreelmolde Temp.delacaída dematerial A.eléctricadel asseñalesDe entradaysalida A.eléctricadelsecuenciador Temp.delazona trasera Temp.deaceite A.eléctr.delservo amplif. TextodelaescueladeNISSEI H Terminaldeconexión Compensaci óndela temp. Unidadde conectores(CNC) Nota: Losvaloresdentrode<> indicannúmerosen tarjetade temperatura(númerodecanales). : AsignarelInterruptor1(0~F)deTH1a1,apagar1 delinterruptor2yEncender2delinterruptor2. : ElrelédeR*sehacambiadoalaunidadde conector. 5 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI Temp.delazona demedio Temp.delazona frontal Temp.dela cabeza Temp.dela boquilla Unidaddeconectores 6 Sistemadecontrolysusfunciones A-185 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora3 Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdepotencia)3/4 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora4 Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdepotencia)4/4 Señaldeentrada Señaldesalida Señalcomún Amplificadordelmotorde labombaX 䠦 A.Eléctricaal sensordepresión Controladordeválvulaproporcional Pres.decierre Señalcomúnde entrada Salida Sensor de pres. Válvulade contrapresión Nodesmontarlabarra anexaenlaparte*. Señaldeentrada alcodificador Vel.derotaciónde husillo K Sensordelaválvulade contrapresión Sensorde Salida contra presión SensordepresiónV510 Presióndela bomba1 Salida Libre Presióndela bomba2 Servo Amplificador1 VálvuladecontrapresiónV12 VálvuladecontrapresiónV12 Pres. dela bomba L M N ACN1 Servo Amplificador2 Tarjetadeposicióndelasseñales deentradaysalidaanalógica Texto delaescuela deNISSEI Nota : Losnúmerosdentrode()indicannúmerosdepinde conectores. :Asignarelinterruptor1(0~9)a“0”. :Laparteͤ1seamarraenlaclavijadelatarjeta. :Separarloscableseléctricosdelacorrientealternaylos deladirecta. Sistemadecontrolysusfunciones ServomotordelabombaX 7 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 8 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora5 A Alimentacióneléctricade3fases Interruptor(NoFuseBreaker)dentrodelgabinetedelaalimentacióneléctrica Alimentacióneléctricaprincipal:220V60A B Cajadeenchufes Seutilizaparalaalimentacióneléctricadelosequiposperiféricos. Cuidarconelvoltaje,capacidadytipo. Símbolodeenchufe Símbolode interruptordecircuito Símbolodecorriente eléctricade3fases 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora6 B 2P 10A A Transformador 220э100䠲 3P 20A 2P 10A Gabinetedela alimentación eléctrica TextodelaescueladeNISSEI Seutilizaparalossensoresde presiónydetemperatura internasdelmolde: 100V 10A Seutilizapara eltermocontrolador delmolde:220V20A 9 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI 10 Sistemadecontrolysusfunciones A-186 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora7 C Transformador(Transformadordevoltaje):Cuidarconelvoltajeyalacapacidad. Interruptor(Interruptordecircuito)Interruptorsinfusible䞉Cuidar con la capacidad C Entrada 220V 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora8 D1 Paneldecontrol:Alimentacióneléctricadelcontrolbotóninterruptor D Símbolode botóninterruptor A.eléctricadelcontrol B Normalmentecerrado Símbolode transformador Unidaddeconectores 2P 10A A Normalmenteabierto Salida 100V 3A A.eléctricadelsecuenciador A.eléctrica delservoamplif Símbolode interruptorde circuito TextodelaescueladeNISSEI 2P 3A A.eléctricadelcontrol Sistemadecontrolysusfunciones 11 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 12 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora9 D2 Paneldecontrol:AlimentacióneléctricadelcontrolActivarelbotón interruptorActivarelcontactormagnético.ActivarelpuntodecontactoA, yenciendelaluz. D Solenoide magnético A.eléctrica delcontrol 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora10 D3 Paneldecontrol:AlimentacióneléctricadelcontrolActivarelbotón interruptor(Enciendelaluz). SeactivaelpuntodecontactoAypermaneceactivalaalimentacióneléctrica aunqueselibereelbotóninterruptor.(Circuitodeautoenclavamiento) D Unidaddeconectores A.eléctricadelcontrol Unidaddeconectores LadoA Normalmenteabierto 2 1 A.eléctricadelsecuenciador A.eléctrica delsecuenciador A.eléctrica delservoamplif. A.eléctrica delservoamplif. Alimentación eléctricadel control TextodelaescueladeNISSEI 13 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI 14 Sistemadecontrolysusfunciones A-187 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora11 E Alimentacióneléctricadelsecuenciadorybotóndeparodeemergencia CuandoseenergizaelsolenoideMC0,tienelugarelcontactoenAysealimenta launidaddepoderdelsecuenciador.Aloprimirelbotóndeparodeemergencia, secortaelcircuitoyconsecuentementelaalimentacióneléctricadelmotoryde loscalefactoressecorta. E Símbolodelbotónde parodeemergencia 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora12 F Alimentación eléctrica deloscalefactores: EnciendencuandoseconectaelpuntodecontactoMC46. Fusible: Varíanlasespecificacionesdelosfusiblesdependiendodela capacidaddeloscalefactores.Esuncircuitodeseguridad. Calefactores: Varíanlacapacidaddependiendodelaposicióndeuso(Voltaje220V) SSR䠄Relédeestadosólido): F Fusible Calefactor Parodeemergencia SSR Panel Sistema Panel A.eléctricadelsecuenciador A.eléct. Entrada/Salida Unidaddeconectores (CNC) TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones Alimentacióneléctrica deloscalefactores 15 TextodelaescueladeNISSEI Calefactortrasero Sistemadecontrolysusfunciones 16 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora13 G Tarjetadetemperatura:Seactivalaalimentacióndeloscalefactores,cuando tienelugarenelcontactodelpuntoMC46. Fusible,Calefactores,SSR(Relédeestadosólido) G Símbolode termopar 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora14 H Terminaldeconexiónparatermopares: Termopar TipoK(CromoAluminio),Revestimiento:Azul э Estáequipadoenlainyectorade80Ton TipoJ(HierroConstantán),Revestimiento:Amarillo H Símbolodetermopar Temp. de aceite Caída de material Zona trasera Zona de medio Zona frontal Cabeza A. eléctrica Boquilla Terminaldeconexiónparalatarjetadetemperatura Temperaturade caídadematerial Temp.delazona trasera Temp.delazona deenmedio Compensación de la temperatura Temp.delazona frontal Temp.aceite Temp.delacabeza Temp.dela boquilla TextodelaescueladeNISSEI 17 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI 18 Sistemadecontrolysusfunciones A-188 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora15 I1 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora16 I2 Desactivarlaalimentacióneléctricadelcontrol: Seapagaaloprimirnuevamenteelbotóninterruptordelcontrol. (ElcontactoBestáintegradoenelcircuitodearranque) Desactivarlaalimentacióneléctricadelcontrol Seapagaaloprimirnuevamenteelbotóninterruptordelcontrol. SeactivaRY1FAyconsecuentementesecortaelcircuitodelaposiciónB. I I A.eléctricadelcontrol A.eléctricadelcontrol Unidaddeconectores Encenderlaalimentación eléctricadelcontrol desactivara.eléctricadelcontrol A.eléctricadelsecuenciador RY1FA B NormalmenteCerrado TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones A.eléctricadelcontrol PB10Activar RY1FA Seactivaelsolenoide A.eléctrica delservoamplif. Desactivara.eléctricadelcontrol Sedesactivala alimentacióneléctricadel control 19 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 20 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora17 J Sensordepresión(PS–1): Detectaycontrolalapresióndelcircuito. K Codificador(Velocidadderotacióndelhusillo) Detectaycontrolalavelocidadderotación.Cuandoestáensambladoenuna inyectoraeléctrica(deservomotor),tienelafuncióndedetectarlaposición almismotiempo. Cilindrodel cierredelmolde Símbolo hidráulico 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora18 Tienecubierta deprotección K J Símbolodecodificador Presióndecierre delmolde Salida Velocidadde rotacióndelhusillo Sensordepresión TextodelaescueladeNISSEI 21 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 22 A-189 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora19 L 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora20 M Sensordecontrapresión(Estáensambladoenlaválvuladecontrapresión): Reguladordelacontrapresiónenlaetapadedosificación Sensordepresión(Presióndelabombahidráulica): Detectaycontrolalapresióndesalida. Símbolo hidráulico L SensordepresiónV510 Salida Válvulade contrapresión Válvuladecontrapresión M Presiónde labomba Sensorenlaválvulade contrapresión Sensor de Salida contra presión Libre Bomba TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 23 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 24 2.Diagramadecircuitoseléctricosdelamáquinainyectora21 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol1 Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)1/4 N Servomotor(M) :Paralabombahidráulica Codificador(EN) :Deteccióndevelocidadyposición Ventilador(FAN) :Paraenfriarelservomotor Tarjetade entradas FAN N A.eléctricadelmotor CPU Unidadcentralde procesamiento A.eléctricadelcalefactor M EN FAN Automáticocompleto Unidaddecontrol Automático Tarjetade salidas CPU Unidadcentralde procesamiento Unidaddecontrol M TextodelaescueladeNISSEI EN 25 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI 26 Sistemadecontrolysusfunciones A-190 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol2 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol3 Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)3/4 Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)2/4 Señaldeentrada desdeexterior Tratamiento deerrorA 䠝 A.eléctricadel secuenciador Puertade seguridad1 Arranquedemotor E Bajoniveldeaceite Unidaddeconector Cubiertadeseguridadsuperior (cerradoactivado) MC30Arranquedelabomba D Arranquedetermómetro debarril Arranquedetermómetro demolde EnfriamientodeSSR Proteccióndepurga Ladodepiezabuenadelarampabáscula F Ladodepiezarechazadadelarampabáscula Confirmacióndela válvuladepuerta Avancedecorazón1 Retrocesodecorazón1 Cambioalapresiónde sostenimientodeinyección Opción Avancedecorazón2 Retrocesodecorazón2 Opción Sirenadealarma Señaldesalidaala diagramadeescalera Lámparapilotodealarma Señaldesalidaala diagramadeescalera Soplodeaire1 Señaldesalidaala diagramadeescalera Soplodeaire2 Señaldesalidaala diagramadeescalera Avancedecorazón1 Automático TratamientodeerrorA Señaldeentradaal diagramadeescalera Retrocesodecorazón1 Puertadeseguridad TratamientodeerrorC Señaldeentradaal diagramadeescalera Interbloqueodecierredemolde Inyección Inyectando Rotacióndehusillo Findecierredemolde Descompresiónde inyección Límitedeaperturade molde Retrocesodehusillo Findeavancedeeyector Avancedeunidad deinyección Retrocesodeunidadde inyección Pausadeaperturade molde Errorenmoldeo Puertadeseguridaddellado contrarioaoperador(Abiertaactivado) Confirmacióndeplacaeyectoraatrás Puertadeseguridad(Cerradoactivado) Sobrecarreradecierrede moldePrevencióndesobre flujo G Interbloqueodeaperturademolde Iniciodeciclo Iniciodeavancedeleyector Inicioderetrocesodeleyector Interbloqueoparainyección Avancedecorazón2 Arranquedelreiniciodeaperturacierredemolde C Opción Señaldeentradaal diagramadeescalera Puertadeseguridad(Cerradoactivado) B Señaldeentradaal diagramadeescalera Seliberalaválvuladepuerta cuandoseactivaestaseñaldeentrada Cambiodeinclinaciónde labombaV1 Arranquedemotor Avancedelaunidad deinyección Retrocesodecorazón2 Errorderobotparaextraccióndeproducto Posicióninicialdela unidaddeinyección TextodelaescueladeNISSEI Ventilador (Gabinetede electricidad) Sistemadecontrolysusfunciones 27 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 28 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol4 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol5 Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)A A CircuitodelasseñalesdeentradaA:Interruptordetipoflotador Procedimientocontraalarmacuandosedetectaunbajoniveldeaceite (SeñaldeentradaX26) Diagramadecircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)4/4 InterruptorTarjetade señalesdeentradaysalida Interruptorselectorparaavancedecorazón1 Interruptorselectorpararetrocesodecorazón1 Interruptorselectorparaavancedecorazón2 A Interruptorselectorpararetrocesodecorazón2 H A.eléctricadelmotor Bajoniveldeaceite Opción A.eléctricadelcalefactor Señaldeentradadelexterior Tratamiento deerrorA Opción Automáticocompleto Opción Automático Opción Manual Bajonivel deaceite Opción Cierredemolde Unidaddeconectores Opción I Aperturademolde MC30Arranquedelabomba Opción Avancedeeyector Opción Retrocesodeeyector Opción Inyección H Retrocesodehusillo Avancedelaunidaddeinyección Niveldeaceite adecuado Ladodepiezabuenadelarampabáscula Ladodepiezarechazadadelarampabáscula A.eléctricadelmotor Avancedecorazón1 A.eléctricadel calefactordebarril Retrocesodelaunidaddeinyección Parodelmotordehusillo Retrocesodecorazón1 Botóninterruptorparalaa.eléctrica delcalefactordemolde Arranquedelmotordehusillo Opción Cambioalapresióndesostenimientodeinyección Unidaddeconectores TratamientodeerrorA TratamientodeerrorC TextodelaescueladeNISSEI 29 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI 30 Sistemadecontrolysusfunciones A-191 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol7 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol6 Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)B B Circuitodelasseñalesdeentrada Interruptordelímitedelapuertadeseguridad SeactivalaseñaldeentradaX28,cuandosecierralapuertadelladodeloperador. SeactivalaseñaldeentradaX29,cuandoseabrelapuertadelladocontrariodel operador. B Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)C C Circuitodelasseñalesdeentrada: Confirmacióndelmovimientodelaunidaddeinyección SeactivalaseñaldeentradaX2E,cuandoseactivaV62(PS2)(Contactodela boquilla). SeactivalaseñaldeentradaX2F,cuandoseactivaelinterruptordelímite126 (Posiciónfinalderetroceso). Lapuertadelladodeloperador C Lapuertadellado delcontrariodeoperador Avancedelaunidad deinyección Interruptordelímitepara elparoderetroceso TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 31 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 32 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol8 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol9 Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)D D Circuitodelaseñaldeentrada(interruptordelímite):Seactiva(posiciónA)laseñal deentrada,cuandolapuertadeseguridadsecierra. SeactivalaseñaldeentradaX30,cuandoseactivaelinterruptordelímite1G. SeactivalaseñaldeentradaX31cuandoseactivaelinterruptordelímite29. Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)E E Circuitodelasseñalesdesalida:Arranquedemotor:SeñaldesalidaY20 Elcircuitopermanececerradomientraslapuertadeseguridaddellado contrariodeloperadorestáabierta. SeactivanlossolenoidesdeSRY20ydeRY20A,cuandolapuertadeseguridad delladocontrariodeloperadorsecierra. E D Cubiertadeseguridadsuperior Proteccióndepurga Temperaturadeaceite Bomba TextodelaescueladeNISSEI 33 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI 34 Sistemadecontrolysusfunciones A-192 3. Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol10 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol11 Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)F F Circuitosdeseñalesdesalida ; Sirenadealarma:SeñaldesalidaY24э SeactivaRY24э Seactivalasirena ; Lámparadealarma:SeñaldesalidaY25э SeactivaRY25э SeactivaPL (lámparadepiloto) F Sirenadealarma Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)G G Circuitosdeseñalesdesalida;Inyección:SeñaldesalidaY2A ;Rotacióndelhusillo:SeñaldesalidaY2B NosemuevenmientraslaposiciónAdeSR901noestéconectada (Activarelsolenoide). Cuandosecierralapuertadeseguridad(SRX28activado)yseactivalabomba (ActivarSRY20)э ActivacióndeSR901 G Luzdealarma Inyección Rotacióndelhusillo (café) Sirenadealarma (rojo) Puertadeseguridad Luzdepiloto dealarma TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 35 TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 36 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol12 3.Diagramadecircuitoseléctricosdecontrol13 Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)H H Circuitosdeseñalesdeentrada ;Alimentacióneléctricadelmotor:SeñaldeentradaX00 ;Alimentacióneléctricadeloscalefactores:SeñaldeentradaX01 Seactivanestasseñalesdeentradacuandoseoprimeelbotóninterruptor(PB)y seconectanloscircuitos. Diagrama decircuitoseléctricos(Circuitoseléctricosdecontrol)I I Circuitosdeseñalesdeentrada;Cierredemolde:SeñaldeentradaX05 ;Aperturademolde:SeñaldeentradaX06 Seactivanestasseñalesalcambiarlaposicióndelinterruptorselector(CS). I H Cierredemolde A.eléctricadelmotor Aperturademolde A.eléctricadelcalefactor Símbolodel Interruptorselector Cierrede molde Seenciendelaluzdel piloto(PL). TextodelaescueladeNISSEI Cierre 37 Sistemadecontrolysusfunciones TextodelaescueladeNISSEI Apertura demolde Apertura Sistemadecontrolysusfunciones 38 A-193 4.Movimientosbásicosdecontroldelamáquinainyectora1 Avancedeleyector SeñaldeentradaX07 4.Movimientosbásicosdecontroldelamáquinainyectora2 Botóninterruptor;Movimientodelinterruptordelímite Cambia elladodecontactocuandorecibeunafuerzadelexterior. Ejemplodelaoperación:Avancedeleyector Avancedeeyector LaposiciónB Conducelacorriente,mientrasnose oprimeelbotón. Secortaelcircuito,cuandoseoprimeel botón. Avance SeñaldesalidaY48 SeactivaV110 LaposiciónA Conducelacorriente,cuandose oprimeelbotón. Elcircuitoquedasinconexión, cuandonoseoprimeelbotón. LaposiciónB Conducelacorriente,cuandose oprimeelbotón. Secortaelcircuito,cuandoseoprime elbotón. LaposiciónA Conducelacorriente,cuandose oprimeelbotón. Elcircuitoquedasinconexión, cuandonoseoprimaelbotón. Avanzaelpistón. Movimientodeeyección TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 39 TextodelaescueladeNISSEI B Normalmente Cerrado Conducelacorriente,mientras noseoprimeelbotón. Secortaelcircuito,cuandose oprimeelbotón. A Normalmente Abierto Conducelacorriente,cuandose oprimeelbotón. Elcircuitoquedasinconexión mientrasnoseoprimaelbotón. Sistemadecontrolysusfunciones 40 4.Movimientosbásicosdecontroldelamáquinainyectora3 Contactormagnético;Movimientoderelevo Secambialaparteencontacto,cuandoseenergizaelsolenoide. ANormalmenteAbierto Nohay conducción Hay conducción BNormalmenteCerrado Hay conducción Nohay Conducción Solenoide desactivado Solenoide activado Solenoidemagnético TextodelaescueladeNISSEI Sistemadecontrolysusfunciones 41 A-194 Módulo M37 QGLFH ᨉ 0£TXLQDVGHPROGHRGH SO£VWLFRSRULQ\HFFLµQ 0 ,QVWUXPHQWRVGHPHGLFLµQ \VXVIXQFLRQHV (TXLSRVGHPHGLFLµQ 0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV a 3a3 (TXLSRVGHPHGLFLµQ /RVHTXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ a 3a3 &DVRVGHPHGLFLµQ a᧳ 3a3 -81 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 1 2 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV A-195 (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV 7LSRVGHHTXLSRVGHPHGLFLµQ (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV &DOLEUDGRU9HUQLHU9HUQLHUFDOLSHU ([LVWHQHVWLORV\ODFRUULHQWHGRPLQDQWHHVHOHVWLORGLJLWDO 0HGLFLµQGH GLPHQVLRQHV 3LH]DVPROGHDGDV &DOLEUDGRU9HUQLHU 9HUQLHUFDOLSHU 0LFUµPHWUR 0LFURPHWHU 3UR\HFWRUGHSHUILOHV 3URILOH3URMHFWRU (OP¯QLPR YDORUGHOHFWXUD PP (VWLORFRQGLVFR (OP¯QLPRYDORUGHOHFWXUD PP PP (VWLORGLJLWDO (OP¯QLPR YDORUGHOHFWXUD PP /DVSU£FWLFDVGHPHGLUSLH]DVPROGHDGDV FRQHTXLSRVGHPHGLFLµQHVW£Q SURJUDPDGDV 0LFURVFRSLR GHPHGLFLµQ7RROPDNHUಫVPLFURVFRSH 0ROGHV (VWLOR FRQHVFDOD 0£TXLQD GHPHGLFLµQSRUFRRUGHQDGDV & &00&RRUGLQDWH0HDVXULQJ0DFKLQH 2WURV 䠍 䠎 䠏 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 3 Extractodelcatálogode0LWVXWR\R (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 4 (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV &DOLEUDGRU9HUQLHU 9HUQLHUFDOLSHU 3XHGHQUHDOL]DUWLSRVGHPHGLFLµQ 0HGLFLµQGHGLVWDQFLD H[WHULRU &RORTXHQSHUSHQGLFXODUPHQWHDOREMHWRDPHGLU 0HGLFLµQGHGLVWDQFLDLQWHULRU &DOLEUDGRU9HUQLHU᧤9HUQLHUFDOLSHU᧥ (VFDODSULQFLSDO ᧱ (VFDOD VHFXQGDULD 0HGLFLµQ GHGHVQLYHO 0HGLFLµQ GHSURIXQGLGDG ᧭ ᧮ ᧮ PPGHXQDHVFDODSULQFLSDO GLYLGLGDHQSDUWHVLJXDOHV ᧲ ᧰ $ 'LPHQVLµQ" ᧯ ᧭ ᧯ 3XQWRGH FRLQFLGHQFLD 䠑 ᧲ 9HUQLHU ᧰ ᧱ % 'LPHQVLµQ" ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R 5 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 9HUQLHU ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R ᧲ (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 6 A-196 (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV 0LFUµPHWUR0LFURPHWHU 0LFUµPHWUR0LFURPHWHU 5HDOLFHQODPHGLFLµQ ILMDQGRHOPLFUµPHWURHQODEDVH ([LVWHQ WLSRV HOWLSRFRQHVFDOD\HOWLSRGLJLWDO 0LFUµPHWURHVW£QGDUGHGLVWDQFLDH[WHULRU (VFDODD PP \DPP (TXLSDGR FRQUHJXODGRUGHSUHVLµQ 'LJLPDWLFPLFUµPHWURHVW£QGDUGHGLVWDQFLDH[WHULRU (OP¯QLPR YDORUGHOHFWXUDDPP (TXLSDGRFRQUHJXODGRUGHSUHVLµQ 'XUDQWHODVSU£FWLFDVGHXVRGHHTXLSRVGHPHGLFLµQHVW£SURJUDPDGRHOXVR SDUDPHGLUODVSLH]DVPROGHDGDV ᧭ ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 8WLOLFHQ JXDQWHVGHDOJRGµQ FXDQGRUHDOLFHQODPHGLFLµQPDQWHQLHQGRHO PLFUµPHWURFRQXQDPDQR (QFDVRGHQR XWLOL]DUJXDQWHVGHDOJRGµQOLPLWHQHO£UHDWLHPSRGH FRQWDFWRDOP¯QLPRSRVLEOH GHOPLFUµPHWURWDQWRFRPRHOREMHWRGHPHGLFLµQ ᧭ ᧮ ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV ᧮ 7 8 (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV 0LFUµPHWUR0LFURPHWHU (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV 3UR\HFWRUGHSHUILOHV3URILOH3URMHFWRU (UURUHV GHPHGLFLRQHVFXDQGRORVSULQFLSLDQWHVUHDOL]DQODVPHGLFLRQHVRSHUDQGR FRQXQDPDQRORVPLFUµPHWURVTXHHVW£QRQRHVW£QHTXLSDGRVFRQHOUHJXODGRU GHSUHVLµQ 0DQWHQHUODFDSDFLGDGGH PHGLFLµQDXQQLYHOHVWDEOHHVDOJRLPSRUWDQWH /DVSU£FWLFDVHVW£QSURJUDPDGDV Losproyectoresdeperfiles hanevolucionado desdelosequiposparaverificarla formadeperfileshastalosequiposquepuedenverificarpormediodela observaciónsuperficialymedirlasdimensiones. Aumento 5X, 10X(estándar),20X,50X * En casodequeCNADcuentecon esteequipo,seprogramarásuusoparamedir lasdimensionesdelaspiezasmoldeadas. La cantidaddeflexión,latransicióndedimensionesconformepasaeltiempo,etc. 9HFHV &RQUHJXODGRUGHSUHVLµQ 6LQUHJXODGRUGHSUHVLµQ (UURUGHPHGLFLRQHV ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R 9 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R 10 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV A-197 (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV 0LFURVFRSLRGHPHGLFLµQ 0HDVXULQJ0LFURVFRSH Esaptoparamedirobjetostan blandosquenosepuedenmedirconcontactoy tambiénparamedirdiámetrostanpequeñosquelassondasdecontactono puedenmedir. 0DQXDO 11 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 0£TXLQDGHPHGLFLµQSRUFRRUGHQDGDV & &00&RRUGLQDWH0HDVXULQJ0DFKLQH &1& * En casodequeCNADcuentecon esteequiposeprogramarásuusoparamedir dimensionesdelaspiezasmoldeadas. Latransicióndedimensionesconformepasaeltiempo,etc. ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R (TXLSRVGHPHGLFLµQ0HGLFLµQGHGLPHQVLRQHV ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH0LWVXWR\R (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 12 (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ 2+$863$ &DSDFLGDGGHSHVDMH J 2+$86 $33& &DSDFLGDGGHSHVDMH J 3HVR 7HPSHUDWXUD 7HUPµPHWURGLJLWDOSDUDVXSHUILFLH +DQG\ GLJLWDOWKHUPRPHWHU 7HUPRJUDI¯DSRULQIUDUURMR LQIUDUHG WKHUPRJUDSK\ ')703&(/ +XPHGDG +LJUµPHWUR 'LJLWDOK\JURPHWHU 0HGLFLµQGHOSHVRGHODVSLH]DVPROGHDGDV 6HXWLOL]DSDUDSHVDUHO0DVWHU EDWFK (VSRVLEOH DFRSODUODOHFWXUDDFRPSXWDGRUDV\DTXHHVW£HTXLSDGDFRQVDOLGD 56&FRPRHVW£QGDU 'XUDQWH ODVSU£FWLFDVGHPROGHRHOXVRGHHVWHHTXLSRHVW£SURJUDPDGRSDUD SHVDUODVSLH]DVPROGHDGDV\YHULILFDUORVWLHPSRVGHVHOODGRGHJDWH 5HVLVWHQFLD 0DTXLQDGHSUXHEDV 8QLYHUVDOWHVWLQJPDFKLQHIRUSODVWLFV (=/N1 6+,0$'=8 $Q£OLVLV GH PDWHULDOHV (TXLSRGHPHGLFLµQGH¯QGLFHGHIOXLGH] 0)5 '\QLVFR /0,' 3HVR %DODQ]DGLJLWDO 'LJLWDOEDODQFH 7KHUPRVKRW ): ᧤1(&᧥ %DODQ]DGLJLWDO 'LJLWDOEDODQFH 2+$863$ &DSDFLGDGGHSHVDMH J 0¯QLPR J 2+$86 $33& &DSDFLGDGGHSHVDMH J 0¯QLPR J %DODQ]DFRQHOSODWRVXSHULRU 13 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH2+$86 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 14 A-198 (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ 7HPSHUDWXUD 7HUPµPHWUR GLJLWDOSDUDODVXSHUILFLH +DQG\ GLJLWDO WKHUPRPHWHU (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ ')703&(/ 6KLQNR7HFKQRV Temperatura 7LSRFRQ FRQWDFWR aഒය 1RVHUHFRPLHQGD XWLOL]DUSDUDPHGLUODVXSHUILFLHDFDEDGD HQSXOLGRGHHVSHMRGHELGRDTXHUHTXLHUHFRQWDFWR 1RVHUHFRPLHQGDPHGLUODSDUWHGHSURGXFWR 7HUPRJUDI¯D SRULQIUDUURMR LQIUDUHG WKHUPRJUDSK\ 'XUDQWHODVSU£FWLFDVGHPROGHRHOXVRGHHVWHHTXLSRHVW£SURJUDPDGRSDUDYHULILFDUOD WHPSHUDWXUDGHOPROGH 7LSRSRU FRQWDFWR ᧭ ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH6+,1.2 7KHUPR VKRW):1(& La tomadeimagenesfácilcomoenlascámarasdigitales.(Sincontacto) Nonecesitanenfocaradistanciasmayoresque1.3m. Se puedeanalizarlosdatosdespuésdelatoma. Tomaalmismotiempolaimagen térmica(1)eimagenvisual(2).“Fotografíade tapeteeléctrico” * Durantelasprácticasdemoldeoelusodeesteequipoestáprogramadopara verificarladistribucióntérmicadelmoldeylatransicióntérmicadelaspiezas moldeadasdespuésdeextraerse. ᧮ 7(&+126 15 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH1(& $9,2 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 16 (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ +XPHGDG +LJUµPHWURGLJLWDO 'LJLWDO K\JURPHWHU (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ 5HVLVWHQFLD 0£TXLQDGHHQVD\RVXQLYHUVDOHV 8QLYHUVDOWHVWLQJPDFKLQHIRUSODVWLFV 6,*0$0,1,˞ 6$72 (=/.1 6+,0$'=8 +XPHGDG a 7HPSHUDWXUD aഒ+RMDGHUHJLVWURVHPDQDO 6HXWLOL]D SDUDFRQWURODUODWHPSHUDWXUD\ODKXPHGDGGHOFXDUWRGHLQVSHFFLµQ 3UXHEDVGHODVSLH]DVGHSO£VWLFRV PROGHDGDV7HQVLµQ )OH[LµQ&RPSUHVLµQ 'HVSOD]DODFDEH]DVXSHULRU SRUXQVHUYRPRWRU 6HSURJUDPDODYHORFLGDGGHGHVSOD]DPLHQWR 5HJLVWUDORVGDWRVGHPHGLFLµQHQFRPSXWDGRUD\ORV PXHVWUDHQJU£ILFD 6+,0$'=8 (=/ ([WUDFWRGHOFDW£ORJRGH6$72 17 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 18 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV A-199 (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ (TXLSRVGHPHGLFLµQ(TXLSRVGRQDGRVSRU-,&$ $Q£OLVLVGHPDWHULDOHV (TXLSRGHPHGLFLµQGH¯QGLFHGHIOXLGH] '\QLVFR /0,' /RV LQFLGHQWHV RFDVLRQDGRVSRUVHULQH[SHUWRHQODRSHUDFLµQ 'HMDUFDHUVREUHORVSLHVODVSODQWLOODVHQHOPRPHQWRGHGHVPRQWDU (MHPSOR3LH]DPROGHDGDJ 3ODQWLOODGHPRQWDMH ".J (O HTXLSRGHPHGLFLµQGH0)5¯QGLFHGHIOXLGH]GHORVSO£VWLFRVWHUPRSO£VWLFRV IDEULFDGRGHDFXHUGRDODQRUPD,62 3LOODUVHODVPDQRVHQHOPRPHQWRGHEDMDUODFDEH]DVXSHULRU VHDFWLYDSRUXQLQWHUUXSWRUGHERWµQ )µUPXOD GHF£OFXORGHO¯QGLFHGHIOXLGH]0)5 0)5 JPLQ 0)5 [PW P 3HVR SURPHGLRGHODPXHVWUDFRUWDGDJ W 7LHPSRGHFRUWHVHJ )XQGLFLµQGH UHVLQD ය 3UHFDXFLµQ SDUDHYLWDU DOWDVWHPSHUDWXUD\SDUDTXHQRVHTXHPH 3URFHGLPLHQWR GHSDURGHHPHUJHQFLD ᧭ ,QWHUUXSWRUGHERWµQSDUDHOSDURGHHPHUJHQFLD /LPSLHQHOLQWHULRU PLQXFLRVDPHQWH FXDQGRWHUPLQHGHXVDU &DUJD PDQXDO6XELUFRQODPDQR DXPHQWDUODSUHVLµQ ᧮ 3LVWµQ &LOLQGURGH FDOHQWDPLHQWR 2ULILFLRSDUD LQJUHVDUPDWHULDO 2ULILFLR 6+,0$'=8 (=/ (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 19 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 20 &DVRVGHPHGLFLµQ &DVRVGHPHGLFLµQ &RORFDQODSUREHWD 6XMHWDQGRQGHVHFXHQWHFRQHOPLVPRDQFKRHQHOODGRVXSHULRUHLQIHULRU /DSUREHWDDQWHVGHHVWLUDPLHQWR$670 ' /D PXHVWUDGHUXSWXUDGH0«[LFR 0XHVWUDGHODSU£FWLFDHQ&1$'33GHXQ IDEULFDQWHQRLGHQWLILFDGR (O HVWUHFKDPLHQWRSURYRFDGRSRUHOHVWLUDPLHQWR (OODGRLQIHULRUVHTXHGDILMR\HOODGRVXSHULRUVHGHVSOD]D /D PXHVWUDGHUXSWXUDGH -DSµQ 0XHVWUDGHODSUXHEDSUHYLDDOHPEDUTXHHQODI£EULFD 33GH3ULPHSROLSUR-1$ 6HURPSH 1RVHURPSH (OPROGHWLHQHFDYLGDGHVSHURQRVHVDEHHQFX£OGHODVGRVIXHPROGHDGDOD PXHVWUD (OHTXLSRGHSUXHEDXWLOL]DGRIXH(=/N1 ᧭ ᧭ ᧮ ᧯ ᧰ ᧮ ᧯ 6+,0$'=8 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 21 (=/ 22 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV A-200 &DVRVGHPHGLFLµQದ᧰ &DVRVGHPHGLFLµQ )XHU]DDSOLFDGD HQHOSXQWRGHUXSWXUD1 'LVWDQFLD HQHO SXQWRGHUXSWXUDPP /DVPXHVWUDV VRQGH 0«[LFR )XHURQHVFRJLGDVHQWUHHOLQYHQWDULR\QRIXHURQPXHVWUDVGHOPLVPRGLVSDUR ᧭ ᧱᧱᧳ ᧳᧰ /DVFRQGLFLRQHVGHODVPXHVWUDVGHQRDVRQLJXDOHVDODGHODPXHVWUDQR" ᧮ ᧴᧱᧲ ᧭᧴᧰ (OODGRL]TXLHUGRVHTXHGDILMR\HOODGRGHUHFKRVHGHVSOD]DSRUHOHVWLUDPLHQWR ᧯ ᧳᧮᧲ ᧭᧵᧮ ᧰ ᧴᧵᧯ ᧭᧴᧮ ᧱ ᧲᧲᧬ ᧭᧯᧮ 03D ᧵᧮᧰ ᧭᧮᧮ &X£OHVODFRQGLFLµQGHODSUXHEDGHWHQVLµQ" (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 23 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 24 &DVRVGHPHGLFLµQದ᧲ &DVRVGHPHGLFLµQದ᧱ /DFRPSDUDFLµQGHODPXHVWUDGH0«[LFR FRQODGH-DSµQ 3RUTX«OD GLVWDQFLDGHHVWLUDPLHQWRGHOODGRL]TXLHURHQHOFDVRGH \GHOODGRGHUHFKRHQHOFDVRHVPD\RU" /DPXHVWUDTXHQRVHURPSLµ KDVWDODP£[LPDGLVWDQFLDHQHOHTXLSRGHSUXHED &X£OHVODUHODFLµQHQWUH ODVFRQGLFLRQHVGHPROGHRODGLUHFFLµQGH VXMHFLµQ\ODSRVLFLµQGHJDWH" /DSUREHWD 3RUTX« QRVHURPSLµ" 䠍 䠎 䠏 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 25 A-201 &DVRVGHPHGLFLµQದ᧳ 5HVXPHQ 3URJUDPHQ ODVFRQGLFLRQHVGHPROGHR\SURGX]FDQODVSUREHWDV SDUDODSUXHEDGHWHQVLµQFRQVLGHUDQGRORVIDFWRUHVTXH LQIOX\HQHQODUHVLVWHQFLDDODWHQVLµQWDOHVFRPRWHPSHUDWXUD GHUHVLQDWLHPSRGHOOHQDGRSUHVLµQGHOOHQDGRSUHVLµQGH VRVWHQLPLHQWRWLHPSRGHVRVWHQLPLHQWRWLHPSRGHVHOODGRGH JDWHWHPSHUDWXUDGHPROGH\WLHPSRGHHQIULDPLHQWR (VW£QSURJUDPDGDVODVSU£FWLFDVGHPROGHRGHODVSUREHWDV (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 27 (TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHV 26 Módulo M38 Índice M3 Máquinasdemoldeodeplástico porinyección M38 Layoutdelafábricadelmoldeo deplástico ůƄƜƒƘƗ GHODSODQWDGH PROGHRGHSOÄVWLFRV f 3f (MHPSORGHůƄƜƒƘƗ $ f 3f (MHPSORGHůƄƜƒƘƗ % f 3f (MHPSORGHůƄƜƒƘƗ & f 3f (MHPSORGHůƄƜƒƘƗ ' f 3f 8/OCT/2012 Layout deplantademoldeodeplásticos 1 Layout deplantademoldeodeplásticos 2 A-202 ůƄƜƒƘƗ GHSODQWD GHPROGHR GHSOÄVWLFRV ůƄƜƒƘƗ GHSODQWDGHPROGHRGHSOÄVWLFRV 䞉 Ellugardondesegeneraelvaloragregadoenuna empresademanufacturaes la“líneadeproducción”. 䞉 Latareaprioritariaeshacerqueesalíneade producciónadquierasumáximaeficiencia. 䞉 ¿Lalíneadeproducción(procesodemoldeo)está especializadaparalasactividadesprincipales? ENTRADA Áreade logística (Ejemplodeladerecha) Laproporcióndeltiempopara trabajospreparativosdelcambio deproductosesdel 20%. Sepuedesuponerqueellayout de laplantayequipospuedeinfluir mucho. Líneade producción SALIDA Layout deplantademoldeodeplásticos 䞉 Lasactividadesprincipalesserefierenalasde“fabricar productosmoldeados”,enotraspalabras“lamáquinade moldeodebeestartrabajando”. э䞉Realizarelanálisisdedisponibilidaddeequipos. 3 㸣 Layout deplantademoldeodeplásticos Tiempo de producción Tiempo para trabajos preparativos Problema Paros programados 4 ůƄƜƒƘƗ GHSODQWD GHPROGHR GHSOÄVWLFRV 1. Dirección delaentrada ylasalida demateriales yproductos. Áreadelogística(espacioparamoldesymateriales).Tiempoy volumendeestancamiento. Circulaciónporpasillosprincipalesysecundarios. Espacioparainventariotemporalyensambledeproductos. 2. Instalaciones deservicios (debajo delpiso,aérea). 3. Distancia (Pasos)dellayout delas máquinas inyectoras. 4. Dirección delas máquinas inyectoras. 5. Manejo dematerialpara moldeo ylayout deequipos. uno auno,métododealimentacióncentralizada. 6. Manejo deproductos moldeados ylayout deequipos. 7. Método decambio demoldes ypuntos que sedeben considerar al revisar ellayout. Instalacióndegrúa,carroparacambiodemoldes,gradodelimpieza, númerodeoperadores,etc. Layout deplantademoldeodeplásticos ůƄƜƒƘƗ GHSODQWD GHPROGHR GHSOÄVWLFRV 'LUHFFLÕQ GHODHQWUDGD \ODVDOLGD GHPDWHULDOHV \SURGXFWRV Plantademoldeo: Fabricarproductosmoldeadosutilizandomáquinasdemoldeo. 䞉Entradaalamáquinademoldeo: Materialdemoldeo 䞉Salidadelamáquinademoldeo : Productosmoldeados Entrada Molde Salida Colada Layout deplantademoldeodeplásticos 5 6 A-203 ůƄƜƒƘƗ GHSODQWD GHPROGHR GHSOÄVWLFRV ůƄƜƒƘƗ GHSODQWD GHPROGHR GHSOÄVWLFRV 'LUHFFLÕQ GHHQWUDGD \VDOLGD GHGLVWULEXFLÕQ IÏVLFD /RVSURGXFWRVPROGHDGRVVRQPÄVYROXPLQRVRVXQHMHPSOR 䞉 Entradaalalíneadeproducción: Materialdemoldeo(portanque,bolsa,alimentaciónautomática, etc.) Moldes,contenedoresvacíosparaproductos,partesparaensamble, materialesparaempaque,etc. 䞉 Salidadelalíneadeproducción: Productosmoldeados(tarima,caja,etc.) Moldes,coladas,productosdefectuosos,cajasvacíasdematerial,etc. * Lascosas que hayenlaSALIDA(productosmoldeados)sonmás voluminosasquelasquehayenlaENTRADA(materialdemoldeo). Layout deplantademoldeodeplásticos 7 䞉 Productodecaja:L10.4xW8xH4.5y60g/pza. Lacantidadqueseproducecon25kg,será de:25000/60Ү400disparos. 䞉 ¿Cuálseráelvolumencuandolosproductossecolocanenunaárea planade20x20filas? 䞉 ¿Cuáleselvolumende25kgdematerial? 䞉 ¿Cuáleslarelacióndevolúmenesentreelmaterialylosproductos moldeados? 䠄 䠅 Layout deplantademoldeodeplásticos 8 ůƄƜƒƘƗ GHSODQWD GHPROGHR GHSOÄVWLFRV ůƄƜƒƘƗ GHSODQWD GHPROGHR GHSOÄVWLFRV ,QVWDODFLRQHV GHVHUYLFLRV 'LVWDQFLD SDVRVGH ƏƄƜƒƘƗŃGHPÄTXLQDV LQ\HFWRUDV Debenintroducirdesdefueradelaplantalosservicios necesariosparalasmáquinasinyectoras(Electricidad, aguadeenfriamiento,airecomprimido). Tipodebajodelpiso Utilizarfosos. Cableadoeléctricoytubería paraenfriamiento. Tipoaéreo Utilizarlapareddelado. Cableadoeléctricoy tuberíaparaenfriamiento. Layout deplantademoldeodeplásticos 9 (QFDVRGHQRXWLOL]DUHTXLSRVSHULIËULFRV (VWDEOHFHUODGLVWDQFLDHQWUHODVPÄTXLQDVFRQVLGHUDQGRODIDFLOLGDGGH KDFHUFDPELRGHPROGHVHWF/DGLVWDQFLDPÏQLPDHQWUHODVPÄTXLQDVHVGHP 'HMDUXQHVSDFLRPÏQLPRGHPHQWUHODSDUHG\ODPÄTXLQDLQ\HFWRUD FRQVLGHUDQGRHOPDQWHQLPLHQWRHWF Layout deplantademoldeodeplásticos 10 A-204 㻸㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑 㼜㼘㼍㼚㼠㼍 㼐㼑 㼙㼛㼘㼐㼑㼛 㼐㼑 㼜㼘㽬㼟㼠㼕㼏㼛㼟 㻸㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑 㼜㼘㼍㼚㼠㼍 㼐㼑 㼙㼛㼘㼐㼑㼛 㼐㼑 㼜㼘㽬㼟㼠㼕㼏㼛㼟 㻟㻚 㻰㼕㼟㼠㼍㼚㼏㼕㼍 㻔㻼㼍㼟㼛㼟㻕 㼐㼑 㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑 㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟 㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㼟 㻠㻚 㻰㼕㼞㼑㼏㼏㼕㽾㼚 㼐㼑 㼘㼍㼟 㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟 㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㼟 㻱㼚㻌㼏㼍㼟㼛㻌㼐㼑㻌㼏㼛㼘㼛㼏㼍㼞㻌㼑㼚㻌㼘㼍㻌㼙㼕㼟㼙㼍㻌㼐㼕㼞㼑㼏㼏㼕㽾㼚㻌㼥㻌㼡㼠㼕㼘㼕㼦㼍㼞㻌㼑㼘㻌 㼑㼤㼠㼞㼍㼏㼠㼛㼞㻌㼍㼡㼠㼛㼙㽬㼠㼕㼏㼛㻌㼐㼑㻌㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㻦 㻱㼚㻌㼏㼍㼟㼛㻌㼐㼑㻌㼡㼠㼕㼘㼕㼦㼍㼞㻌㼑㼝㼡㼕㼜㼛㼟㻌㼜㼑㼞㼕㼒㽴㼞㼕㼏㼛㼟㻦 㻱㼟㼠㼍㼎㼘㼑㼏㼑㼞㻌㼘㼍㻌㼐㼕㼟㼠㼍㼚㼏㼕㼍㻌㼑㼚㼠㼞㼑㻌㼘㼍㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㻌㼥㻌㼘㼛㼟㻌㼑㼝㼡㼕㼜㼛㼟㻌㼜㼑㼞㼕㼒㽴㼞㼕㼏㼛㼟㻘㻌㼏㼛㼚㼟㼕㼐㼑㼞㼍㼚㼐㼛㻌㼘㼍㻌㼒㼍㼏㼕㼘㼕㼐㼍㼐㻌 㼐㼑㻌㼠㼞㼍㼎㼍㼖㼛㻌㼐㼑㻌㼍㼖㼡㼟㼠㼑㼟㻌㼐㼑㻌㼑㼝㼡㼕㼜㼛㼟㻌㼜㼑㼞㼕㼒㽴㼞㼕㼏㼛㼟㻌㼥㻌㼏㼍㼙㼎㼕㼛㻌㼐㼑㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼟㻚 㻰㼑㼠㼑㼞㼙㼕㼚㼍㼞㻌㼑㼘㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑㼖㼍㼚㼐㼛㻌㼑㼟㼜㼍㼏㼕㼛㻌㼜㼍㼞㼍㻌㼠㼞㼍㼟㼘㼍㼐㼍㼞㻌㼘㼛㼟㻌㼑㼝㼡㼕㼜㼛㼟㻌㼜㼑㼞㼕㼒㽴㼞㼕㼏㼛㼟㻚 Layout deplantademoldeodeplásticos 㻸㼍㻌㼐㼕㼟㼠㼍㼚㼏㼕㼍㻌㼐㼑㻌㼠㼞㼍㼟㼘㼍㼐㼛㻌㼐㼑㼘㻌㼛㼜㼑㼞㼍㼐㼛㼞㻌㼑㼟㻌㼙㼍㼥㼛㼞㻘㻌 㼏㼡㼍㼚㼐㼛㻌㽴㼟㼠㼑㻌㼟㼑㻌㼑㼚㼏㼍㼞㼓㼍㻌㼐㼑㻌㼐㼛㼟㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟㻚 11 㻿㼑㻌㼐㼕㼟㼙㼕㼙㼡㼥㼑㻌㼘㼍㻌㼐㼕㼟㼠㼍㼚㼏㼕㼍㻌㼐㼑㻌㼠㼞㼍㼟㼘㼍㼐㼛㻌㼐㼑㼘㻌 㼛㼜㼑㼞㼍㼐㼛㼞㻘㻌㼍㼘㻌㼏㼍㼙㼎㼕㼍㼞㻌㼘㼍㻌㼐㼕㼞㼑㼏㼏㼕㽾㼚㻌㼐㼑㻌㼑㼤㼠㼞㼍㼏㼏㼕㽾㼚㻌 㼐㼑㼘㻌㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㻚 Layout deplantademoldeodeplásticos 12 ůƄƜƒƘƗ GH SODQWD GH PROGHR GH SOÄVWLFRV ůƄƜƒƘƗ GH SODQWD GH PROGHR GH SOÄVWLFRV Manejo de material de moldeo y layout de equipos Manejo de material de moldeo y layout de equipos $OLPHQWDFLÕQGHPDWHULDOGHPROGHRXQRDXQR (TXLSDUODPÄTXLQDGHPROGHRFRQXQFDUJDGRUGHPDWHULDO\XQ VHFDGRUSDUDVXXVRH[FOXVLYR (MHPSOR $OLPHQWDFLÕQGHVGH HOSULPHUSLVR Alimentación del material desde la tolva secadora $OLPHQWDGRU \VHFDGRU TubodePE $OLPHQWDFLÕQGHPDWHULDOGHPROGHR 0ËWRGRGHDOLPHQWDFLÕQFHQWUDOL]DGD (VDSWRSDUDODSURGXFFLÕQPDVLYDHQTXHVHXWLOL]DHO PLVPRPDWHULDOGHPROGHRHQYDVHVSURGXFWRV PËGLFRV Alimentación del material a 4 máquinas de moldeo Tolvasecadora Terminallimpio Cargador dejet Controladorde alimentación Máquinademoldeo Tanque Máquina demol Tanque Máquina demoldeo Tipo 4direcciones Alimentación del material a 4 máquinas de moldeo Layout deplantademoldeodeplásticos Layout deplantademoldeodeplásticos 13 14 A-205 㻸㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑 㼜㼘㼍㼚㼠㼍 㼐㼑 㼙㼛㼘㼐㼑㼛 㼐㼑 㼜㼘㽬㼟㼠㼕㼏㼛㼟 㻸㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑 㼜㼘㼍㼚㼠㼍 㼐㼑 㼙㼛㼘㼐㼑㼛 㼐㼑 㼜㼘㽬㼟㼠㼕㼏㼛㼟 㻢㻚 㻹㼍㼚㼑㼖㼛 㼐㼑 㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㼟 㼙㼛㼘㼐㼑㼍㼐㼛㼟 㼥 㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑 㼑㼝㼡㼕㼜㼛㼟 㻢㻚 㻹㼍㼚㼑㼖㼛 㼐㼑 㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㼟 㼙㼛㼘㼐㼑㼍㼐㼛㼟 㼥 㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㼐㼑 㼑㼝㼡㼕㼜㼛㼟㻚 㻼㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㼟㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼍㼐㼛㼟 㻦㻱 㻱㼚㻌㼏㼍㼟㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼏㼍㽸㼐㼍㻌㼘㼕㼎㼞㼑㻚 㻼㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㼟㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼍㼐㼛㼟 㼑㼤㼠㼞㼍㼏㼏㼕㽾㼚㻌㼙㼍㼚㼡㼍㼘㻚 㻹㼛㼘㼐㼑㼛 㼏㼛㼚 㼏㼍㽸㼐㼍 㼘㼕㼎㼞㼑 㼐㼑 㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㻦 㼠㼍㼜㼍㼟㻘 㼑㼠㼏㻚 㻿㼑 㼕㼚㼟㼠㼍㼘㼍 㼘㼍 㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍 㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍 㼑㼚 㼑㼘 㻝㼑㼞 㼜㼕㼟㼛 㼥 㼟㼑 㼍㼜㼞㼛㼢㼑㼏㼔㼍 㼑㼘 㼜㼞㼛㼜㼕㼛 㼜㼑㼟㼛 㼐㼑 㼘㼛㼟 㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㼟㻚 㻿㼑 㼕㼚㼟㼠㼍㼘㼍 㼑㼘 㼏㼛㼚㼠㼑㼚㼑㼐㼛㼞 㼐㼑 㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㼟 㼛 㼑㼘 㼐㼑㼜㽾㼟㼕㼠㼛 㼜㼍㼞㼍 㼠㼞㼍㼟㼘㼍㼐㼛 㼑㼚 㼏㼍㼟㼛 㼐㼑 㼜㼘㼍㼚㼠㼍 㼎㼍㼖㼍㻚 㻾㼑㼏㼑㼜㼏㼕㽾㼚㻌㼐㼑㻌 㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㼟㻌㼑㼚㻌 㼏㼛㼚㼠㼑㼚㼑㼐㼛㼞 㻱㼤㼠㼞㼍㼏㼏㼕㽾㼚㻌㼙㼍㼚㼡㼍㼘 䋻㻱㼙㼜㼍㼏㼍㼞㻌㼑㼚㻌㼏㼍㼖㼍㼟 㻰㼑㼜㽾㼟㼕㼠㼛㼟㻌㼐㼑㻌 㼠㼞㼍㼟㼘㼍㼐㼛 㻦㻌㻱㼚㻌㼏㼍㼟㼛㻌㼐㼑㻌㼞㼑㼝㼡㼑㼞㼕㼞㻌 㼁㼟㼛㻌㼐㼑㻌㼑㼤㼠㼞㼍㼏㼠㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛 䐟 㻯㼛㼘㼛㼏㼍㼞㻌㼑㼚㻌㼎㼍㼚㼐㼍㻌㼠㼞㼍㼚㼟㼜㼛㼞㼠㼍㼐㼛㼞㼍㻌䋻㻌 㻱㼙㼜㼍㼏㼍㼞㻌㼑㼚㻌㼏㼍㼖㼍㼟㻚 䐠 㻿㼕㼟㼠㼑㼙㼍㻌㼍㼡㼠㼛㼙㽬㼠㼕㼏㼛㻌㼐㼑㻌㼑㼙㼜㼍㼝㼡㼑㻚 䐟 䐠 Layout deplantademoldeoporinyección 15 Layout deplantademoldeodeplásticos 16 ůƄƜƒƘƗ GH SODQWD GH PROGHR GH SOÄVWLFRV ůƄƜƒƘƗ GH SODQWD GH PROGHR GH SOÄVWLFRV 7. Método de cambio de moldes y puntos que se deben considerar al revisar el layout 7. Método de cambio de moldes y puntos que se deben considerar al revisar el layout &DPELRGHPROGHVXWLOL]DQGRJUÛD n'LYLGLUHQWDPDÓRVJUDQGHPHGLDQR\SHTXHÓR| 9DUÏDQHOWDPDÓRGHODJUÛD\VXIUHFXHQFLDGHXVR Grande (QFDVRGHTXHOD GLUHFFLÕQGHOPRYLPLHQWR GHODJUÛDHVWËOLPLWDGD KDFHUXQƏƄƜƒƘƗ HQHO TXHODVSODFDVILMDVGHODV PÄTXLQDVTXHGHQDOD PLVPDDOWXUDRQLYHO Cambiodemoldesutilizandocarrodecambio (Inserciónhorizontal). (QFDVRGHTXHOD GLUHFFLÕQGHO PRYLPLHQWRGHODJUÛD QRHVWËOLPLWDGDFRORFDU ODVPÄTXLQDVLQ\HFWRUDV HQRUGHQGHWDPDÓR Estopermiteutilizaruntechobajo.Esaptoparamantenerelcuartolimpio. Esnecesariodejarunespaciograndeentrelasmáquinasdemoldeo. Inserciónhorizontaldelmoldedesde elladoopuestodeloperador. Inserciónhorizontaldelmolde desdeelladodeloperador. Pequeña Mediana Layout deplantademoldeoporinyección Layout deplantademoldeodeplásticos 17 18 A-206 ůƄƜƒƘƗ GHSODQWDGHPROGHRGHSOÄVWLFRV 䞉 Rojo:Distribuirenelmismolugar. 䞉 Azul: Distribuirenlugaresdistanciados(separados). ¿Esunanuevainstalación?¿Setratadeagregarunequipo más?Ellayout puedemodificarsedependiendodelas ramasindustriales. 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻭 㻲㼘㼡㼖㼛 㼐㼑㻌㼙㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㻛㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㻦㻌㼐㼑㻌㼕㼦㼝㼡㼕㼑㼞㼐㼍䋻㼐㼑㼞㼑㼏㼔㼍㻌㻔㻝㼑㼞㻌㼜㼕㼟㼛㻕 㻯㼛㼙㼜㼞㼑㼟㼛㼞 㻺㻱㼄㻝㻤㻜㻙㻟㻢㻱㻌㼤㻌㻝㻞㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟 㻭㼓㼡㼍㻌㼐㼑㻌 㼑㼚㼒㼞㼕㼍㼙㼕㼑㼚㼠㼛 㻼㼍㼟㼕㼘㼘㼛 㻺㻱㼄㻝㻤㻜㻙㻟㻢㻱㻌㼤㻌㻝㻣㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟 㻺㻱㼄㻝㻠㻜㻙㻞㻡㻱㻌㼤㻌㻝㻝㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟 ENTRADA Áreade logística 㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㻌 㼐㼑㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼛 Líneade producción 㻺㻱㼄㻝㻝㻜㻙㻝㻤㻱㻌㼤㻌㻥㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟 㻺㻱㼄㻝㻝㻜㻙㻝㻤㻱㻌㼤㻌㻡㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟 SALIDA 㻯㼡㼍㼞㼠㼛㻌㼒㼞㼛㼚㼠㼍㼘 㻯㼛㼚㼠㼞㼛㼘㻌㼏㼑㼚㼠㼞㼍㼘㼕㼦㼍㼐㼛㻘㻌㼛㼒㼕㼏㼕㼚㼍 㻿㼑㼞㼢㼕㼏㼕㼛㼟 Layout deplantademoldeodeplásticos 19 Layout deplantademoldeodeplásticos 20 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻭㻌 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻭㻌 㻯㼛㼘㼛㼏㼍㼞 㼖㼡㼚㼠㼍㼟㻌㼘㼍㼟㻌㼙㽬㼝㼡㼚㼍㼟㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㼟㻌㼐㼑㼘㻌㼙㼕㼟㼙㼛㻌㼙㼛㼐㼑㼘㼛㻚 㻵㼚㼟㼠㼍㼘㼍㼞㻌㼘㼍㻌㼠㼛㼞㼞㼑㻌㼐㼑㻌㼍㼓㼡㼍㻌㼐㼑㻌㼑㼚㼒㼞㼕㼍㼙㼕㼑㼚㼠㼛㻌㼥㻌㼑㼘㻌㼏㼛㼙㼜㼞㼑㼟㼛㼞㻌㻌㼍㼒㼡㼑㼞㼍㻌㻔㼑㼐㼕㼒㼕㼏㼕㼛㻌 㼟㼑㼜㼍㼞㼍㼐㼛㻕㻚㻌 㻯㼛㼙㼜㼞㼑㼟㼛㼞 㻯㼛㼙㼜㼞㼑㼟㼛㼞 㻭㼓㼡㼍㻌㼐㼑㻌 㼑㼚㼒㼞㼕㼍㼙㼕㼑㼚㼠㼛 Servicios(debajodelpiso) 㻱㼤㼠㼑㼞㼕㼛㼞 㻾㼑㼓㼡㼘㼍㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌 㼠㼑㼙㼜㼑㼞㼍㼠㼡㼞㼍㻌 㼐㼑㼘 㼙㼛㼘㼐㼑 㻿㼍㼘㼍㻌㼐㼑㻌 㼜㼞㽬㼏㼠㼕㼏㼍 㻭㼓㼡㼍㻌㼐㼑㻌 㼑㼚㼒㼞㼕㼍㼙㼕㼑㼚㼠㼛 㼀㼛㼞㼞㼑㻌㼐㼑㻌㼑㼚㼒㼞㼕㼍㼙㼕㼑㼚㼠㼛 㻹㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㻌 㼐㼑㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼛 㻾㼑㼓㼡㼘㼍㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌 㼠㼑㼙㼜㼑㼞㼍㼠㼡㼞㼍㻌 㼐㼑㼘㻌㼙㼛㼘㼐㼑 㻯㼡㼍㼞㼠㼛㻌 㼒㼞㼛㼚㼠㼍㼘 㻯㼛㼚㼠㼞㼛㼘㻌㼏㼑㼚㼠㼞㼍㼘㼕㼦㼍㼐㼛㻘㻌㼛㼒㼕㼏㼕㼚㼍 㻿㼑㼞㼢㼕㼏㼕㼛㼟 Layout deplantademoldeoporinyección Layout deplantademoldeodeplásticos 21 22 A-207 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻭㻌 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻮 㻭㼟㼕㼓㼚㼍㼞 㼏㼑㼞㼏㼍 㼑㼟㼜㼍㼏㼕㼛㼟㻌㼜㼍㼞㼍㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼟㻌㼥㻌㼙㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㼑㼟㻚㻌 Alimentación del material desde la tolva secadora TubodePE Materiales Moldes Inventariode productos Controladordealimentación Moldes Materiales Terminallimpio Materiales Tolvasecadora Máquinademoldeo Productos Depósitode materiaprima 㻭㼘㼕㼙㼑㼚㼠㼍㼏㼕㽾㼚㻌㼐㼑㼘 㼙㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㻦 㼡㼚㼛 㼍㻌㼡㼚㼛㻘㻌 㻭㼘㼕㼙㼑㼚㼠㼍㼏㼕㽾㼚㻌㼏㼑㼚㼠㼞㼍㼘㼕㼦㼍㼐㼍 Cargador dejet Tanque Máquina demoldeo Tanque Máquina demoldeo Tipo 4 direcciones 㻼㼍㼟㼕㼘㼘㼛 Alimentación del material a 4 máquinas de moldeo Layout deplantademoldeodeplásticos 23 Layout deplantademoldeodeplásticos 24 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻮 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻮 㻭㼘㼞㼑㼐㼑㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㻦㻌㼡㼚㼛㻌㼍㻌㼡㼚㼛 㻮㼍㼚㼐㼍㻌㼠㼞㼍㼚㼟㼜㼛㼞㼠㼍㼐㼛㼞㼍㻌 㼐㼑㻌㼏㼛㼚㼠㼑㼚㼑㼐㼛㼞㼑㼟 㻮㼍㼚㼐㼍㻌 㼠㼞㼍㼚㼟㼜㼛㼞㼠㼍㼐㼛㼞㼍㻌㼐㼑㻌 㼏㼛㼘㼍㼐㼍㼟 㼀㼍㼚㼝㼡㼑㻌㼐㼑㻌 㼙㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘 㻾㼑㼜㼍㼟㼛㻌㻹㻟㻙㻝 㻾㼡㼠㼍㻌㼐㼑㼘㻌㼙㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘㻌㼐㼑㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼛㻌㻦㻌 㼀㼍㼚㼝㼡㼑䋻㻿㼑㼏㼍㼐㼛㼞䋻㻯㼍㼞㼓㼍㼐㼛㼞 䋻㼀㼛㼘㼢㼍䋻㻹㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍 㻯㼍㼞㼓㼍㼐㼛㼞 㼀㼞㼕㼠㼡㼞㼍㼐㼛㼞 㻾㼡㼠㼍㻌㼐㼑㼘㻌㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼍㼐㼛㻦 㻱㼤㼠㼞㼍㼏㼠㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼜㼞㼛㼐㼡㼏㼠㼛 䋻 㻯㼛㼘㼛㼏㼍㼏㼕㽾㼚㻌㼟㼛㼎㼞㼑㻌㼎㼍㼚㼐㼍㻌 㼠㼞㼍㼚㼟㼜㼛㼞㼠㼍㼐㼛㼞㼍 䋻 㻱㼙㼜㼍㼝㼡㼑㻌㼙㼍㼚㼡㼍㼘㻌㼑㼚㻌㼏㼍㼖㼍㼟 㻿㼑㼏㼍㼐㼛㼞 㻯㼛㼚㼠㼑㼚㼑㼐㼛㼞㼑㼟㻌 㼘㼘㼑㼚㼛㼟 㻯㼛㼚㼠㼑㼚㼑㼐㼛㼞㼑㼟㻌 㼢㼍㼏㽸㼛㼟 㻼㻡 㼀㼍㼚㼝㼡㼑㻌㼐㼑㻌 㼙㼍㼠㼑㼞㼕㼍㼘 㻱㼤㼠㼞㼍㼏㼠㼛㼞㻌 㻾㼡㼠㼍㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼏㼛㼘㼍㼐㼍㻦 㻱㼤㼠㼞㼍㼏㼏㼕㽾㼚㻌㼜㼛㼞㻌㼑㼤㼠㼞㼍㼏㼠㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼏㼛㼘㼍㼐㼍 䋻 㻯㼍㽸㼐㼍㻌㼔㼍㼏㼕㼍㻌㼠㼞㼕㼠㼡㼞㼍㼐㼛㼞 䋻 㼀㼞㼕㼠㼡㼞㼍㼏㼕㽾㼚 㻾㼍㼙㼜㼍 㼀㼞㼕㼠㼡㼞㼍㼐㼛㼞 㼀㼑㼞㼙㼛㼏㼛㼚㼠㼞㼛㼘㼍㼐㼛㼞 㻹㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌 㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍 㻱㼤㼠㼞㼍㼏㼠㼛㼞㻌㼍㼡㼠㼛㼙㽬㼠㼕㼏㼛㻌 㼐㼑㻌㼏㼛㼘㼍㼐㼍 㻯㼍㼞㼞㼛㻌㼐㼑㻌㼏㼍㼙㼎㼕㼛㻌㼐㼑㻌 㼙㼛㼘㼐㼑㼟 㻯㼍㼞㼓㼍㼐㼛㼞 㻹㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌 㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍 㻿㼑㼏㼍㼐㼛㼞 㻮㼍㼚㼐㼍㻌 㼠㼞㼍㼚㼟㼜㼛㼞㼠㼍㼐㼛㼞㼍 Layout deplantademoldeodeplásticos 㼀㼑㼞㼙㼛㼏㼛㼚㼠㼞㼛㼘㼍㼐㼛㼞㻌 Fuente:InformacióntécnicadeNISSEI 㼐㼑㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼟 Layout deplantademoldeoporinyección 25 26 A-208 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻮 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻯 㻾㼑㼜㼍㼟㼛 㻹㻟㻙㻝 㻼㻠 㻵㼚㼟㼠㼍㼘㼍㼏㼕㽾㼚㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼟㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㼟㻌㼑㼚㻌㼘㼍㻌㼜㼘㼍㼚㼠㼍㻌㼐㼑㻌㼑㼚㼟㼍㼙㼎㼘㼑 Grúa Extractorde producto Secador Máquina inyectora 䐟 Tuberíade enfriamiento 䐢 䐠 Molde 䐡 Controlador Banda transportadora Receptor decolada 䐣 Tanquede material 䐟 Máquinasinyectoraspequeñas 40tonf 䐠 Máquinainyectorasgrandes 850tonf 䐡 Estantesdemoldes 䐢 Almacénautomatizado 䐣 Máquinasinyectorasespeciales Generalidadesdelosequiposdeinyección Layout deplantademoldeoporinyección 27 Layout deplantademoldeodeplásticos 28 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻯 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻯 㻿㼑㻌㼕㼚㼟㼠㼍㼘㼍 㼡㼚㼍 㼓㼞㾅㼍㻌㼟㼑㼚㼏㼕㼘㼘㼍㻌㼍㼘㼞㼑㼐㼑㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼟㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㼟㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㼟㻌㼜㼑㼝㼡㼑㽼㼍㼟㻚 䞉 㻵㼚㼏㼞㼑㼙㼑㼚㼠㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼛㼜㼑㼞㼍㼠㼕㼢㼕㼐㼍㼐㻚 䞉 㻰㼕㼟㼙㼕㼚㼡㼏㼕㽾㼚㻌㼐㼑㻌㼠㼕㼑㼙㼜㼛㻌㼑㼚㻌㼑㼟㼜㼑㼞㼍㻚 㻿㼑㻌㼕㼚㼟㼠㼍㼘㼍㼚㻌㼘㼛㼟㻌㼑㼟㼠㼍㼚㼠㼑㼟㻌㼑㼤㼏㼘㼡㼟㼕㼢㼛㼟㻌㼜㼍㼞㼍㻌㼘㼛㼟㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼟㻌㼓㼞㼍㼚㼐㼑㼟㻚 䐟 Máquinasinyectoraspequeñas 40tonf 䐟 䐡 䐠 䐠 Máquinainyectoragrande 850tonf 䐡 Estantesdemoldes Layout deplantademoldeodeplásticos Layout deplantademoldeodeplásticos 29 30 A-209 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻯 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻰 㻿㼑㻌㼍㼘㼙㼍㼏㼑㼚㼍㼚㻌㼘㼛㼟㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼟㻌㼜㼑㼝㼡㼑㽼㼛㼟㻌㼑㼚㻌㼑㼘㻌㼍㼘㼙㼍㼏㽴㼚㻌㼍㼡㼠㼛㼙㼍㼠㼕㼦㼍㼐㼛㻚 㻭㼘㼞㼑㼐㼑㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㻌㼓㼞㼍㼚㼐㼑㻦㻌㼁㼚㼛㻌㼍㻌㼡㼚㼛 䐢 Almacénautomatizado 䐡 䐠 䐢 䐡 䐟 䐣 䐢 䐟 Máquinainyectora 1300tonf 䐠 Sistemadecambiodemoldes 䐡 Estantes demoldes 䐢 Secador 䐣 Triturador Layout deplantademoldeoporinyección 31 Layout deplantademoldeodeplásticos 32 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻰 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻰 㻭㼘㼞㼑㼐㼑㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㻌㼓㼞㼍㼚㼐㼑㻦㻌㼁㼚㼛㻌㼍㻌㼡㼚㼛㻘㻌㻌㻵㼚㼟㼑㼞㼏㼕㽾㼚㻌㼔㼛㼞㼕㼦㼛㼚㼠㼍㼘㻌 㼐㼑㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼟㻚 㻭㼘㼞㼑㼐㼑㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㻌㼓㼞㼍㼚㼐㼑㻦㻌㻌㼁㼚㼛㻌㼍㻌㼡㼚㼛㻘㻌㻼㼑㼟㼛㻌㼐㼑㻌㼙㼛㼘㼐㼑㼟㻦㻌㼐㼑㻌 㻤㻌㼍㻌㻝㻜㻌㼠㼛㼚㼒㻚 䐟 Máquinainyectora 1300tonf 䐡 䐠 Sistemadecambiodemoldes 䐡 䐠 䐣 䐠 䐟 䐡 Layout deplantademoldeodeplásticos Estantesdemoldes 䐢 䐟 Layout deplantademoldeodeplásticos 33 34 A-210 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻰 㻱㼖㼑㼙㼜㼘㼛㻌㼐㼑㻌㼘㼍㼥㼛㼡㼠 㻰 㻭㼘㼞㼑㼐㼑㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㻌㼓㼞㼍㼚㼐㼑㻦㻌 㼁㼚㼛㻌㼍㻌㼡㼚㼛㻚 㻭㼘㼞㼑㼐㼑㼐㼛㼞㻌㼐㼑㻌㼘㼍㻌㼙㽬㼝㼡㼕㼚㼍㻌㼕㼚㼥㼑㼏㼠㼛㼞㼍㻌㼓㼞㼍㼚㼐㼑㻦㻌㼁㼚㼛㻌㼍㻌㼡㼚㼛㻚 䐢 䐟 Secador 䐢 䐟 Máquinainyectoragrande 1300tonf 䐣 Triturador(Grande) 䐣 䐟 Layout deplantademoldeodeplásticos 35 Layout deplantademoldeoporinyección 36 Módulo M39 QGLFH ᨉ 0£TXLQDV GHPROGHR GHSO£VWLFR SRU LQ\HFFLµQ 0 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 5,6/JUN/2012 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV ᧭ (TXLSRVSHULI«ULFRV 5HODFLRQDGRVDOHQIULDPLHQWR ᨺ 3ᨺ3 ᧮ (TXLSRVSHULI«ULFRV 5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV ᨺ 3ᨺ3 ᧯ (TXLSRVSHULI«ULFRV 5HODFLRQDGRVDORVPROGHV 3ᨺ3 ᧰ 0DQWHQLPLHQWRGHORVHTXLSRVSHULI«ULFRV 3 ᧱ 5HJLVWURGHPDQWHQLPLHQWR(MHPSORV 3 1 2 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV A-211 (TXLSRSHULI«ULFR5HODFLRQDGRDOHQIULDPLHQWR Función Nombredelequipo 1 ? ? 2 ? ? 1. Equipos periféricos (Relacionados al enfriamiento)-2 1) Enfriador 1) Cuando se requiere mantener los moldes a bajas temperaturas, por ejemplo para realizar el moldeo de corto ciclo, se utiliza el regulador de temperatura con sistema de refrigeración, de tal manera que circule el agua de enfriamiento (aprox. a 10ºC) en los moldes. 2) Como se tiende a generar condensación de humedad, es necesario realizar mantenimiento como por ejemplo: medidas preventivas de oxidación al terminar la operación de moldeo. Antes de terminar el moldeo, se detiene el suministro de agua fría y se termina cuando la temperatura de los moldes sube más que la temperatura ambiente. O bien, al terminar el moldeo, se abre el molde por la línea de partición y cuando la temperatura de la superficie de la cavidad y del corazón ascienda a la temperatura ambiente se aplica tratamiento anticorrosivo. Laboratorio Tipo de regulador de temperatura y temperatura establecida Temperatura de agua suministrada+10 a 90ºC Regulador de temperatura Temperatura de agua suministrada +10 a 120ºC Enfriador de moldes De 5 a 35ºC Regulador de temperatura de rango amplio Temperatura ambiente+10 a 90 Regulador de temperatura de moldes Aceite 60ºC a 200ºC Regulador de la temperatura de los moldes Refrigerador Regulador de temperatura Regulador de la temperatura de los moldes Fuente: Información técnica de NISSEI 1,66(, (VFXHOD 7H[WR (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 3 Fuente: Información técnica de MATSUI (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 4 1. Equipos periféricos (Relacionados al enfriamiento)-4 1. Equipos periféricos (Relacionados al enfriamiento)-3 2) Regulador de temperatura de moldes 3UHFDXFLµQ 1) Es un equipo que mantiene los moldes a una determinada temperatura mediante el intercambio calorífico con el medio portador del calor, ya sea agua o aceite, el cual se calienta o se enfría y se introduce a presión al interior de los moldes. 2) Se compone de: calentador que sube la temperatura de los medios portadores de calor, circuito de agua de enfriamiento que baja la temperatura, bomba, circuito de control, etc. 3) Según el rango de temperatura de control, se clasifica en el enfriador (refrigerador), el regulador de temperatura, el regulador de temperatura de rango amplio y el regulador de temperatura (alta). En relación con el medio de calor, hay sistemas con agua y con aceite. 4) Es necesario seleccionar un modelo que tenga un margen de descarga de acuerdo con los moldes y las máquinas de moldeo a utilizar. Válvula de seguridad Válvula solenoide de suministro y enfriamie nto Interruptor de flotador Sensor Salida de desagüe Filtro Suministro de agua Lado de descarga Válvula de retorno Termostato para prevención Calentador por sobrecalen tamiento Válvula de desviación Válvula de alimentación 7HPSHUDWXUDSURJUDPDGDᨺഒ (VWLORFRQWDQTXHFXDQGREDMDHOQLYHOODERPEDQRWUDEDMD (VQHFHVDULRFRQWURODUODFDOLGDGGHODJXD /LPSLH]DSHULµGLFD DOLQWHULRUGHOWDQTXHHWF ᧮ 7HPSHUDWXUDSURJUDPDGD0£[ഒ 3RQHUDWHQFLµQDODMXVWDUODVPDQJXHUDV)XJDGHDJXD 7HQHUSUHFDXFLµQFRQODVTXHPDGXUDVSRUDOWDWHPSHUDWXUD ය'HVPRQWDUODVPDQJXHUDVGHVSX«VGHKDEHUEDMDGRODWHPSHUDWXUD &XDQGRHOQLYHOHVW£EDMRODERPEDQRWUDEDMD $OLPHQWDFLµQDXWRP£WLFDGHDJXD Tubería del bloque de enlace Molde Bomba Manómetro de presión Fuente: Información técnica de MATSUI (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV NISSEI Escuela Texto 5 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 6 A-212 (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV 4X«HVHOJUXSRGHa" 4X«HVHOJUXSRGHa" 4X«HVᇲ 5RMR" ᧯ ᧯ (TXLSRGHPH]FOD 7LSRURWDWLYR 0H]FODGHPDWHULDOHV PH]FODGHORVFRORUHV ᧰ 6HFDGRUDGHFDMD (OLPLQDUODKXPHGDGGHO PDWHULDO ᧱ (TXLSRGHSUXHEDV GHOPDWHULDO 3UXHEDGHÏQGLFHGHIOXLGH] 0), ᧲ 'HVKXPLGLILFDGRU (OLPLQDUODKXPHGDGGHO PDWHULDO ᧳ 0ROLQR 0ROHUSLH]DVPROGHDGDV\ FRODGDV ᧴ (TXLSRGHSUXHED 3UXHEDVGHUHVLVWHQFLD 7HQVLÕQ)OH[LÕQ ᧰ ᧴ ᧱ (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV ᧲ ᧳ 6HH[SOLFDVREUH\HQಯ0(TXLSRVGHPHGLFLµQ\VXVIXQFLRQHVರ NISSEI Escuela Texto (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 7 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 8 (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV (TXLSRGHPH]FOD7LSRURWDWLYR 1) Es un equipo relativamente sencillo en el que se mezcla, se remueve y se amasa el material virgen con el material molido (reciclado), el masterbatch y el pigmento en el proceso previo al moldeo. 2) Se alimenta el material mezclado a la máquina inyectora para realizar la inyección. 3) Cuando el tiempo de mezcla no es suficiente, en algunos casos se pueden presentar colores variados u otros defectos. 4) Existen los sistemas de rotación vertical, en forma V, horizontal (giran las paletas instaladas en el interior del tanque), etc. Sistema de mezcla Tipo rotativo NISSEI Escuela Texto (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV (TXLSRGHPH]FOD7LSRURWDWLYR 3UHFDXFLµQ 6H PH]FODDOJLUDU ODVDVSDVGHQWURGHOWDQTXH 6HGHEHRSHUDUHO HTXLSRFRQOD WDSD SXHVWD\HQSRVLFLµQKRUL]RQWDO &XDQGROLPSLHQHOLQWHULRU ය 'HVFRQHFWHQ ODDOLPHQWDFLµQVLQIDOWD GHVHQFKXIDU 1RUD\HQHOLQWHULRUGHO WDQTXH ය 7HQJDQFXLGDGRGHTXHQRHQWUHQ PHWDOHVHWF 3DUDLQWURGXFLU \RGHVFDUJDUORVPDWHULDOHVVHGHEHLQFOLQDUHOWDQTXH ය 8WLOLFHQORVSHUQRVGHVHJXULGDG Máquina mezcladora Las paletas interiores giran en forma horizontal. Fuente: Información técnica de Daiko Seitetsu (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 9 NISSEI Escuela Texto (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 10 A-213 (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV 6HFDGRUDGHFDMD6LVWHPDGHFLUFXODFLµQGHDLUHFDOLHQWH (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV 6HFDGRUDGHFDMD6LVWHPDGHFLUFXODFLµQGHDLUHFDOLHQWH 3UHFDXFLµQ 1) Es un equipo en forma de caja con un calentador instalado en su perímetro interior, en el cual circula el aire mediante un ventilador, de manera que se logra el secado del material para moldear. 2) El equipo cuenta con estantes en su interior para incrementar el área por donde pasa el aire caliente. 3) El sistema de circulación de aire caliente ofrece la gran ventaja de poder calentar relativamente fácil y uniformemente el material. Sin embargo, como es susceptible a la humedad del exterior, se debe prestar atención al estado de secado cuando hay una alta humedad en el ambiente. 4) El material que se coloca en las bandejas de secado debe ser de entre 25 y 30mm de espesor. 5) Se necesita trasladar manualmente el material a la máquina inyectora, lo que no es adecuado para la producción masiva. 7HPSHUDWXUDSURJUDPDGDKDVWDഒ 7«QJDQVHSUHFDXFLµQFRQODVTXHPDGXUDVDO H[WUDHUODVEDQGHMDV 8WLOLFHQJXDQWHVGHSURWHFFLµQ 3UHVWHQDWHQFLµQDOSHVR GHODVEDQGHMDVFRQWHQLHQGRPDWHULDOHV ᨴ[ /LPSLHQ HOLQWHULRU\SRQJDQDWHQFLµQDTXHQRHQWUHQSDUW¯FXODVDMHQDV &XDQGRFDGDEDQGHMDFRQWLHQHGLIHUHQWHVPDWHULDOHV SUHVWHQDWHQFLµQ HQTXHQRVHPH]FOHQDOVDFDUORVGHODVHFDGRUD Secadora de caja Fuente: Información técnica de MATSUI 㻲㼕㼘㼠㼞㼛 㻯㼍㼘㼑㼒㼍㼏㼠㼛㼞 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 11 㻿㼛㼜㼘㼍㻙 㼐㼛㼞 Fuente: Información técnica de MATSUI (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 12 3UHFDXFLÕQ 7HPSHUDWXUDSURJUDPDGD䡚٦ 1RKDEUÄQHFHVLGDGGHWRFDUGLUHFWDPHQWH VLQHPEDUJRHVWÄ DDOWDWHPSHUDWXUD )DOWDGHOLPSLH]DDOLQWHULRUGHOWDQTXHܒ0H]FODPDWHULDOH[WUDÓR &LUFXLWRGH GHVKXPLGLILFDFLÕQ $LUHSXUJDGDGHUHJHQHUDFLÕQ &LUFXLWRGH HQIULDPLHQWR =RQDGHSXULILFDFLÕQ =RQDGHUHJHQHUDFLÕQ &DMDGH FDOHIDFWRUHV =RQDGHHQIULDPLHQWR 'LUHFFLÕQ GHJLUR Enfriamiento &LUFXLWRGH HQIULDPLHQWR Deshumidificación 1) Durante la temporada de lluvia y de verano, en la que existe una alta humedad absoluta en el aire ambiente, la secadora por aire caliente no logra secar por completo las resinas, particularmente a las que tengan una baja absorción de humedad. 2) En este sistema no se extrae al exterior el aire caliente humedecido al ser utilizado para secar las resinas; al interior de la cámara de secado se introduce el aire que ha pasado por el proceso circulatorio de deshumidificación, secado y calentamiento y así listo para secar las resinas. 3) El rotor de panel (honeycomb rotor) se compone de tres zonas: deshumidificación, regeneración y enfriamiento. 4) En la zona de deshumidificación se absorbe la humedad contenida en el aire que entra en la tolva secadora. 5) En la zona de regeneración-calentamiento se calienta y se evapora la humedad adsorbida en la zona de deshumidificación para regenerar el rotor de panel. 6) En la zona de enfriamiento baja la temperatura Aire Aire a regenerar del rotor de panel que ha aumentado durante el Aire enfriado deshumidificado y calentar proceso de regeneración, hasta la temperatura óptima para la deshumidificación. En virtud de Regeneraciónla función respectiva de estas tres zonas, el Deshumidificación calentamiento rotor de panel mantiene un bajo punto de rocío a -40ºC, conservando el desempeño inicial sin necesidad de cambiar la materia adsorbente. (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV 'HVKXPLGLILFDGRU +RQH\FRPEURWRU (TXLSRVSHULI«ULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV 'HVKXPLGLILFDGRU &DOHIDFWRUGH UHJHQHUDFLÕQ (QIULDPLHQWRSRVWHULRU )LOWURGH UHJHQHUDFLÕQ Fuente: Información técnica de MATSUI Salida del aire regenerado Aire de secado 6RSODGRUGH UHJHQHUDFLÕQ 7ROYD VHFDGRUD 7ROYDVHFDGRUD (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 13 NISSEI Escuela Texto )LOWUROLQHDO 6RSODGRUGHVHFDGR Fuente: Información técnica de MATSUI 8QLGDG 8QLGDGGHVKXPLGLILFDGRUD GHVKXPLGLILFDGRUD (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 14 A-214 (TXLSRVSHULIËULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV &RQGLFLRQHVHVWÄQGDUHVSDUDHOVHFDGRGHOPDWHULDO Nombre del material Temperatura de secadoºC Tiempo de secado (Horas) Humedad permisible % PC De 110 a 120 4 o más Máximo 0.03 PBT De 120 a 130 4 Máximo 0.02 PA-66 De 80 a 120 De 4 a 5 Máximo 0.02 Secado al vacío ABS De 80 a 90 De 3 a 4 Máximo 0.1 PMMA De 70 a 75 De 4 a 5 Máximo 0.1 POM De 80 a 90 4 Máximo 0.09 AS De 80 a 90 3 Máximo 0.1 PPS 120 4 Máximo 0.1 Fuente: Información técnica de NISSEI (TXLSRVSHULIËULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV 0ROLQR 1) En caso de reciclar coladas, sprue y productos defectuosos, éstos deben ser molidos. 2) En algunos casos se muelen las coladas en un proceso en línea justo después del moldeo y en otros casos se reune todo el material para molerlo en el proceso posterior. 3) Cuando el material molido se compone de partículas grandes, se pueden ocasionar defectos de moldeo a causa de una mala penetración y/o plastificación desigual. Asimismo, los polvos generados durante la trituración también pueden causar quemaduras u otros defectos de moldeo, por lo que es recomendable eliminarlos antes del uso (Equipo de eliminación de polvos) 4) Para el proceso de moldeo de alta precisión y las máquinas pequeñas de moldeo, comúnmente se vuelve a peletizar el material mediante una peletizadora para eliminar los factores de inestabilidad en la dosificación. 5) Al finalizar el trabajo de molido, se realiza la limpieza para no dejar el material molido. Cuando el molino no está limpio, consiguientemente, se puede ocasionar contaminación, variación del tono de color, falta de resistencia y otros problemas de calidad. 6) En caso de moler todo el material junto en el proceso posterior, se debe llevar control riguroso para que no se mezcle con otro tipo de coladas y/o basura. Integración del molino en línea (Molido de coladas) Secadora Extractor Molido Banda transportadora Regulador de temperatura Separación de seguridad Fuente: Información técnica de NISSEI Fuente: Información técnica de HARMO (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 15 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 16 (TXLSRVSHULIËULFRV5HODFLRQDGRVDORVPDWHULDOHV 0ROLQR (TXLSRVSHULIËULFRV 5HODFLRQDGRVDOPDQWHQLPLHQWRGHORVPROGHV 3UHFDXFLÕQ 0ROGH /DVFXFKLOODVJLUDQܒ1RLQWURGX]FDQODVPDQRVHQHOLQWHULRUGHODHQWUDGDGH PDWHULDO 8WLOLFHQODFXELHUWDVLQIDOWDXWLOLFHQHOLQWHUUXSWRUGHOÏPLWH /LPSLH]DGHOLQWHULRU'ܒHVDFWLYHQ VLQIDOWDODDOLPHQWDFLÕQHOËFWULFDGHVHQFKXIDU )DOWDGHOLPSLH]Dܒ0H]FODGHPDWHULDOH[WUDÓR 7DPSRFRSHUPLWDQPH]FODGHSDUWÏFXODVDMHQDVDUHVLQDVREUHWRGRPHWDOHV 6DOSLFDQPDWHULDOHVPROLGRVܒ/HQWHVGHVHJXULGDG (OUXLGRGHPROLQRHVDOWRܒ0HGLGDVFRQWUDHOUXLGR FXEUHRÏGR 7HQJDQSUHFDXFLÕQFRQHOILORGHODQDYDMDDOOLPSLDUHOLQWHULRUܒ1RFRUWHQ VXVGHGRV 'HVHQFKXIDU /DYDGRUDSRU XOWUDVRQLGR /DYDGRGHFDYLGDG\FRUD]ÕQHWF 0DQWHQLPLHQWRSHULÕGLFR 6ROGDGRUSRUDUFR 6ROGDGXUD 7,*VROGDGXUD DXWÕJHQD GHDOWDSUHFLVLÕQ 3XOLGRU SRU XOWUDVRQLGR NISSEI Escuela Texto (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV $UJÕQ FRUUHFFLÕQUHSDUDFLÕQ 3XOLGR GHPROGHV 1XHYRV PROGHV \UHSDUDFLÕQ (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 17 18 A-215 (TXLSRVSHULIËULFRV 5HODFLRQDGRVDOPDQWHQLPLHQWRGHORVPROGHV 9) Lavadora por ultrasonido (TXLSRVSHULIËULFRV 5HODFLRQDGRVDOPDQWHQLPLHQWRGHORVPROGHV 10) Soldador al arco de alta precisión (Soldadora TIG) WELD PRO SWV01 1)SoldaduraporresistenciaeléctricaysoldaduraalarcodealtaprecisiónTIG /DYDGRUDGHPROGHV&3(3 (OLPLQDODVXFLHGDGGHORVPROGHVSDUDSOÄVWLFRVSRUHMHPSOR TXHPDGXUDSRUJDVVXFLHGDGSRUDFHLWHR[LGDFLÕQ\ODVFDSDVGH SOÄVWLFRV SoldaduradeTIG(GasinerteTungsteno) :Electrodotungsteno Protecciónporgasconelgasinertetalescomo“Argón(Ar),Helio(He). Seleccionenlosconsumiblesdesoldeoadecuadosalmaterial(dureza). /ÏTXLGRSDUDHOODYDGR$OFDOLQRIXHUWH3K䡚 8WLOL]DYLEUDGRUGHDOWDFDOLGDGTXHHVXQRVFLODGRUHOËFWULFRFRQ IUHFXHQFLDGHN+] (VWÄQSURJUDPDGDODSUÄWLFDGHQWURGHOWHPDGHPDQWHQLPLHQWR Utilicensinfaltacaretayguantesdeprotección(4)paraprotegerlacaraylosojos contraelrayoultravioleta(3)alsoldarconelsoldadorTIG. *(VWÄQSURJUDPDGDODSUÄFWLFDGHQWURGHOWHPDGHPDQWHQLPLHQWR 䠎 䠍 䠏 䠐 䠎 䠍 ExtractodelcatálogodeSomax ExtractodelcatálogodeSanwaShoko (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 19 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 20 0DQWHQLPLHQWRGHORVHTXLSRVSHULIËULFRV 0DQWHQLPLHQWR\UHSDUDFLÕQGHORVPROGHV (TXLSRVSHULIËULFRV 5HODFLRQDGRVDOPDQWHQLPLHQWRGHORVPROGHV 11) Pulidor por ultrasonido LAPTORON 75R • Mantenimiento cotidiano 1) Agarraderadelelectrodoporultrasonido (Máx.48W,Frecuenciadeoscilador28kHz) Revisión delacondición demovimientos. ¿Eleva latemperatura deacuerdo aloprogramado? ¿Nohace ruido altrabajar? ¿Funciona elinterruptor deparo deemergencia? Otros. 2) Agarraderadelrotador (Máx.15000rpm) 3) Pulidordelapartelinealangostayprofunda. 4) Pulidordeáreaampliadespuésdelaelectroerosión. * Eltrabajodepulidorequierehabilidadentrenada. (Laprácticaestáprogramadaeneltemademantenimiento). 䠏 䠍 • Mantenimiento periódico Revisión yreemplazo delas partes demantenimiento. Reemplazo delosempaques. Limpieza delosfiltros. Otros. 䠐 䠎 ExtractodelcatálogodeSanwashoko (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 21 A-216 5HJLVWURGHPDQWHQLPLHQWR(MHPSOR Regulador detemperatura demoldes MCH25J ¡Verifiquen yregistren enelmomento deusar! Fechadeuso 20deMarzo 21deMarzo ¿Cuál es latemperatura programada? 80ºC 100ºC ¿Seeleva latemperatura deacuerdo alo programado? 䘟 䘟 ¿Nohayfuga deagua enlas conexiones? 䘟 䘟 ¿Nohace ruido extraño labomba? 䘟 䘟 Nakazawa Nakazawa Otros Quien verificó: (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 23 (TXLSRVSHULI«ULFRV\VXVIXQFLRQHV 22