Fundición De Plasticos 392u5r

FUNDICIÓN DE PLASTICOS

Los plásticos son materiales polímeros orgánicos que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo, hilado, etc. Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes.

Los productos finales son sólidos, aunque en alguna etapa de su procesamiento son fluidos bastante fáciles de formar por aplicación de calor y presión. En forma final, los plásticos consisten de largas cadenas de moléculas o polímeros, que se obtienen a partir de bloques de moléculas o monómeros; por medio de catalizadores, calor y presión.

El cruce de eslabones de dos o más polímeros, proceso análogo a la aleación de los metales, es conocido como copolimerización, aunque no todos los polímeros son plásticos. Lo tres tipos básicos de plásticos son:

• Resinas termoplásticas que pueden reprocesarse algunas veces sin ocasionar un cambio en su composición química. • Resinas termofijas las que no se pueden reprocesar debido a que se ocasionaría un cambio en su composición química. • Elastómeros, pueden ser termoplásticos o termofijos, y tienen la capacidad de experimentar una gran cantidad de deformación elástica a temperatura ambiente.

En la conformación de polímeros, la fundición involucra verter una resina líquida a un molde, con el uso de la gravedad para llenar la cavidad, y dejar que el polímero se endurezca. Tanto los termoplásticos como los termo fijos se funden. Algunos ejemplos de los primeros incluyen los acrílicos, poliestireno, poliamidas (nylon) y vinilos (PVC). La conversión de la resina líquida en un termoplástico endurecido se lleva a cabo de varias maneras, que incluyen

1) calentar la resina termoplástica a un estado muy fluido de modo que se vierta y llene la cavidad del molde con facilidad, y después se le deja enfriar y solidificar en el molde 2) usar un prepolímero (o monómero) de peso molecular bajo y polimerizarlo en el molde para que forme un termoplástico de peso molecular elevado 3) verter un plastisol (suspensión líquida de partículas finas de una resina termoplástica como el PVC, en un plastificador) en un molde calentado para que forme un gel y se solidifique.

Las ventajas de la fundición sobre procesos alternativos como el moldeo por inyección incluyen las siguientes:

1) el molde es más sencillo y menos costoso

2) el artículo fundido está relativamente libre de esfuerzos residuales y memoria visco elástica

3) el proceso es apropiado para cantidades pequeñas de producción. Al centrarnos en la segunda ventaja, las hojas de acrílico (plexiglás, Lucite), por lo general, se funden entre dos placas de vidrio muy pulidas. El proceso de fundición permite un grado alto de aplanamiento y que se logren las cualidades ópticas que son deseables en las hojas de plástico transparente. Dicho aplanamiento y transparencia no pueden obtenerse con la extrusión de hojas planas. Una desventaja de ciertas aplicaciones es la contracción significativa de la pieza fundida durante la solidificación. Por ejemplo, las hojas de acrílico pasan por una contracción volumétrica de alrededor de 20% cuando se funden. Esto es mucho más que en el moldeo por inyección, en el que se emplean presiones elevadas para comprimir la cavidad del molde a fin de reducir la contracción.

La fundición en hueco es una alternativa a la fundición convencional; se deriva de la tecnología de fundición de metal. En la fundición en hueco, se vierte un plastisol líquido en la cavidad de un molde de deslizamiento caliente, por lo que se forma una capa en la superficie del molde. Después de una duración que depende del espesor que se desea tenga la capa, se extrae el exceso de líquido del molde; luego se abre este para retirar la pieza.

Objetivos

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Conocer definiciones relacionadas con los procesos de fundición y moldeo. Conocer factores importantes que influyen en la selección de parámetros para los procesos de fundición y moldeo. Conocer los componentes de un molde. Conocer algunos procesos de fundición utilizando moldes permanentes y moldes desechables. Conocer algunos criterios de diseño de moldes, incluyendo cómputos para el diseño de “risers”.

Introducción   

Los procesos de fundición tienen su origen en el año 5000 AC. Puede utilizarse para materiales metálicos y no metálicos. El proceso consiste en vertir material derretido en un molde, dejarlo solidificar y removerlo.

Factores importantes para los procesos de fundición    

proceso de solidificación flujo del fluído transferencia de calor influencia del material del molde

Flujo de fluído y transferencia de calor 

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Un molde requiere un diseño cuidadoso de modo que el sistema de compuertas permita que se supla suficiente material derretido para rellenar la cavidad y evitar problemas potenciales. Es importante poder calcular MFT = tiempo que se tarda en llenar el molde.

Factores que afectan la fluidez      

viscosidad tensión de superficie inclusiones (partículas) patrón de solidificación de la aleación geometría del molde material y superficie del molde

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grado de sobrecalor razón de derrame transferencia de calor

Procesos de fundición Los procesos de fundición se clasifican en dos grupos:  

procesos que utilizan moldes desechables procesos que utilizan moldes permanentes

Procesos para materiales plásticos Descripción   

Los procesos para plásticos tienen similaridad con algunos de los procesos de fundición o deformación descritos anteriormente. Forma básica del material: granos o pasta (ver transparencias) Los plásticos requieren temperaturas de operación menores que los metales y por lo tanto cuestan menos.

Propiedades del polímero derretido   

Viscosidad Visco-elasticidad Índice de flujo de material derretido

Procesos discutidos en clase     

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producción de hojas y películas producción de fibras y filamentos procesos de cubiertas extrusión o estudiar las ecuaciones relacionadas con el flujo volumétrico moldeo por inyección o estudiar las ecuaciones relacionadas con la compensación al encogimiento moldeo por soplido moldeo por compresión moldeo por transferencia

Procesos para materiales compuestos Definición

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Un material compuesto es una combinación de dos o mas fases quimicamente distintas e insolubles. Esta combinación tendrá propiedades y rendimiento estructural superiores a los de sus componentes.