La palabra plástico significa “capaz
de ser moldeado", sin embargo, existe una gran variedad de materiales que
así se denominan. Gracias a sus características, los plásticos pueden ser
moldeados mediante procesos de transformación aplicando calor y presión.
El termoformado es un proceso de
trasformación de plástico que involucra una lámina de plástico que es calentada
y que toma la forma del molde sobre el que se coloca. El termoformado puede
llevarse a cabo por medio de vacío, presión y temperatura.
Las ventajas del termoformado es la
utilización de pocas herramientas, costo de ingeniería baja y menos tiempo, lo
que hace que el termoformado sea ideal para el desarrollo de prototipos y un
bajo volumen de producción.
Las aplicaciones de los productos
plásticos por temorformado incluyen: interiores automotrices, contenedores para
empaque y transporte, equipo deportivo y recreacional, equipo médico, y más.
Los materiales que se utilizan en el
termoformado son numerosos y van a depender de la aplicación y las propiedades
que se requieran.
Por ejemplo, para los empaques
flexibles, se utilizan el nylon o el polipropileno, que ofrecen una gran
capacidad de formabilidad y rigidez. Para empaques semirígidos, se utiliza el
PVC, poliéster y polipropileno. El EVOH ofrece una excelente barrera al oxígeno
y la resina EVA ofrece un sellado a baja temperatura y buena adhesión.
Ciclos del termoformado
- Calentamiento: El material alcanza una temperatura en el rango termoelástico.
- Formación (moldeo): Se le da la forma utilizando la herramienta de termoformado.
- Enfriamiento: Disminución de temperatura hasta alcanzar una piezadimensionalmente estable.
- Desmoldeo: Expulsión de la herramienta de termoformado.
- Acabado: Corte, soldadura, pegado con adhesivos, sellado al calor, impresión o decoración, metalización.
El sistema más simple es el estirado
de una lámina en estado semi-plástico sobre un molde. A medida que la lámina
topa con la superficie del molde, el estirado se detiene y, como resultado, las
partes de la lámina que tocan al molde en primer lugar tienen un espesor mayor
que el resto. Si el estirado es pequeño, no queda comprometida la integridad de
la pieza y, por tanto, es el procedimiento más usado en el envase de tipo
"blíster" y en los embalajes de tipo burbuja.
Conformado de una sola etapa
Conformado de una sola etapa
Si se precisa un grado elevado de
estirado o se utiliza chapa gruesa no es posible usar el sistema anterior.
Existen cinco métodos que realizan el conformado en una sola etapa
A.- Conformado por adaptación: la lámina caliente se baja
sobre el molde macho o se hace subir a éste de modo que se adapte a su forma.
La adaptación se complementa haciendo el vacío entre el molde macho y la
lámina, o aplicando sobre ella presión de aire. Los productos de este proceso
presentan un espesor grande en el fondo que va disminuyendo hasta ser mínimo
en los bordes.
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B.- Moldeo por vacío: la lámina se fija sobre el borde
del molde hembra haciendo luego el vacío como se ha indicado inicialmente. En
contraste con el proceso anterior, el espesor de la pieza es mayor en los
bordes y mínimo en los cantos de la parte inferior.
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C.- Formado a presión: similar al moldeo por vacío,
sobre la lámina se aplica además aire comprimido hasta 1,4 MPa, por lo que el
sistema precisa de una cámara cerrada superior. Este procedimiento se utiliza
para conformar lámina de pequeña galga de materiales como el PP, que se
suministran en rollo, o para transformar lámina de gran espesor en piezas con
detalle superficial fino.
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D.- Libre soplado: se aplica aire comprimido entre
una cámara que substituye al molde, inexistente en este caso, y la lámina
para obtener una burbuja, cuya altura se controla mediante una fotocélula.
Dado que la burbuja formada de la lámina no toca ningun elemento metálico, no
tiene ninguna marca y, excepto en las cercanias del marco de fijación, tiene
un espesor regular. El aire enfría la burbuja para rigidizar la pieza. El
sistema se utiliza extensamente en envases "blíster" (que
significa, precisamente, "ampolla") a partir de láminada delgada
suministrada en rollo.
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E.- Molde y contramolde: utilizados para conformar piezas
a partir de polímeros relativamente rígidos, como la espuma de PS. Puede
aplicarse vacío al molde hembra para ayudar al conformado. Aunque las
presiones de cierre son de alrededor de 0,35 MPa, si se aplican fuerzas del
orden de 1 MPa puede producirse además un cierto movimiento del material.
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El principal inconveniente de los
métodos descritos es la dificultad para controlar el espesor en piezas
complejas que presenten cantos con radios reducidos o un embutisaje profundo,
especialmente cuando se conforman planchas de un espesor importante. Por ello
se han desarrollado métodos con más de un paso, siendo habitualmente el primero
una forma de estiramiento de la lámina. Existen numerosas variantes que se
describen de forma resumida, con gráficos para facilitar su comprensión
Conformado en etapas múltiples
1.- Estirado de burbuja: se forma una burbuja como se ha
descrito antes y un molde macho desciende a continuación. Al cerrarse sobre
los bordes de la lámina, se aplica vacío entre ambos y presión de aire en la
cámara inferior.
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2.- Vacío con respaldo: de modo inverso al anterior, la
burbuja se forma mediante vacío entre la lámina y la cámara inferior. El
molde macho desciende y completa el conformado, efectuándose el vacío entre
éste y la lámina y aplicando aire comprimido entre ésta y la cámara.
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3.- Vacío con burbuja: se utiliza un molde hembra y se
aplica aire a presión entre el molde y la lámina. Una vez formada la burbuja,
se hace el vacío entre ésta y el molde.
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4.- Vacío asistido con pistón: para asegurar el espesor de el
fondo y sus aristas, un pistón macho con la contraforma de éstos desciende
sobre la lámina hasta contactar con la cavidad hembra, entre las cuales se
aplica el vacío ara completar el moldeo.
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5.- Presión asistida con pistón: combinando el método anterior con
una cámara superior, este sistema aplica presión de aire sobre la lámina, y
el molde hembra lleva taladros de ventilación que pueden o no conectarse a
una bomba de vacío.
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6.- Presión asistida con pistón con
estirado inverso: como en el método anterior, pero con un paso previo de formación de
burbuja con aire a presión desde el molde inferior, hasta que ésta toca al
pistón, que desciende entonces hasta el contacto con el molde hembra.
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7.- Vacío con burbuja asistido con
pistón: como en el
método anterior, pero sin que exista cámara superior para aplicar presión.
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8.- Formado a presión con inmersión
de burbuja: en este caso se utiliza, como en el de vacío con respaldo, una
cámara inferior, que permite formar la burbuja, y un molde macho superior que
desciende en contacto con ésta, completándose el moldeo con presión desde la
cámara.
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Algunos tipos de plásticos tienen
características que han hecho necesario desarrollar otras técnicas.
Otras variaciones
El conformado con lámina apoyada se utiliza para moldear láminas
muy orientadas (OPS) o sensitivas al calor (PP, PE), que se calientan apoyadas
sobre una chapa porosa. Al alcanzar la temperatura de moldeo, se aplica la
lámina contra el molde hembra aplicando aire comprimido a través de los poros
de la chapa o se hace el vacío entre lámina y molde.
En el conformado por deslizamiento, la lámina caliente no se sujeta
fuertemente con el marco de cierre de modo que, al aplicar presión diferencial,
se desliza sobre el borde y hacia adentro de la cavidad. En un momento dado, se
aumenta la fuerza de cierre y se completa el moldeo por estiramiento de la
lámina. El proceso es similar al embutisaje profundo de chapa metálica con
pisador.
Las láminas de plásticos que se
rasgan con facilidad (PET, PA) se conforman mediante moldeo con membrana o diafragma,
en el que la lámina se apoya sobre una membrana gruesa de neopreno caliente,
dispuesta en la cara opuesta a la cavidad del molde. Al introducir presión
entre la membrana y la cámara inferior, se obtiene un estirado muy regular y se
hace posible una embutición profunda.
El moldeo de láminas gemelas es una técnica que compite con el
moldeo rotacional si se utiliza para láminas gruesas. Dos láminas se calientan
en paralelo y, al llegar a la estación de soplado y/o vacío, se juntan por sus
bordes mientras que se introduce entre ambas un microtubo de soplado, por medio
del que se suministra aire comprimido que hace conectar a ambas láminas con los
moldes hembra enfrentados. Las piezas huecas así producidas suelen tener una
profundidad limitada y pueden rellenarse con espuma de PUR para darles mayor
consistencia.
Una técnica similar se aplica al
envase, permitiendo la recuperación del desperdicio de recorte de las distintas
películas de plásticos que se precisan para conferir propiedades diferenciadas
de estructura y barrera. Los materiales de barrera más efectivos son plásticos
incompatibles (EVOH, PA, PP, PET, PVDC). Las películas de los plásticos que han
de formar el envase, alimentadas en rollos, pasan individualmente por
calentadores dispuestos en sandwich y se moldean luego conjuntamente. A la
salida del molde se troquelan y separan las piezas, que están adheridas por
contacto, y la membrana de películas sobrantes se separa y se enrollan
individualmente las distintas películas para su recuperación.
Finalmente, si se
incrementan las fuerzas de termoformado, este proceso imita a los de
deformación metálica. A presiones del orden de 1,75 MPa o más, el proceso se
asemeja al embutido de hojalata. Si se llega hasta unos 14 MPa, el proceso se
convierte en algo similar a la forja y se ha demostrado que pueden fabricarse
productos útiles mediante formado
por impacto (DOW STP) a alta velocidad.
El proceso de rotomoldeo
Es el método de transformación de plásticos por medio
del cual se pueden fabricar huecos de gran variedad de tamaños, formas y
texturas.
El proceso de rotomoldeo permite moldear la resina
sin presión y con la temperatura necesaria para fundirla sin degradarla,
conservando sus propiedades al máximo.
Una función básica del rotomoldeo es hacer que las
partículas plásticas se fundan alrededor de las paredes calientes del molde durante el movimiento rotacional y
biaxial.
Movimiento rotacional
El movimiento rotacional es lo que define a
este productivo proceso. Similar al movimiento de los planetas, el rotomoldeo se entiende como un molde
moviéndose en 2 ejes o planos simultáneamente, de tal manera que el plástico cubre las paredes del molde tomando su forma.
Etapas del rotomoldeo
- Materia prima: Antes de comenzar es necesario tener en cuenta la calidad y propiedades de la materia prima a utilizar. Esta es vertida dentro del molde.
- Calentamiento. Una vez cargado el molde, se procede al movimiento rotacional aplicando calor constante y uniforme para que el plástico se funda en torno a la forma del mismo molde.
- Enfriamiento: Tal como lo dice el molde, en esta etapa se enfría el molde para la solidificación del plástico.
- Desmolde: Ya fría la pieza, se desmonta abriendo el molde para así obtener un cuerpo hueco de plástico rotomoldeado.
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Ventajas del rotomoldeo
Realizar productos innovadores o mejorar los
existentes aprovechando la potencialidad del rotomoldeo es una actividad que
supone una profunda integración entre las competencias técnico constructivas,
las relativas a la proyección y la creatividad.
La técnica del rotomoldeo se está imponiendo
progresivamente como una importante respuesta tanto para el mundo del diseño
como para una amplia gama de aplicaciones industriales.
Podemos enumerar algunas ventajas:
-Gran flexibilidad en el diseño de piezas
-Permite formas de contorno complicado con
diferentes espesores y acabados superficiales.
-Fabricación del producto en una sola pieza, hueca sin necesidad de soldaduras.
El espesor de la pared es uniforme y puede ser aumentado o disminuido, sin
necesidad de modificar el molde.
-Se pueden fabricar piezas con insertos metálicos y
otros tipos de refuerzos.
-Se adapta tanto a pequeñas como a grandes producciones. Pueden fabricarse
piezas de distinto color y tamaño en un mismo ciclo.
-Bajo coste en moldes y utillaje.
-Cambio rápido del color.
APLICACIONES
Las aplicaciones del rotomoldeo son amplias y
variadas utilizándose principalmente en:
Productos
- Depósitos Agua, Gasóleo, Aceite
- Conductos de Aire
- Carrocerías
- Sillas
- Papeleras
- Lámparas
- Señales y rótulos
- Neveras
Sectores
- Vehículo Industrial
- Obra Pública
- Autobús
- Mobiliario Urbano
- Mobiliario de Diseño e Iluminación
- Maquinaria Agrícola
BIBLIOGRAFÍA
PRESENTADO POR:
Mauricio Gañan
Óscar Bejarano
Rose Sandoval
elegir el material perfecto para la embuticion produnda es un paso muy importante Depende esencialmente de las necesidades del producto en su ciclo de uso. Habitualmente puede ir relacionado con el sector. Los espesores generalmente van de 0.5 mm hasta los 4 o 5 mm. Aunque el espesor medio de los materiales se centran entre 1 y 3mm.
ResponderEliminarMuy interesante blog, y interesante sector el de moldes de inyeccion, de ahí salen la mayoría de las piezas con las que se fabrica todo.
ResponderEliminarInteresante artículo, yo vengo del sector de moldes para inyección de plástico, trabajé en el diseño y desarrollo de estos moldes, por lo que lo recomiendo desde mi experiencia.
ResponderEliminarGracias por la información estoy de acuerdo en todo gracias por apoyar el sector de inyección plástico y aportar conocimiento.
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