TERMOCONFORMADO.

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VENTAJAS:

es un proceso totalmente automatizable y limpio, genera pocos productos por reproceso, y poca escoria, materia prima es fácil de conseguir en el mercado.

DESVENTAJAS:

no demanda de muchos empleados, genera productos que son casi perennes por ende productos contaminantes, Una restricción característica de este proceso es que la pieza a termoconformado debe ser fácilmente "desmoldable" esto significa que la matriz debe ser más ancha en la base y más angosta en la parte superior. Esto comúnmente se denomina ángulo de desmolde o de salida y generalmente es de 5 grados como mínimo.

FUNCIONAMIENTO:

El termoconformado es un proceso que consiste en dar forma a una lámina plástica por medio de calor y vacío utilizando un molde o matriz. Un exceso de temperatura puede "fundir" la lámina y la falta de calor o una mala calidad de vacío incurrirá en una pieza defectuosa y sin detalles definidos.

A diferencia de otros procesos como la inyección, el soplado y el rotomoldeado, el termoconformado parte de una lámina rígida de espesor uniforme realizada por el proceso de extrusión, y permite realizar pequeñas producciones por su bajo costo en matricería llegando a ser rentable en altas producciones también.

ETAPAS DEL PROCESO: 


este proceso tiene tres etapas fundamentales:

-Calentamiento del semielaborado, ya sea por radiación, contacto o convención.

-Moldeo del semielaborado, que tras calentarse se estira adaptándose al molde por medio de diferentes procesos (presión, vacío, presión y vacío o un contramolde).

-Enfriamiento del producto, que comienza cuando el termoplástico entra en contacto con el molde y es enfriado por un ventilador o a temperatura ambiente y termina cuando la temperatura es la adecuada para desmoldear la pieza sin deformarla.

EQUIPOS Y ACCESORIOS: 


En general se puede afirmar que el costo del utillaje necesario para el termoconformado es bajo, debido a que las bajas presiones de trabajos permiten fabricar moldes muy económicos. Además, su puesta en servicio es rápida, al igual que el cambio de molde, lo que permite una gran flexibilidad del proceso, lo que hace que resulte muy económico para series pequeñas.

La mayor complejidad del molde se encuentra en los pequeños orificios de los que deben disponer para hacer vació o presión y los sistemas de eliminación de calor, que solo son incorporados si procede. En el caso de los orificios siempre son preferibles y más eficaces las ranuras que los agujeros para permitir que se elimine el aire del interior del molde, y se deben fabricar con un diámetro inferior a 0,65 mm para evitar defectos en la superficie de la pieza acabada. Normalmente se sitúan en las zonas bajas o que no están conectadas al molde. Muchos equipos incorporan una chimenea de equilibrio para asegurar un vacío constante que suele estar entre los 500 y 760 mm de mercurio. Los moldes suelen incluir siempre ángulos de salida para extraer fácilmente la pieza (entre 2 y 7º)

 IMPORTANCIA:

Hoy en día estamos rodeados de todo tipo de artículos tercomonformados, aunque podemos dividirlos en dos grandes grupos:

§            La fabricación de piezas de gran superficie y estrechas paredes, como son bañeras, paneles interiores de electrodomésticos, paneles de puertas de coches o embarcaciones.

§           Todo tipo de envases de industria alimentaria, como son vasitos de yogur, hueveras, envases con diferentes cavidades para repostería, tarrinas individuales de mantequilla o mermelada, etc. Este tipo de envases con huecos también se pueden aplicar a piezas de recambio o artículos de ferretería, portaherramientas o cubiteras.

§           Por otro lado, hay otros productos que se fabrican por método como son las señales, accesorios de lámparas, cajones, vajillas, juguetes, cabinas transparentes de aviones o limpiaparabrisas de barcos.

§                                 VARIABLES DEL PROCESO:

Temperatura de conformado, que depende sobre todo del material a transformar, aunque también de la complejidad y el espesor de la pieza.

Tiempo de calentamiento, que depende sobre todo del espesor del material, aunque también del coeficiente de transmisión del mismo. Este es de gran importancia, y ha de ser suficiente para que la lámina alcance uniformemente en superficie y espesor la temperatura de conformado.

Tiempo de enfriamiento, que depende de los mismos factores que el tiempo de calentamiento, y ha de ser suficiente para que el elaborado final sea resistente y no se deforme al desmoldear.

Presión o vacío, depende sobre todo del espesor de la lámina aunque también de la complejidad de la pieza. Debe controlarse, ya que si es insuficiente no se obtendrán todos los detalles y si es excesiva se pueden producir agujeros o marcas.

CLASIFICACIÓN DE MATERIALES:

Materiales para moldes

Los materiales más utilizados para los moldes son:

§          Madera, para los que se suele utilizar maderas duras secadas en horno, a las que se les aplica barniz para tapar los poros. Suele tardan en enfriar las piezas por lo se utiliza para series cortas o prototipos. Los agujeros suelen realizarse con broca.

§          Escayola, se suele emplear con un 5% de fibra de vidrio para evitar rotura por fragilidad o si se requiere gran duración, y se le aplica tapaporos para evitar desgaste. También se utiliza en pequeñas series o prototipos y los agujeros se realizan a partir de alambres lubricados.

§          Poliéster reforzado con fibra de vidrio, son de mayor duración por lo que se aplican a series de hasta 500 piezas.

§         Colada epoxi, son de mayor resistencia y soportan temperaturas grandes, por lo que se aplica a series de mayor producción, hasta 1000 piezas. Es necesario un modelo para fabricar el molde.

§          Aluminio, fácil de mecanizar y con gran capacidad de evacuación del calor, lo que son muy utilizados en grandes series.

§          Acero, permiten fácil mecanizados y buenos acabados de superficie; sobre todo si se emplean aceros blandos.

Instalaciones

Para el proceso de termoconformado existen varios tipos de instalaciones. Hay maquinas simples que realizan el calentamiento y moldeo en una sola estación, se emplean en series cortas y prototipos y suelen ser manuales.

Otro tipo de instalaciones son las industriales, que constan por lo general de distintas estaciones en cada una de las cuales se realiza una operación sobre el material, que va pasando de forma continua. Generalmente constan de:

§                                 Estación de suministro de lámina, que surte de material al resto de estaciones.

§                                 Estación calefactora, que calienta el semielaborado hasta la temperatura adecuada.

§                                 Estación de conformado, da forma a la lámina.

§                                 Estación de troquelado, elimina el material sobrante y recoge el desperdicio.

§                                 Estación de apilado, recoge las piezas conformadas.

MOLDEO POR COMPRESION

VENTAJAS

·        En el moldeo por comprensión prácticamente no hay recortes, por lo que se genera una cantidad muy pequeña de memas

·        Los materiales gozan de mejores propiedades mecánicas al no sufrir consideraciones elevadas

·        Es posible fabricar piezas muy finas que mantienen su forma sin alabarse.

·        Es posible fabricar piezas de más de 1.5 kg de peso que pueden resultar muy problemáticas mediante inyección.

·        Los moldes y en general la maquinaria son bastante más económicos que en moldeo por inyección.

DESVENTAJAS

El moldeo por compresión tiene algunas limitaciones y no es muy aconsejable cuando se trata de moldear artículos de forma muy complicada con resaltes, entrantes o pequeños taladros laterales. Tampoco es aconsejable para moldear artículos de paredes gruesas (1cm o más). Valores típicos de temperatura del molde, presión del moldeo y tiempo de moldeo. Otra desventaja es que para conseguir que el molde se llene completamente con un material de viscosidad elevada es necesario emplear presiones elevadas y, por tanto, que los moldes cierren perfectamente para evitar el material pueda salir por la línea de participación antes de llenar las partes de acceso más difícil.

ETAPAS DEL PROCESO DE MOLDEO POR COMPRESIÓN:

1.     Apertura del molde.

2.     Extracción de las piezas moldeadas en el ciclo anterior.

3.     Preparación del molde, lo que incluye la limpieza del molde, y lubricación para facilitar la extracción de la siguiente pieza y colocación de las inserciones metálicas (si las hay) y del compuesto de moldeo, bien liquido, en forma de pastillas o de polvo.

4.     Se cierra el molde caliente y se aplica presión.

5.     Se abre el molde para dejarlo “respirar” y permitir la salida de humedad y materias volátiles.

6.     Aplicación de toda la presión al molde caliente y manteniendo durante el tiempo necesario hasta que el material haya curado totalmente.

7.     Extracción de la pieza.

FUNCIONAMIENTO DEL PROCESO

El moldeo por compresión se inicia con una cantidad determinada colocada o introducida en un molde. Después el material se calienta hasta llegar a un estado que permita moldearlo y manipularlo. Luego la prensa hidráulica comprime el plástico flexible contra el molde, dando como resultado una pieza que es perfectamente moldeada que mantiene la forma de la superficie interior del molde. Después la prensa hidráulica retrocede y un pin eyector en el fondo del molde expulsa rápidamente la pieza final fuera del molde y el proceso concluye

EQUIPOS Y ACCESORIOS

la parte fundamental de la máquina de compresión es la prensa como se muestra a continuación.

Preformas

El uso de preformas permite controlar mejor la cantidad de material de moldeo, conseguir una manipulación sencilla y acortar el ciclo de moldeo. Una preforma o tableta no es otra cosa que una pastilla de polvo de moldeo someramente aglomerada por presión para que mantenga su forma, de manera que permita su manejo sin problemas. Las preformas suelen tener formas sencillas y son fáciles de obtener en presas de empestillar.

Maquina horizontal para fabricar preformas:

a)    Posición de llenado; la abertura entre pistones queda situada debajo de la tolva

b)    Matriz y tolva se han desplazado hacia la izquierda

c)     La tableta o preforma es comprimida entre los pistones

d)    Matriz y tolva se desplazan y la tableta sale de la maquina.

IMPORTANCIA

El moldeo por compresión es el método de transformación de plásticos mas antiguo que existe. El moldeo por compresión se utiliza exclusivamente para moldear materiales termoestables, y ocasionalmente para procesar termoplásticos.

Moldeo por compresión tiene un alto desarrollo en la fabricación de piezas de materiales compuestos para aplicaciones de reemplazo de metales, se utiliza normalmente para hacer piezas más grandes planas o de forma levemente curvas. Este método de moldeo es muy utilizado en la fabricación de piezas de automóviles, tales como cubiertas, defensas, cucharones, spoilers, así como pequeñas piezas más complejas.

VARIABLES DEL PROCESO

La temperatura del molde y la presión aplicada son los factores más importantes del proceso. Además de estas variables, otros factores que influyen en la calidad de las piezas moldeadas por compresión son: el diseño de la pieza que se debe moldearse, la velocidad de cierre de prensa, la plasticidad del material y las condiciones en que se encuentra la superficie de la cavidad de moldeo. Es importante poner en la cavidad de moldeo la cantidad extracta de material que se necesita, pues una cantidad en defecto puede dar lugar a piezas porosas con baja densidad y con malas propiedades mecánicas, mientras que una cantidad en exceso puede dar lugar a excesivas rebabas.

CLASIFICACIÓN DE MATERIALES

·        Materiales duroplasticos y elastómeros, para piezas de pequeñas dimensiones

·        Compuestos reforzados con fibra de vidio (a partir de resinas expoxi, de poliéster etc)

·        Termoestables

·        sistemas de resina poliéster con fibra de vidrio,  (SMC / BMC), Torlon (Poliamida-imida: PAI), Vespel (Poliamida: PA), Polifenilen sulfuro (PPS), y muchos grados de PEEK.

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REFERENCIAS

•BELTRAN, M. MARCILLA, A. Tecnología de polímetros. Moldeo por compresión. Disponible en:  http://iq.ua.es/TPO/Tema6.pdf

VIVENT VELA, María Cinta. ALVAREZ BLANCO, Silvia. ZARAGOZA CARBONELL, José Luis. Ingeniería química y nuclear. Ciencia y tecnología de polímetros. Valencia. ISBN: 84-9705-964-6.

FUNDACION WIKIPEDIA, Inc. la enciclopedia libre. Termoconformado. Publicado el 10 de octubre de 2012. Disponible en: < http://es.wikipedia.org/wiki/Termoconformado >