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Proyecto Fin de Carrera Estudio de la contracción de polímeros termoplásticos procesados por soplado Autor: Judith Fustero Aznar Director: Patricia Oliete Ingeniería Técnica Industrial Mecánica Universidad de Zaragoza En Zaragoza, Febrero 2012 ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 2 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! RESUMEN El presente estudio ha sido elaborado bajo petición de la empresa Mann Hummel Zaragoza. En dicha planta se fabrican filtros de aire para automóviles y una de las áreas de la planta se dedica al soplado de polímeros de tubos de aire limpio y sucio de los filtros. A día de hoy, el soplado de materiales poliméricos es un método de extrusión de plásticos que le queda mucho por desarrollarse, puesto que es muy difícil lograr un control sobre los espesores de las piezas. Las piezas cuando salen del molde, continúan contrayendo y, en ocasiones resulta difícil determinar cuáles serán sus dimensiones finales. Con el propósito de conocer, como influyen los parámetros de soplado sobre la contracción se ha llevado a cabo este estudio. Primeramente, se realizaron unos estudios previos sobre unas piezas formadas por una matriz de PP-EPDM. Gracias a estos primeros ensayos, comprobamos que el espesor de la boca era el factor que más influía en la contracción de esta y , fue entonces cuando se llevo a cabo un estudio minucioso sobre piezas formadas por el material Hytrel ®, puesto que es este el material más empleado, así como el que más contrae. Al finalizar el estudio, pudimos conocer en qué medida los diferentes parámetros tales como, temperatura del material, temperatura del molde, medio de enfriamiento, y llevar a cabo mejoras en el proceso de fabricación de tubos soplados de la planta de Mann Hummel Zaragoza. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 3 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! ÍNDICE' 0.PRESENTACIÓN'Y'OBJETO'DEL'ESTUDIO'.....................................................................................'5! 1.INTRODUCCIÓN'A'LOS'MATERIALES'POLIMÉRICOS'.....................................................................'6! 1.1!POLÍMEROS!CON!BASE!DE!CARBONO!................................................................................................!7! 1.1.1#Termoplásticos#..............................................................................................................#7! 1.1.2#Termoestables#.............................................................................................................#16! 1.1.3#Elastómeros#.................................................................................................................#18! 1.2!POLÍMEROS!CON!BASE!DE!SILICIO!..................................................................................................!19! 2.'PROCESADO'DE'LOS'POLÍMEROS':'EXTRUSION'........................................................................'21! 2.1.!INTRODUCCIÓN!........................................................................................................................!21! 2.2!!EQUIPO!DE!EXTRUSIÓN!..............................................................................................................!22! 2.3!!DIFERENTES!TIPOS!DE!DE!EXTRUSIÓN!DE!POLÍMEROS!.........................................................................!25! 3.MOLDEO'POR'SOPLADO'...........................................................................................................'29! 3.1!MOLDEO!POR!INYECCIÓN>SOPLADO!...............................................................................................!29! 3.2!MOLDEO!POR!EXTRUSIÓN!–!SOPLADO!............................................................................................!29! 3.2.1#Componentes#empleados#............................................................................................#30! 3.2.1#Tipos#de#soplado#..........................................................................................................#31! 3.3!MOLDEO!POR!COEXTRUSIÓN>SOPLADO!..........................................................................................!32! 4.TERMOPLÁSTICOS'MAS'EMPLEADOS'EN'EXTRUSIÓNBSOPLADO'................................................'33! 4.1!POLIPROPILENO!........................................................................................................................!33! 4.2!POLIETILENO!............................................................................................................................!35! 4.3!POLIAMIDAS!.............................................................................................................................!37! ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 4 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 4.4!ELASTOMERO!TERMOPLÁSTICO!DE!ÉTER>ESTER!(TEEE)!......................................................................!38! 5.FACTORES'QUE'INFLUYEN'EN'LA'CONTRACCIÓN''DE'LOS'PLÁSTICOS''DESPUÉS'DE' HABER'SIDO'EXTRUIDOS.'...............................................................................................................'39! 6.CONTROL'DEL'COMPORTAMIENTO'DE'LA'CONTRACCIÓN'DE'PLÁSTICOS.'.................................'42! 7.ENSAYOS'REALIZADOS'SOBRE'ALFATER*'..................................................................................'47! 7.1!INTRODUCCIÓN!.........................................................................................................................!47! 7.2.!RESULTADOS!DE!LOS!ENSAYOS!.....................................................................................................!49! 7.3!CONCLUSIONES!SOBRE!ALFATER®!.................................................................................................!56! 8.'ENSAYOS'REALIZADOS'SOBRE'HYTREL®'...................................................................................'57! 8.1INTRODUCCIÓN!.........................................................................................................................!57! 8.2!ENSAYOS!REALIZADOS!SOBRE!LA!PIEZA!MB1055!.............................................................................!59! 8.3!ENSAYOS!REALIZADOS!SOBRE!LA!PIEZA!F1112!.................................................................................!64! 8.4!ENSAYOS!SOBRE!LAS!PIEZAS!MB1097!...........................................................................................!74! 8.'CONCLUSIONES'GENERALES'....................................................................................................'77! 9.'IMPLEMENTACIONES'EN'LAS'LINEAS'DE'TRABAJO'DE'MANN'HUMMEL'SPAIN'.........................'80! 10.'BIBLIOGRAFIA'........................................................................................................................'82! ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 5 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 0.PRESENTACIÓN Y OBJETO DEL ESTUDIO El presente estudio está orientado a la investigación de la contracción que sufren los materiales poliméricos tras haber sido procesados. El proceso de conformación que se ha estudiado ha sido el moldeo por soplado, más concretamente el moldeo de soplado por succión. Las contracciones que sufren a lo largo del tiempo, pueden hacer que lotes de piezas que en un principio cumplían las especificaciones de diseño, queden rechazadas. El objeto de este estudio es analizar los parámetros más significativos que influyen en la contracción de polímeros para ser capaces a posteriori de ajustar al máximo los factores que afectan a la contracción para que esta sea mínima. Dicho análisis se ha llevado a cabo bajo petición del grupo Mann Hummel, empresa perteneciente al sector automovilístico. Fabrican una amplia gama de productos de filtración; filtros de aire, de agua, de aceite o de habitáculo. Fue fundada en 1941 en Ludwigsburg (Alemania) y hoy cuenta con 41 plantas localizadas en todo el mundo y más de 13.200 empleados. Ha sido en la planta ubicada en Zaragoza donde se han llevado a cabo las diferentes pruebas. La planta que se sitúa en Zaragoza cuenta con 31 máquinas de inyección de polímeros y 14 máquinas de soplado de polímeros. En el diseño de cada filtro, el equipo técnico ha de poner mucha atención en los factores que afectan a las dimensiones de las piezas; es por ello, que se ha hecho este análisis: saber con mayor exactitud cómo se comportan los polímeros a los largo del tiempo, y poder obtener así tendencias de su comportamiento. Para poder llegar a unas conclusiones, se han tomado muestras de los polímeros más utilizados sobre los diseños que actualmente se están fabricando y se han variado parámetros, como la temperatura o el espesor, sobre el proceso estándar. ############################################### ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 6 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 1.INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES POLIMÉRICOS Los materiales poliméricos son conocidos familiarmente con el nombre de plásticos y cauchos, forman parte de nuestra vida cotidiana. Los encontramos en áreas tan diversas como los envases y embalajes, juguetes, vehículos, electrónica e incluso material clínico. A pesar de su amplia utilización, el conocimiento de estos materiales es muy escaso. Este desconocimiento se puede achacar, no al desinterés, sino a la rápida evolución que han sufrido, lo que dificulta su inclusión en los programas de formación. Con el nombre de polímeros se agrupa un conjunto de materiales caracterizados por estar compuestos por largas cadenas moleculares de alto peso atómico (lineales, ramificadas o en red), formadas por la unión de pequeñas moléculas, llamadas monómeros. Estos monómeros pueden ser: Con base de carbono, dividiéndose en este caso en: -Termoplásticos -Termoestable -Elastómeros Con base de silicio, llamadas: -Siliconas En general, podemos decir que, los materiales poliméricos tienen baja densidad, alta resistencia a la corrosión, baja conductividad eléctrica y térmica, fácil conformación y bajo costo. Estas son las propiedades que hacen que cada día sean más empleados para usos industriales, en especial en la industria del automóvil. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 7 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 1.1!Polímeros!con!base!de!carbono! 1.1.1!Termoplásticos! Un termoplástico es un plástico que, por encima de la Temperatura de transición vítrea (Tg), es plástico o deformable, se convierte en un líquido cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se enfría. La mayoría de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los hay que poseen cadenas asociadas por medio de débiles fuerzas Van der Waals (Polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno, como las poliamidas. Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que después de calentarse y moldearse éstos pueden recalentarse y formar otros objetos, mientras que en el caso de los termoestables, su forma después de procesado no cambia y no funde, degradándose al calentarlo. Los principales termoplásticos son: • Polietileno y sus derivados: Se emplean como materia prima el etileno, obtenido del craqueo del petróleo que, tratado posteriormente, permite obtener diferentes monómeros como acetato de vinilo, alcohol vinilo,alcochol vinilito, cloruro de vinilo, etc. Pertenecen a este grupo el PVC, el polietileno, el metacrilato, etc. • Derivados de las proteínas: pertenecen a este grupo el nailon y el perlón, obtenidos a partir de las diamidas. Dentro del grupo de los materiales termoplásticos, podemos distinguir entre AMORFOS y CRISTALINOS. La diferencia radica en que los cristalinos, a la vuelta al estado sólido tras el aporte de calor, cuando se reorganizan lo hacen intentando ocupar el mínimo espacio posible, organizándose las moléculas de forma ordenada. No así en el caso de los amorfos que lo hacen de una forma mucho más anárquica. Aún más, en el caso de los amorfos la contracción es isótropa (constante en las 3 dimensiones del espacio), mientras que en el ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 8 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! caso de los cristalinos la contracción es anisótropa ( la contracción es mucho mayor en el sentido de flujo que en el transversal). Comportamiento elástico. En los polímeros termoplásticos la deformación elástica es el resultado de dos mecanismos. Un esfuerzo aplicado hace que se estiren y distorsionen los enlaces covalentes de las cadenas, permitiendo que estas se alarguen elásticamente. Al eliminar el esfuerzo se recuperan de esta distorsión prácticamente de manera instantánea. Además, se pueden distorsionar segmentos completos de cadenas de polímeros; al eliminar el esfuerzo los segmentos volverán a su posición original después de un periodo de horas o incluso meses. Este comportamiento viscoelástico dependiente del tiempo, puede contribuir en algo al comportamiento elástico no lineal. Fusión y fenómeno de la transición vítrea Cuando se deja un objeto plástico a la intemperie durante el invierno, puede observarse que se quiebra o se rompe con mayor facilidad que durante el verano, se ha producido el fenómeno de transición vítrea, que a temperaturas bajas es algo que solo les ocurre a los polímeros, lo cual es una de las cosas que los hacen diferente. Hay una cierta temperatura, Tg, distinta para cada polímero, que cuando el polímero enfría por debajo de esa temperatura se vuelve quebradizo y rígido. Algunos polímeros son empleados a temperaturas por encima de sus temperaturas de transición vítrea y otros por debajo. La transición vítrea no es lo mismo que la fusión. La fusión es una transición que se manifiesta en los polímeros cristalinos. Ocurre cuando las cadenas poliméricas abandonan sus estructuras cristalinas y se transforman en un líquido desordenado. La transición vítrea es una transición que se manifiesta en los polímeros amorfos, es decir, ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 9 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! polímeros cuyas cadenas no están dispuestas según un ordenamiento cristalino, sino que están esparcidas en cualquier ordenamiento, aun en estado sólido. Los polímeros cristalinos también tienen alguna porción amorfa. Esta porción generalmente constituye el 40-70% de la muestra polimérica. Esto explica porque una misma muestra de un polímero puede tener tanto una temperatura de transición vítrea como una de fusión. Pero lo importante es saber que la porción amorfa solo experimentará la transición vítrea, y la porción cristalina solo la fusión. Cuando la temperatura es alta, las cadenas pueden moverse con facilidad, de modo que cuando se toma una porción de polímero y se dobla, las moléculas que ya están en movimiento, no tendrán problemas en moverse hacia nuevas posiciones, con el fin de aliviar la tensión que se está ejerciendo entre ellas. Pero si se trata de doblar una muestra de polímero por debajo de la Tg, las cadenas ya no podrán desplazarse hacia otras posiciones, y sucederá una de las dos cosas siguientes: • O las cadenas serán lo suficientemente resistentes como para soportar las fuerzas que se están ejerciendo y la muestra no se doblara. • O la fuerza que se está aplicando es demasiado grande para que las inmóviles cadenas poliméricas puedan resistirlas y yo no pueden moverse a su alrededor para aliviar dicha tensión, la muestra se quebrara o rompe. La temperatura exacta a la cual las cadenas polimericas experimentan este gran cambio en si movilidad, depende de la estructura del polímero. La flexibilidad o rigidez de su polímero a una alta temperatura dada están determinadas por la movilidad de la cadena, es decir, cuando eficientemente las cadenas del polímero se deslizan entre sí. Cuanto más puedan moverse, más flexible será el polímero. Cuando se calienta un polímero cristalino a velocidad constante, la temperatura aumentará a velocidad constante. La temperatura seguirá aumentando hasta que el polímero llegue a su punto de fusión. Cuando esto sucede ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 16 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! APLICACIONES Los polímeros se utilizan en un número sorprendente de aplicaciones, incluyendo juguetes, aparatos domésticos, elementos estructurales y decorativos, recubrimiento, adhesivos, llantas de automóvil y empaques El polietileno se usa para producir películas para empaque, aislamiento eléctrico de hilos conductores, botellas blandas, recubrimiento de extrusión, cortinas, manteles, cubiertas para la construcción, estanques, invernaderos, bolsas de basura, tuberías y elementos caseros. El cloruro de polivinilo o más conocido como el PVC se utiliza para fabricar tuberías, válvulas, loseta de piso, aislamiento eléctrico de hilos para conductores, y techos de vinil para automóviles. El polipropileno se utiliza para la fabricación de tanques, aplicación en el moldeo por inyección de piezas de electrodomésticos, utensilios pequeños, piezas de automóviles, fibras para alfombras, cuerdas y empaques. 1.1.2!Termoestables! Los materiales termoestables son materiales reticulados en todas direcciones, es decir, sus macromoléculas se entrecruzan formando una red de malla cerrada. Esta disposición justifica que estos materiales no permitan cambios de forma mediante la aplicación de calor o presión después de haber sido enfriados por primera vez, de decir, solo se pueden deformar una vez. La densidad suele ser algo mayor que los otros polímeros, variando sus valores entre 1,3 y 2,3 g/cm³. Son materiales que presentan muy buenas propiedades a temperaturas elevadas, alta resistencia térmica y química, son rígidos y presentan una buena dureza superficial y estabilidad dimensional. Sin embargo requieren procesos de fabricación muy lentos debido a que la reacción de polimerización tiene lugar durante la transformación y, además, ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 17 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! presentan unos acabados pobres en comparación con la mayoría de los termoplásticos. Por todo ello su uso ha disminuido en los últimos años. Las propiedades mecánicas pueden mejorarse añadiendo al polímero un material de relleno como la fibra de vidrio. Este tipo de adición es muy frecuente, lo que permite obtener materiales con unas propiedades muy superiores a los plásticos tradicionales. A este tipo de materiales se les llama compuestos o composites. Algunos de los termoestables más frecuentes son: -Fenoles: formados por la reacción de fenol con formaldehido, son utilizados para hacer el plástico conocido como baquelita. Su principal aplicación está en la rama eléctrica debido a que son buenos aislantes eléctricos y térmicos, además de tener un bajo coste. (Ver fig. 2) -Resinas epoxi: utilizadas como adhesivos debido a sus buenas propiedades de adherencia, así como un buen comportamiento mecánico. En la industria tienen una gran importancia ya que constituyen uno de los materiales matriz más importante para formar los materiales compuestos de matriz polimérica. -Poliésteres insaturados: se utilizan también reforzados con fibra de vidrio para formar materiales compuestos de gran resistencia. Se utilizan en automoción, embarcaciones pequeñas, y , debido a su gran resistencia a la corrosión , se emplean para hacer tuberías y conductos. -Poliuretano: presenta una gran dureza, flexibilidad y resistencia a la abrasión. Se conforma fácilmente y se prepara con formulaciones muy versátiles, de manera que se pueden obtener polímeros de poliuretano con propiedades muy variadas. Especialmente importante es la espuma de poliuretano, que se obtiene añadiendo un agente espumante a los monómeros iniciales. (Ver fig. 3) ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 18 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 1.1.3!Elastómeros! Este tipo de polímeros suelen conocerse con el nombre de cauchos. Cuentan con la particularidad de ser muy elásticos pudiendo incluso, recuperar su forma después de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma, ya sea natural o sintética, y para algunos productos adhesivos. A modo más específico, un elastómero, es un compuesto químico formado por miles de moléculas denominadas monómeros, los que se unen formando enormes cadenas. Es gracias a estas grandes cadenas que estos polímeros son elásticos ya que son flexibles y se encuentran entrelazadas de manera muy desordenada. Cuando un elastómero es estirado, sus moléculas se alinean, permitiendo que muchas veces tomen un aspecto cristalino. Sin embargo, una vez que se suelta, rápidamente, vuelve a su estado original de elástico desorden. Lo anterior distingue a los elastómeros de los polímeros plásticos. La mayoría de estos polímeros son hidrocarburos, por lo Figura 2 Artículos fabricados con baquelita Figura 3 Espuma de poliuretano Figura 4 Traje elaborado con elastómeros ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 19 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! tanto, están conformados por hidrógeno y carbono, y se obtiene en forma natural del polisopreno que proviene del látex de los árboles. Otra manera de obtener un elastómero es a partir de la síntesis de petróleo y gas natural. Para modificar algunas de las características de los elastómeros, es posible añadir otros elementos como el cloro, obteniendo así el neopreno tan utilizado en los trajes de buceo. (Ver fig. 4) Para poder darle un uso más práctico a los elastómeros, estos deben ser sometidos a diversos tratamientos. A través de la aplicación de átomos de azufre, este polímero se hace más resistente gracias a un proceso denominado vulcanización. Las ruedas de los vehículos son una aplicación de polímero vulcanizado, (Ver fig. 5). Si además se le agrega otro tipo de sustancias químicas es posible lograr un producto final bastante resistente a las amenazas corrosivas presentes en el medio ambiente. También, los elastómeros pueden ser utilizados para la fabricación de adhesivos. Para ello son disueltos en una solución de solventes orgánicos y luego, se le añaden ciertos adhesivos que mejoran su capacidad de adhesión y su durabilidad. 1.2!Polímeros!con!base!de!silicio! La silicona es un polímero inodoro e incoloro compuesto principalmente de silicio. La silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad de aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, moldes, impermeabilizantes y en aplicaciones médicas y quirúrgicas, como prótesis valvulares cardíacas e implantes de mamas. Se deriva de la roca de cuarzo y al ser calentado en presencia de carbono produce silicona elemental. Dependiendo de posteriores procesos químicos, la silicona puede tomar una variedad de formas físicas que incluyen aceite, gel y sólido. Por su versatilidad ha sido Figura 5 Rueda vulcanizada ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 20 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! usado con éxito en múltiples productos de consumo diario. Tal es el caso de lacas para el cabello, labiales, protectores solares y cremas humectantes. Dada su baja reactividad ha sido ampliamente usada en la industria farmacéutica en confección de capsulas para facilitar la ingestión de algunos medicamentos, en antiácidos bajo la designación de meticona. Hay más de 1000 productos médicos en los cuales la silicona es un componente. Figura 6 Prótesis mamarias de silicona ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 21 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 2. PROCESADO DE LOS POLÍMEROS : EXTRUSION Debido al diferente comportamiento frente a la temperatura, el proceso utilizado depende si es material es un termoplástico, un termoestable o un elastómero. Los termoplásticos se calientan normalmente en condiciones suaves, generalmente hasta llegar a la fusión del material y se conforman antes de enfriarlos. Sin embargo, los materiales termoestables no están completamente polimerizados cuando entran en la etapa de conformación, ya que una vez formado el polímero termoestable no se pueden deformar por calor (ya que son estables con la temperatura y no funden ni reblandecen), por lo que en esta etapa habrá que introducir el polímero sin acabar de polimerizar y necesitará una reacción química que entrecruce las cadenas, para formar el material totalmente reticulado. Se puede partir del llamado pre polímero, que es la mezcla de los monómeros pero sin que haya tenido lugar la reacción de polimerización; ésta se producirá posteriormente con la acción de un catalizador y/o calor. También se puede partir de los monómeros por separado e introducirlos de forma simultánea en el dispositivo que le vaya a proporcionar la forma final. El final de la polimerización se consigue por aplicación de calor y presión o por acción de un catalizador, bien a temperatura alta o bien a temperatura ambiente. Para la utilización de elastómeros se utilizan técnicas similares a las empleadas con los termoplásticos. Vamos a pasar a describir los principales métodos de procesado de los polímeros: 2.1.!Introducción! La extrusión es un proceso continuo para producir semielaborados a partir de plásticos. La gama de productos se extiende desde los semielaborados más simples, como tubos, planchas y láminas, hasta los perfiles más complejos. En la extrusión, el plástico recibe una nueva forma, después de haber sido fundido completamente, por lo que este proceso se cuenta dentro de los procesos de moldeo. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 22 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 2.2!!Equipo!de!extrusión! • Extrusora La extrusora es el componente común a todas las líneas de extrusión y todos los métodos basados en ella. (Ver fig. 7) Tiene como misión hacer del plástico, que se le introduce en general como granza o polvo, una masa fundida homogénea, y obligarla a pasar por un molde. Una extrusora se compone de las siguientes partes: Tolva (Sistema de alimentación) La tolva proporciona al extrusor una alimentación continua del material durante el proceso. No todos los materiales tienden a fluir libremente, por ello que las tolvas suelen ir equipadas con un agitador complementario o cinta transportadora. Fig. 7 Esquema de una extrusora ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 23 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Husillo (Tornillo) El husillo desempeña una multitud de funciones, incluye la alimentación, transporte, fusión y homogenización del plástico. Es el “corazón” del extrusor. El tornillo que más se usa es “el tornillo de tres zonas”, porque puede procesar mas termoplásticos satisfactoriamente contemplando aspectos térmicos y económicos. Por ello, lo vamos a considerar como representativo de todos los husillos existentes. La figura 8 representa el esquema de un tornillo de tres zonas. En la zona de alimentación, el material sólido accede desde la tolva al tornillo y entonces es forzado hacia adelante. En la zona de fusión, el material se comprime y funde por la fuerza de fricción que produce el tornillo al girar. En la zona de homogeneización, el material fundido se homogeneiza y consigue la deseada temperatura del proceso. Una importante característica del husillo es la relación de su longitud y su diámetro L/D. Esta relación determina la eficiencia del extrusor. Fig. 8 Esquema de un tornillo de tres zonas ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 24 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Aparte de los husillos convencionales de tres zonas, se emplean otros husillos con otras formas para aplicaciones especiales. Independientemente de su diseño, todos los tornillos y todos los extrusores deben satisfacer las siguientes necesidades: 1. Transporte constante, prácticamente libre de pulsaciones. 2. Producción de una mezcla térmica y mecánicamente homogénea 3. Procesar los materiales por debajo de sus límites de degradación térmicos, químicos y mecánicos. Cabezal o dado El cabezal o dado tiene la función de tomar el flujo de materiales provenientes de la máquina extrusora, y formar la lámina en fracciones de segundo dando las principales características al material formado tales como ancho deseado, rango de espesores, uniformidad en el perfil del producto u homogeneidad en la distribución del material plastificado. Lo más importante a destacar es que si el cabezal o dado no es eficiente en la formación efectiva del producto, es casi imposible luego corregir las deficiencias originadas en este cabezal. (Ver fig. 9) Camisa calefactora La fusión del material dentro de la extrusora no tiene lugar únicamente gracias a la fricción, sino también gracias al aporte externo de calor. De esto, se encarga el sistema de atemperado. El sistema se halla dividido en varias zonas, que pueden calentarse o Fig. 9 Cabezal de una extrusora ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 25 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! refrigerarse de forma independiente. Para ello se emplean usualmente bandas calefactoras, aunque pueden encontrarse sistemas alternativos, como los que emplean líquidos en circuito cerrado. De este modo se puede conseguir una determinada distribución de temperaturas dentro del cilindro. En la transformación de los materiales sensibles, se emplean a veces también husillos atemperados. 2.3!!Diferentes!tipos!de!de!extrusión!de!polímeros! 1. Moldeo por inyección de plásticos Constituye une de los los procedimientos más importantes en la fabricación de termoplásticos. El termoplástico que va a ser procesado se entrega en forma de bloques o en forma de polvo granular, llamado granza (Ver fig.10). El material en polvo se envasa en bolsas plásticas, muchas de las cuales se pueden cargar directamente en la caldera .Como los ingredientes no han sido calentados, el termoplástico en polvo podrá ser refundido hasta tres veces sin problemas. Los bloques, sin embargo, fueron fundidos y moldeados durante su fabricación. En el moldeo por inyección el material plástico se introduce en forma de gránulos (granza) mediante una tolva, a través de la que caen en un tornillo rotatorio impulsor, el cual Figura 10 Granza de polímero termoplástico ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 32 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Este proceso tiene un coste relativamente bajo respecto a los otros y permite la obtención de piezas a minimizando los tiempos de ciclo. Su principal desventaja es que su uso esta muy limitado en la fabricación de ángulos y piezas complejas. -Moldeo en 3D con manipulación del robot. En este proceso, un robot coge el no todavía inflado parisón y lo coloca dentro del molde. La principal ventaja que presenta es que permite la fabricación de piezas de geometrías complejas. Como desventaja señalar, que los moldes son más caros que en otros procesos de soplado debido al número de deslizaderas y otras partes móviles que requiere. ! 3.3!Moldeo!por!coextrusiónBsoplado! Mediante esta técnica de soplado se consigue productos multicapa. Esto puede interesar por diversas cuestiones como son: incluir diferentes características de permeabilidad, disminuir el costo de los materiales (al poder utilizarse materiales reciclados o de menor calidad), combinar características ópticas de los polímeros o crear efectos de colores iridiscentes. El párison extruido incluye todas las capas necesarias que en forma de tubo ingresan al molde, en la misma forma que el párison de monocapa. Además el control de espesor del párison se puede llevar a cabo al igual que en el proceso de extrusiónsoplado. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 33 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 4.TERMOPLÁSTICOS MAS EMPLEADOS EN EXTRUSIÓN-SOPLADO Los materiales utilizados son polímeros termoplásticos. La limitación de estos materiales se presenta cuando se requiere trabajar a altas temperaturas. La temperatura máxima de uso es relativamente baja, variando entre 50º-230ºC , aunque bien es cierto que hay algunos, como el PTFE o el sulfuro de polifenilo, que pueden llegar a temperaturas de utilización de cerca de 300ºC.Los materiales que más se utilizan se detallan a continuación: 4.1!Polipropileno! El polipropileno es un termoplástico semicristalino, que se produce polimerizando propileno en presencia de un catalizador externo específico. El polipropileno tiene múltiples aplicaciones, por lo que es considerado como uno de los productos termoplásticos de mayor desarrollo en el futuro. Es un producto inerte, totalmente reciclable, su incineración no tiene ningún efecto contaminante, y su tecnología de producción es la de menor impacto ambiental. Esta es una característica atractiva frente a materiales alternativos. . Hoy en día el polipropileno es uno de los termoplásticos más vendidos en el mundo, con una demanda anual estimada de 40 millones de toneladas. Sus incrementos anuales de consumo han sido próximos al 10% durante las últimas décadas, confirmando su grado de aceptación en los mercados. La buena acogida que ha tenido ha estado directamente relacionada con su versatilidad, sus buenas propiedades físicas y la competitividad económica de sus procesos de ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 34 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! producción. Varios puntos fuertes lo confirman como material idóneo para muchas aplicaciones: • Baja densidad • Alta dureza y resistente a la abrasión • Alta rigidez • Buena resistencia al calor • Excelente resistencia química • Excelente versatilidad Por la excelente relación entre sus prestaciones y su precio, el polipropileno ha sustituido gradualmente a materiales como el vidrio, los metales o la madera, así como polímeros de amplio uso general (ABS y PVC). Las principales compañías petroleras del mundo producen polipropileno, bien sea por participación directa, o por medio de filiales. En el transcurso de los últimos años el volumen de negocio del polipropileno ha ido creciendo de manera significativa, tanto en el mundo como dentro del grupo. Fig. 17 Granza de polipropileno Fig. 16 Granza de polipropileno ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 35 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 4.2!Polietileno! El polietileno (PE) es químicamente el polímero más simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2) n. Por su alta producción mundial (aproximadamente 60 millones de toneladas son producidas anualmente (2005) alrededor del mundo) es también el más barato, siendo uno de los plásticos más comunes. Es químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula química CH2=CH2 y llamado eteno). Una clasificación general basada en tres clases distintas de densidad es ahora generalmente aceptada en la industria. Baja densidad 0,910 a 0,925 gr/cm3 Mediana densidad 0,926 a 0,940 gr/cm3 Alta densidad 0,941 a 0,965 gr/cm3 Los polietilenos más densos son lógicamente más pesados, pero aún los artículos fabricados con los polietilenos de alta densidad flotarán en agua. Esta es una ventaja para el moldeador pues le permitirá obtener más volumen por cada kilogramo de polietileno que usando cualquier otro plástico. A las temperaturas ordinarias es tenaz y flexible, y tiene una superficie relativamente blanda que puede rayarse con la uña. A medida que aumenta la temperatura, el sólido va haciéndose más blando y finalmente se funde a unos 110 ºC, transformándose en un líquido transparente. Si se reduce la temperatura por debajo de la Temperatura de transición, el sólido se hace más duro y más rígido. La pieza que va a ser ensayada no es exclusivamente polietileno sino que es una combinación de polietileno de media densidad (EPDM), finalmente mezclado en una matriz de polipropileno (PP). El nombre comercial del material es Alfater ®. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 36 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! -Presenta una baja distorsión después de aplicar esfuerzos de tracción y presión. -Buena resistencia a los efectos de la intemperie y el ozono. -Buena resistencia a las soluciones acuosas y muchos medios alcalinos. -Excelente resistencia al envejecimiento a largo plazo en aire caliente (hasta 125 grados). -Se utiliza tanto en moldeo por soplado como en inyección de plásticos. Propiedades mecánicas Valor Unidad Norma Densidad 0.95 gr/cm³ ISO 1183 Tensión a la rotura 65 MPa ISO 37-2 Resistencia a la tracción 17 MPa ISO 37-2 Dureza Shore D (15s) 40 - ISO 868 Fig. 18 Muestra de los tubos ensayados de Alfater® ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 37 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Propiedades para cálculos reológicos Valor Unidad Norma Temperatura del molde 10-80 °C ISO 294 Temperatura de fusión 200 °C ISO 294 Temperatura de trabajo 100 °C ISO 294 4.3!Poliamidas!!!!!!!!!!!!!!!!!! Las poliamidas se originan por policondensaciones lineales de diamidas y de ácidos dicarboxílicos. Todas las poliamidas absorben, relativamente, gran cantidad de humedad (en algunas clases de hasta el 10%). El punto de fusión de los tipos comerciales, según su composición se halla entre 180-250ºC. Su viscosidad de fusión es muy reducida, lo cual hay que tenerlo en cuenta a la hora de trabajarlas. A temperaturas elevadas, las poliamidas son muy sensibles a la oxidación, tomando rápidamente un color de amarillo hasta castaño en contacto con el aire. La estructura de las poliamidas es amorfocristalina. El enfriamiento lento de la fusión produce una estructura cristalina reforzada de gran dureza, rigidez y estabilidad a la fricción. El enfriamiento rápido aumente la proporción amorfa y produce piezas más flexibles, de mayor ductibilidad. Para la extrusión y el soplado es conveniente utilizar las poliamidas plastificadas con una viscosidad de fusión más elevada. Las especiales ventajas del material residen en su gran dilatación y tenacidad y su elasticidad frente a los disolventes orgánicos. Un inconveniente es la gran absorción a la humedad de las poliamidas (índice de saturación del 10%). Tabla 1. Características principales de Alfater® ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 38 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Las poliamidas poseen buena resistencia mecánica, tenacidad y resistencia al impacto elevada , buen comportamiento al deslizamiento y buena resistencia al desgaste. -Su densidad varía entre 1,06-1,20 g/cm3. - Es resistente a la gasolina, aceites, benzol, lejías, disolventes, cetonas, agua y ésteres. -No resistente a ozono, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, agua oxigenada. 4.4!Elastomero!termoplástico!de!éterBester!(TEEE)! Hytrel® es una marca registrada de la compañía Dupont de la familia de los elastómeros poliésteres termoplásticos. Las características comunes que comparten los plásticos Hytrel incluyen propiedades mecánicas y físicas, tal como excepcional dureza y resistencia, alta resistencia al impacto y a la fatiga, flexibilidad a bajas temperaturas y conservación de las propiedades a altas temperaturas. Además, es resistente a muchos productos químicos industriales, aceites y disolventes. Algunas de sus aplicaciones son en la industria de automóvil, muebles, artículos deportivos o equipamiento industrial. Propiedades mecánicas Valor Unidad Norma Densidad 1.19 gr/cm³ ISO 1183 Tensión a la rotura 30 MPa ISO 527-1/-2 Módulo de tensión de fluencia (1h) 650 MPa ISO 899-1 Módulo de tensión de fluencia(1000h) 320 MPa ISO 899-1 Res. impacto Charpy (-30°C) 30 kJ/m² ISO 179/1eA Dureza Shore D (15s) 52 - ISO 868 Densidad 1190 kg/m³ ISO 1183 ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 39 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Propiedades para cálculos reológicos Valor Unidad Norma Densidad de fundido 1040 kg/m³ - Conductividad térmica de fundido 0.16 W/(m K) - Capacidad térmica específica del fundido 2150 J/(kg K) - Temperatura de ejecución 110 °C - 5.FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CONTRACCIÓN DE LOS PLÁSTICOS DESPUÉS DE HABER SIDO EXTRUIDOS. En el ámbito del trabajo, definimos la contracción como el cambio de volumen que sufre una pieza cuando se enfría una vez transformada. No hay que confundirlo con el concepto de distorsión o deformación que es el cambio de forma que sufre una pieza cuando se enfría una vez transformada. La contracción puede ser de tipo lineal o anisótropa .La contracción lineal es cuando un material se contrae de manera uniforme, cuando una pieza moldeada se contrae de manera no uniforme o no lineal se dice que su contracción es anisótropa .Debe estimarse la contracción que va a sufrir la pieza, aunque no es fácil a priori, debido a la multitud de factores que influyen. Por ello, se van a analizar los más influyentes para disminuir o al menos controlar, lo máximo posible la contracción de estos materiales. Un adecuado control de las condiciones de moldeo reducirá a un valor mínimo las variaciones dimensionales de las piezas. La diferencia relativa entre dimensión del molde en frío, Lw, y dimensión de la pieza enfriada, L, (a las 24 horas de haber sido fabricadas), se denomina contracción de transformación VS. A causa de los cambios de estructura que se producen, esta última Tabla 2. Características principales de Hytrel® ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 40 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! suele ser en los plásticos parcialmente cristalinos superior a los amorfos. La contracción de transformación se expresa en %: VS= ((Lw-L)/Lw )*100 Con la contracción de transformación, todavía no concluye la disminución del tamaño de la pieza; la cual sigue contrayéndose hasta un determinado valor final, que se alcanza con mayor rapidez cuanto mayor es la temperatura durante el almacenamiento. Este proceso se llama poscontracción, NS. En los plásticos parcialmente cristalinos (como es objeto de este estudio), la postcontracción es siempre inferior a la contracción de transformación. La suma de ambas recibe el nombre de contracción total, GS GS=VS+NS Los parámetros de proceso que más influyen en las piezas sopladas son: -Temperatura de molde: la relación existente entre contracción de transformación y temperatura de las paredes del molde, impone que esta última sea lo más uniforme posible. Cuando aumenta la temperatura del molde, hace lo propio la contracción de transformación VS, pero disminuye la post contracción NS. Este hecho, implica que para obtener piezas dimensionalmente estables ( de escasa post contracción), el molde debe encontrarse a la temperatura más alta posible, lo que supone aceptar una mayor contracción de transformación. -Espesor de las paredes: tiene una influencia muy importante. Los espesores de paredes más reducidos, provocan un enfriamiento más rápido de la pieza moldeada.En cambio los espesores mayores, proporcionan una cristalización mayor y por tanto un incremento en la contracción. Por esta razón, debe diseñarse la pieza con el mínimo espesor de la pared ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 41 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! compatible con las exigencias de diseño y la facilidad de fabricación. Los materiales amorfos presentan un menor grado de contracción en relación al espesor de las paredes. -Tipo de material: Es un factor determinante, porque cada material se comporta de una manera distinta, por ello se han estudiado los materiales más utilizados. -Humedad(hidroscópicos): Es importante evitar la presencia de humedad en los materiales porque si la hubiera se pueden formar burbujas en las piezas procesadas. Los materiales deben ser secados antes de procesarlos. -Temperatura de trabajo material: cuanto mayor sea la temperatura de trabajo del material, mayor sera las post-contraccion de la pieza. -Tiempo de enfriamiento en el molde: El tiempo de enfriamiento de la pieza dentro del molde influye en la temperatura de salida de la pieza. De ahora en adelante, vamos a considerar la temperatura de la pieza a la salida inmediatamente despues de haber sido abierto el molde y una vez es recogida. -Geometría del producto: esto es aplicable a las variaciones de espesor de pared y la forma de la superficie. -Condiciones de moldeo: esto incluye la preparación de la máquina, temperaturas de enfriamiento del molde y carga. -Condiciones de la máquina de moldeo: la velocidad, las presiones, la precisión en el tiempo y el control de la temperatura afectan en la contracción. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 48 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! La siguiente tabla (fig 24) recoge las temperaturas superficiales de las bocas a la salida del molde y los espesores de las bocas. La temperatura del molde para todos los ensayos es de 40 ºC, y la temperatura del parison es de 170 ºC. Temp pieza (24ºC) Temp proceso (29ºC) Temp pieza (32ºC) Espesor 1.7mm pieza 9+ pieza 10 pieza 5+pieza 6 Espesor 2.1 mm pieza 7 + pieza 8 pieza 1 + pieza 2 Espesor 4 mm pieza 3+ pieza 4 pieza 11+pieza 12 En el presente estudio, cuando se habla de espesor siempre nos vamos a referir al espesor en la boca del tubo soplado, asi como cuando decimos diámetro interior estaremos hablando del diametro interior en la boca. .Para obtener diferentes espesores, fue necesaria la ayuda de un técnico las máquinas sopladoras. Es posible modificar los espesores gracias a un dispositivo que va acoplado al cabezal de la sopladora que recibe el nombre de hilera. Fig. 25. Hilera utilizada en soplado por succion Fig. 24. Resumen de las temperaturas y espesores de las piezas ensayadas ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 49 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Cuando se habla de temperatura de la pieza se refiere a la temperatura exterior de la pieza. Para conseguir diferentes temperaturas en la pieza, el técnico de las máquinas sopladoras, aumentaba o disminuía el tiempo de ciclo. En el caso en el que la pieza se recoge a 24ºC, el tiempo de ciclo fue de 60”, la pieza ya habia enfriado en el molde. Cuando se quiso una temperatura de pieza mayor, se disminuyo el tiempo de ciclo. 7.2.!Resultados!de!los!ensayos! Tal y como hemos explicado, se medirá el diámetro interior de la pieza, su espesor, y la temperatura en función del tiempo transcurrido tras la salida del molde. Para obtener unos resultados concretos en los que basarnos se tomaron dos muestras por cada modificación de parámetros, pero se muestra una de ellas por la similitud de los resultados. El espesor del tubo no es uniforme en todo el diámetro pero si que se mantiene constante a lo largo del tiempo, la variación es del orden decimal y es debida al aparato de medida. Tubos con espesor nominal 2.1 mm y Temperatura pieza 27*C( 1 Y 2) La siguiente figura (fig. 26) presenta los datos correspondientes a la media de los diámetros interiores de la pieza, 60,8! 60,9! 61! 61,1! 61,2! 61,3! 61,4! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! Diámetros'interiores(mm)' Tiempo(minutos)' Pieza'2' Fig. 26. Diámetros de las bocas frente al tiempo ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 50 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! La contracción máxima que experimenta el material a lo largo de 24 horas es de 0.39 mm. Transcurridas las dos primeras horas, el material prácticamente no contrae. En la gráfica solo queda manifiesto hasta el minuto 180 pero se siguieron tomando medidas durante una semana, e incluso meses y el diámetro permanecía invariable. La temperatura de la superficie a la que es recogida la pieza es de 30 ºC y va disminuyendo gradualmente hasta que estabiliza con la temperatura ambiente. Transcurridos los 5 primeros minutos, la temperatura superficial de la pieza se estabiliza a 27 º C, en cambio, podemos observar que la pieza sigue disminuyendo sus dimensiones. Esto es debido a que el núcleo de la pieza continúa estando a altas temperaturas y las cadenas interiores todavía no se han estabilizado. La gráfica 27 presenta la variación de temperatura que sufre a lo largo del tiempo. Como podemos ver, las piezas han enfriado dentro del molde y van a enfriar hasta la temperatura ambiente. En la figura 28 vemos como el espesor permanece invariable a lo largo del tiempo y esto va a darse en todas las piezas ensayadas. . La contracción solo afecta largo del al diámetro de la boca, no al espesor. 25! 26! 27! 28! 29! 30! 0! 500! 1000! 1500! 2000! 2500! Temperatura(ºC)' Tiempo(minutos)' Pieza'2' Fig. 27. Temperatura de las bocas a lo largo del tiempo 1! 1,5! 2! 2,5! 0! 20! 40! 60! 80! 100! 120! 140! Espesor'(mm)' Tiempo'(minutos)' Fig. 28. Espesor de las bocas a lo largo del tiempo ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 51 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Tubos con espesor de 3 mm y Temperatura pieza 27*C( 3 y 4) En este caso, la contracción máxima es de 0.33 mm a lo largo de las primeras 24 horas. La diferencia con el anterior radica en que le cuesta más tiempo estabilizarse. Hasta que no han pasado tres cientos minutos no deja la pieza de contraer. Como hemos aumentado el espesor, transcurre más tiempo hasta que se ha enfriado toda la pieza. La figura 29 y 30 representan los valores de los diámetros interiores en función del tiempo. Respecto al caso anterior, como hemos aumentado el espesor, el tiempo de estabilización de la pieza es mayor. Al haber más material, se necesita más tiempo para que el núcleo alcance la misma temperatura que la exterior. (T ambiente). 59,2! 59,4! 59,6! 59,8! 0! 100! 200! 300! D.'int(mm)' Tiempo(minutos)' Pieza''3' Log.!(Series1)! 59,2! 59,3! 59,4! 59,5! 59,6! 59,7! 0! 500! 1000! 1500! D.'int(mm)' Tiempo(minutos)' Log.!(Series1)! Fig. 29. Diámetro de las bocas a lo largo del tiempo Fig. 30 Diámetro de las bocas a lo largo del tiempo en los primeros 300 minutos ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 52 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Tubos con espesor de 1.7 mm y Temperatura pieza 27*C( 5 y 6) La figura 31 representa como varía el diámetro a lo largo del tiempo para un espesor menor. En este caso, se ha disminuido el espesor hasta 1.7 mm, manteniendo la temperatura pieza constante a 27ºC. La contracción máxima es de 0.24 mm a lo largo de las primeras 24 horas. Como la pieza ahora presenta un espesor menor, enfría antes y a partir de los cien minutos prácticamente no contrae. Respecto a la temperatura, varía muy poco porque sale del molde ya prácticamente a temperatura ambiente. La temperatura pieza es de 29 º C, inmediatamente después de salir del molde. En pocos minutos, se estabiliza a temperatura ambiente 27ºC. Tubos con espesor nominal 2.1 mm y Temperatura pieza 24*C( 7 y 8) Ahora ha habido un cambio importante y es que se ha disminuido la temperatura pieza a 24ºC, para ello se ha aumentado el tiempo de ciclo a 62 segundos, frente a los 32 segundos iniciales del proceso. Como era de esperar, la pieza deja de contraer mucho antes, puesto que ya ha estado enfriando ya durante un tiempo y sale más estable. Contrae menos fuera del molde, porque ya lo ha hecho dentro del mismo. Los circuitos de refrigeración de la sopladora han reducido la temperatura superficial hasta los 24 ºC. 61,7! 61,8! 61,9! 62! 62,1! 0! 50! 100! 150! 200! 250! 300! D.'int(mm)' Tiempo(minutos)' Pieza5' Fig. 31 Diámetro de las bocas a lo largo del tiempo en los primeros 300 minutos ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 53 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! La contracción máxima es de 0.38 mm, pero es importante señalar que este valor queda contraído prácticamente en los treinta primeros minutos y, pasados los treinta primeros minutos ya casi no contrae. En el minuto 90 la pieza estabiliza totalmente sus dimensiones y estas permanecerán invariables posteriormente. La figura 32 representa la variación del diámetro interior frente al tiempo. La figura 33 representa la variación de la temperatura en función del tiempo, a diferencia de los casos anteriores, ahora sale del molde a 24ºC y en los minutos inmediatamente posteriores, aumenta 3ºC (hasta la T ambiente). Como ya hemos dicho, el molde soplado tiene incorporado un sistema de refrigeración, por lo que si hubiera estado mas tiempo habría alcanzado una menor temperatura superficial. Tubos con espesor 1.7 mm y Temperatura pieza 24*C( 9 y 10) Ahora se va a analizar un caso extremo, la mínima temperatura de la pieza y un espesor bajo. La figura 34 representa la variación del diámetro interior frente al tiempo 61! 61,1! 61,2! 61,3! 61,4! 61,5! 0! 20! 40! 60! 80! 100! 120! D.'int(mm)' Tiempo(minutos)' Pieza'7' 23! 24! 25! 26! 27! 28! 0! 20! 40! 60! 80! 100! 120! Temperatura(ºC)' Tiempo(minutos)' Fig. 32 Diámetro de las bocas a lo largo del tiempo en los primeros 120 minutos Fig. 33 Variación de la temperatura en el tiempo ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 54 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! La pieza a los 45 minutos deja de contraer, y la contracción máxima en esta caso es de 0.27 mm. La gráfica 35 representa la variación de temperatura frente al tiempo. Sucede lo mismo que en el caso anterior, la pieza sale a 24ºC y aumenta progresivamente hasta estabilizarse con la temperatura ambiente a 27ºC. Tubos con espesor nominal 3 mm y Temperatura pieza 32*C( 11 y 12) La figura 36 representa los variación de los diámetros respecto del tiempo, como podemos comprobar, la máxima contracción es de 0.37 mm y deja de contraer a los 300 23! 24! 25! 26! 27! 28! 0! 10! 20! 30! 40! 50! 60! 70! 80! 90! 100! Temperatura(ºC)' Tiempo(minutos)' Pieza'9' 61,55! 61,6! 61,65! 61,7! 61,75! 61,8! 61,85! 61,9! 61,95! 62! 0! 10! 20! 30! 40! 50! 60! 70! 80! 90! 100! D.'interior(mm)' Tiempo(minutos)' Pieza'9'' Fig. 34 Gráfica del diámetro interior frente al tiempo Fig. 35 Gráfica de la temperatura frente al tiempo ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 55 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! minutos , son prácticamente los mismos resultados que para una temperatura de 27 ºC. Lo que implica que para este material, una variación de temperatura de la pieza no afecta al valor de contracción de la pieza. La gráfica 37 representa la variación de temperatura frente al tiempo. Como podemos ver, la pieza es recogida a mayor temperatura que en los casos anteriores, pero la diferencia no es considerable respecto de una pieza con el mismo espesor y menor temperatura a la salida. ! 59,3( 59,4( 59,5( 59,6( 59,7( 59,8( 0( 50( 100( 150( 200( 250( 300( 350( DIámetro(mm)! Tiempo!(minutos)! Pieza!11! Fig. 36 Gráfica de los diámetros frente al tiempo 26( 27( 28( 29( 30( 31( 32( 33( 0( 20( 40( 60( 80( 100( 120( 140( Temperatura(ºC)! Tiempo(minutos)! Pieza!11! Fig. 37 Gráfica de la temperatura frente al tiempo ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 56 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 7.3!Conclusiones!sobre!Alfater®! -El parámetro que determina el valor de las piezas es el espesor. Cuanto mayor sea el espesor mayor será la contracción. -El tiempo de estabilización de las dimensiones de las piezas depende del espesor de las bocas. Piezas de menor grosor, lograran estabilizar sus dimensiones en un periodo más breve de tiempo. El mayor tiempo de estabilización ha sido de trescientos minutos para las piezas de espesor 3mm y una temperatura de pieza mayor, lo que implica que todas las piezas van a estabilizar sus dimensiones por debajo de este valor. -La temperatura de salida de la pieza no es un factor determinante en el valor de la contracción, pero sí lo es en el tiempo de estabilización de sus dimensiones. En el caso que recogimos la pieza a 24 °C, lo que se hizo fue aumentar el tiempo de ciclo de la sopladora, es decir, los circuitos de refrigeración del molde aceleraron el proceso de enfriamiento, es por eso que estaba a menor temperatura. Cuando la pieza se recogió a 32°C, se disminuyo el tiempo de ciclo esta. Es por ello, que en el siguiente estudio, no se van a variar los parámetros de temperatura de la pieza. -En soplado de plásticos, se trabajan con espesores comprendidos entre 1.5 y 3 mm. Gracias a este estudio, hemos comprobado que la tendencia de este material tras haber sido soplado es de reducir sus dimensiones hasta un máximo de 0.4 mm ( dependiendo del espesor) y nunca va a seguir reduciendo sus dimensiones por encima de los trescientos minutos de haber sido procesada. -Todas las piezas que han sido sopladas estabilizan su temperatura exterior a la temperatura ambiente pocos minutos después de haber salido de la sopladora. El hecho de que la pieza siga contrayendo se debe a que el núcleo de la pieza todavía permanece a alta ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 57 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! temperatura, y no esta no dejara de reducir sus dimensiones hasta que todo la pieza alcance la misma temperatura., interior y exteriomente. 8. ENSAYOS REALIZADOS SOBRE HYTREL® 8.1Introducción! Con el fin de controlar al máximo las contracciones posteriores de los materiales después de ser soplados, se han hecho diferentes estudios sobre piezas sopladas del material termoplástico hytrel®. Se han tomado tres piezas de diferentes geometrías para determinar si este es un factor determinante. Las piezas ensayadas son las siguientes: NOTA: A partir de ahora, al mencionar diámetro interior, nos estaremos refiriendo al diámetro interior de las bocas del respectivo tubo del que estemos hablando. Así mismo, al hablar de espesor, estaremos haciendo referencia al espesor de dicha boca. NOTA 2: LOS MOLDES DE LAS SOPLADORAS ESTAN REFRIGERADOS Y SU TEMPERATURA SUPERFICIAL ES DE 60 GRADOS. 1. Tubo soplado MB1055 Diámetro interior según plano: 81.7 mm Espesor de la boca de acuerdo a plano: 2mm Peso de la pieza: 350 gr Tiempo de ciclo de la sopladora: 50 s Temperatura del parisón: 190 °C Fig. 38 Tubo soplado MB1055 ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 64 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 8.3!Ensayos!realizados!sobre!la!pieza!F1112! -Ensayos 1 Objetivo: Verificar la hipótesis formulada ¨Por cada milímetro de espesor de las bocas, el diámetro interior de las mismas contrae 0.3 mm, basada en los ensayos realizados en el tubo MB1055. Así mismo, averiguar cómo influye la geometría de la pieza sobre los valores de contracción. Procedimiento: Se procesaron piezas sopladas con un espesor en las bocas de 2 mm. Posteriormente se midieron los diámetros interiores a lo largo del tiempo a Temperatura ambiente. En este tubo, se van a medir las dos bocas, ya que su geometría así lo permite. La grafica 45 recoge los diámetros de la boca 1 y la figura xx recoge los diametros de la boca de 2. Las piezas estabilizan sus dimensiones a los 20 minutos de haber salido del molde. Si comparamos el tiempo de estabilización de este tubo soplado de espesor de sus bocas 2 mm (20 minutos) con el tiempo de estabilización de las boca de tubo MB1055 para ese mismo espesor (45 minutos) resulta evidente que la geometría de la pieza influye en el tiempo de estabilización de esta. En cambio, la contracción por mm de 66,12! 65,72! 65,54! 65,49! 65,49! 65,49! 65,49! 65,49! 65,40! 65,50! 65,60! 65,70! 65,80! 65,90! 66,00! 66,10! 66,20! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! DIametro'interior(mm)' Tiempo'(minutos)' Estabiliza a los 20 minutos Fig. 45 Diámetro interior frente al tiempo a una temperatura ambiente en la boca grande ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 65 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! la pieza es la misma. (0.3 mm). A la vista de estos resultados, podemos afirmar la hipótesis inicial de este ensayo: Las diámetros interiores de las bocas sopladas contraen 0.3 mm por cada mm de espesor de estas. -Ensayos 2 Objetivo: Analizar cómo influye una rampa de enfriamiento en el tiempo de estabilización de la contracción, y comprobar si estas afectan al valor de la contracción. Procedimiento: Se procesaron piezas sopladas con un espesor en las bocas de 2mm. Posteriormente se midieron los diámetros interiores a lo largo del tiempo, pero esta vez las piezas se van a dejar en las rampas de enfriamiento de acuerdo al proceso de trabajo establecido para el proceso de fabricación del tubo. Rampa de enfriamiento: En el proceso de trabajo de este tubo, después de ser soplado, un operario coge el tubo, comprueba que su peso es correcto (620 gramos +/- 10 gramos) y coloca el tubo en el soporte superior de una rampa. Estas piezas son enfriadas por un ventilador eléctrico. El operario va colocando en este soporte superior piezas sucesivamente hasta que este es completado y automáticamente (una a una) son empujadas al soporte inferior según otras van accediendo al soporte superior. El tiempo transcurrido desde que el operario coloca la pieza, hasta que la vuelva a recoger ya en el 58,01! 57,69! 57,61! 57,53! 57,53! 57,53!57,53! 57,53! 57,40! 57,50! 57,60! 57,70! 57,80! 57,90! 58,00! 58,10! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! Damtro'interior(mm)' Tiempo(minutos)' Estabiliza a los 20 minutos Fig. 46 Diámetro interior frente al tiempo a una temperatura ambiente en la boca pequeña ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 66 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! soporte inferior es de 13 minutos. Las rampas son diseñadas en función de la geometría de la pieza y del tiempo que le cuesta a esta estabilizar sus dimensiones. Las piezas cuando son retiradas de las rampas, para comprobar que cumplan las dimensiones de acuerdo al plano, son verificadas con unos calibres pasa/no pasa. A continuación, vemos los resultados obtenidos con este nuevo ensayo y, a la vista de ellos, podemos decir que este tipo de ventiladores no acelera considerablemente el proceso de estabilización, es por ello que más adelante, se hará un nuevo ensayo con estos apagados. En este caso, las cinco piezas estaban dentro de las tolerancias marcadas cuando fueron retiradas. Las gráficas 48 y 49 recogen las variaciones del diámetro respecto del tiempo. Fig. 47 Pieza F112 enfriadas en la rampa de enfriamiento ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 67 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! NOTA: En este caso, las cinco piezas estaban dentro de las tolerancias marcadas cuando fueron retiradas. (65.5 +/- 0.3 mm y 57.7 +/- 0.3mm). NOTA 2: Las piezas eran recogidas de la rampa a temperatura ambiente. La gráfica 50 representa los datos de las piezas enfriadas con rampa de enfriamiento y los datos obtenidos de las piezas enfriadas a temperatura ambiente. Podemos observar, que la rampa tiene una escasa influencia en el tiempo de estabilización de las piezas, pero 66,03! 65,53! 65,47! 65,47! 65,47! 65,47! 65,47! 65,47! 65,40! 65,50! 65,60! 65,70! 65,80! 65,90! 66,00! 66,10! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! Diametro'inteior'boca' grande(mm)' Tiempo(minutos)' 57,98! 57,59! 57,41! 57,41! 57,41! 57,41! 57,41! 57,41! 57,30! 57,40! 57,50! 57,60! 57,70! 57,80! 57,90! 58,00! 58,10! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! Diametro'interior'boca' pequena(mm)' Tiempo'(minutos)' Fig. 48 Diámetro en función del tiempo en piezas enfriadas en la rampa de enfriamiento (boca grande) Fig. 49 Diámetro en función del tiempo en piezas enfriadas en la rampa de enfriamiento (boca pequeña) ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 68 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! como veremos más adelante, no es posible eliminarlas de los procesos actuales de las líneas de fabricación porque aceleran unos minutos la estabilización de las piezas. Ensayos 3 Objetivo: Comprobar cómo influye los distintos medios de enfriamiento en el tiempo de estabilización de la pieza. Procedimiento: Se procesaron piezas de espesor en la boca de 2mm .Inmediatamente después de ser sopladas, se les insufló aire frío durante 30 segundos y se tomaron las medidas de los diámetros interiores a lo largo del tiempo.(Muestra : 9 piezas) Fig. 50 Gráfica resumen los resultados de los ensayos de la rampa frente a temp. ambiente 56,00! 58,00! 60,00! 62,00! 64,00! 66,00! 68,00! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! Diametro'interior'boca(mm)' Tiempo'(minutos)' Enfriamiento'a'temperatura'ambiente'frente'a' rampa'de'enfriamiento' Temp,!ambiente! Temp.!ambiente! Series4! Rampa!de!enfriamiento! Fig. 51 Procedimiento de insuflar el aire frío ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 69 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Las gráficas 52 y 53 recogen las variación de diámetro frente al tiempo de las piezas que han sido enfriadas con aire frío. Con este medio de enfriamiento, aire comprimido a presión, la pieza reduce sus dimensiones y, 5 minutos después de haber salido del molde, 58,21! 57,80! 57,72!57,72! 57,72! 57,72! 57,72! 57,72! 57,60! 57,70! 57,80! 57,90! 58,00! 58,10! 58,20! 58,30! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! Diametro'interior(mm)' Tiempo'(minutos)' Estabiliza a los 5 minutos 66,16! 65,59! 65,56!65,53! 65,53! 65,53! 65,53! 65,53! 65,50! 65,60! 65,70! 65,80! 65,90! 66,00! 66,10! 66,20! 1! 4! 16! 64! 256! 1024! Diametro'interior'(mm)' Tiempo'(minutos)' Estabiliza a los 5 minutos Fig. 52 Diámetro en función del tiempo en piezas enfriadas con aire frío (boca grande) Fig. 53 Diámetro en función del tiempo en piezas enfriadas con aire frío (boca pequeña) ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 70 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! estas permanecen invariables. A continuación se adjunta una tabla que incluye el valor de la contracción máxima de las piezas ensayadas anteriormente. Enfriadas a Temperatura ambiente Enfriadas con un ventilador Enfriadas con aire frio Boca grande Boca pequeña Boca grande Boca pequeña Boca grande Boca pequeña C.máx(mm) 0.63 0.49 0.57 0.57 0.62 0.49 La hipótesis ha sido verificada, la contracción por cada milímetro de espesor es aproximadamente 0.3 mm. La grafica 55 y 56 representa los resultados del diámetro interior frente al tiempo con los 3 tipos diferentes de enfriamiento: aire frio, rampa de enfriamiento y temperatura ambiente para cada una de las bocas. Los valores de contracción son prácticamente los mismos, como podemos ver, con una mayor potencia del medio de enfriamiento acelera, las cadenas moleculares se atraen más rápidamente y por ello la pieza obtiene sus dimensiones finales con mayor rapidez. Fig. 54 Tabla resumen del valor de las contracciones máximas ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 71 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 65,45! 65,55! 65,65! 65,75! 65,85! 65,95! 66,05! 66,15! 66,25! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! Diametro'interior(mm)' Tiempo'(minutos)' Temp,!ambiente! Rampa!de!enfriamiento! 57,20! 57,40! 57,60! 57,80! 58,00! 58,20! 58,40! 1! 2! 4! 8! 16! 32! 64! 128! 256! 512! 1024! 2048! Diametro'interior(mm)' Tiempo'(minutos)' Temperatura!ambiente! Rampa!de!enfriamiiento! Aire!frio! De acuerdo a los resultados obtenidos en el ensayo 2, en el cual parecía no acelerar el proceso de enfriamiento el ventilador, se llevo a cabo un nuevo ensayo, ensayo número 4. Ensayos 4 Objetivo: Comprobar el efecto de los ventiladores actuales sobre las piezas y, así como estudiar la posibilidad de que puedan ser eliminados. Procedimiento: Se apagó el ventilador y se fueron colocando piezas sucesivamente en la rampa de enfriamiento, siguiendo el proceso establecido (Muestra: 9 piezas). Al tomar la Fig. 55 Diámetros frente al tiempo en la boca grande con los tres tipos de enfriamiento Fig. 56 Diámetros frente al tiempo en la boca grande con los tres tipos de enfriamiento ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 72 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! pieza los minutos pertinentes después (13 min), la pieza no podía ser trabajada por no cumplir las especificaciones del calibre P/NP por no haber contraído lo suficiente y la temperatura era 20 °C superior en ambas bocas respecto a la Temperatura ambiente, que es a la temperatura que se recogían las piezas con el ventilador encendido. • Esas mismas piezas 7 minutos después, ya habían contraído lo suficiente. Es decir, para un espesor de 2 mm y un diámetro comprendido entre de 50 mm – 60 mm, las piezas dejan de contraer a los 20 minutos, siendo el medio de enfriamiento la temperatura ambiente. Ensayos 5 Objetivo: Comprobar que las piezas pueden ser trabajadas sin tener que esperar pasar por la rampa de enfriamiento, y que un medio de enfriamiento con mayor potencia estabilizaría las piezas antes y serían de la misma calidad. Procedimiento: Se seleccionaron tubos soplados, se les insufló aire a presión, durante 30 segundos y fueron trabajados de acuerdo al proceso de trabajo de la planta de Mann Hummel Zaragoza. Un operario comprueba las dimensiones de las bocas con los calibres pasa/no pasa y, si las piezas son válidas, se introducen dos juntas de goma en las bocas y se atornillan dos abrazaderas, una en cada boca. Luego una pipeta es soldada en uno de los laterales y finalmente son sometidas a un test de estanqueidad. Estas piezas dos días después son verificadas una a una en el muro de calidad. (Muestra: 10 piezas). Muro de calidad: Un verificador comprueba de nuevo que las bocas cumplen las dimensiones establecida y que el material efectivamente ha dejado de contraer. También se comprueba el par de apriete de las abrazaderas pero eso no es de interés para el presente estudio. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 73 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! Además, como ultima comprobación dos tubos del total de la muestra fueron ensayados en un ensayo Pop –off en el que se comprueba la presión que puede soportar el tubo. Tras la verificación, estas diez piezas fueron catalogadas como válidas. Fig. 57 Comprobación del par de apriete de las abrazaderas en el muro de calidad Fig. 58 Comprobación del diámetro interior en el muro de calidad Fig. 59 Calibres utilizados en el muro de calidad para comprobar el diámetro interior de ambas bocas ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 80 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 9.'IMPLEMENTACIONES'EN'LAS'LINEAS'DE'TRABAJO'DE'MANN' HUMMEL'SPAIN' • PROBLEMA ACTUAL 1: No existe un calibre para que los técnicos de soplado puedan controlar las dimensiones de la pieza en caliente. • SOLUCION: Diseñar unos calibres PASA/ NO PASA, que sean 0.3 veces mayores por mm de espesor de la boca a los calibres pasa/no pasa en frio. -Nota: Dependiendo del proceso, la pieza podría ser trabajada directamente sin esperar los minutos pertinentes de la rampa de enfriamiento. El problema radica en que no es aconsejable que el operario manipule la pieza a altas temperaturas por el riesgo a quemaduras. • VENTAJAS: • En el arranque de línea, el técnico de soplado no tendrá que esperar que las piezas enfríen en la rampa de enfriamiento para comprobar si cumplen las dimensiones, sino que, PUEDEN COMPROBAR INMEDIATAMENTE LAS DIMENSIONES DE LA PIEZA CON LOS NUEVOS CALIBRES. Entonces, una vez estabilicen el proceso, pueden disponerse a otra tareas. • Los técnicos de soplado controlaran las dimensiones de la pieza en caliente con la ayuda de calibres, a diferencia de hoy, que se basan en la experiencia. • PROBLEMA ACTUAL 2: Algunas piezas son consideradas NO ok y por ello depositadas en un contenedor rojo ( contenedor en el cual se arrojan las piezas que no cumplen las especificaciones de diseño) por pasar por el calibre pasa, después del ciclo de la rampa de enfriamiento, cuando en realidad son piezas buena, solo que no han estabilizado todavía sus dimensiones. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 81 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! • SOLUCION: 1. Diseñar rampas con mayor capacidad de piezas, y así asegurar que la pieza ya ha estabilizado una vez es recogida por el operario. 2. Implementar en los procesos ESTACIONES DE AIRE FRÍO que aceleren el proceso de estabilización de la pieza. ' ' ' ' ' ' ' ' ' ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 82 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! 10.'BIBLIOGRAFIA' ü “Ingeniería de materiales para industria y construcción”. Autores: Jesus Martin San Jose, Maria Antonieta Madre Sediles; Mira Editores 2004 ü “Tecnología de polímeros”. Autores: M. Beltran, A. Marcilla. http://iq.ua.es/TPO/Tema4.pdf ü “Blow moulding”. Autores : Rosie Galea, Gilbert Chandler College; Dept. of Food Science and Agribusiness, Institute of Land and Food Resources, the University of Melbourne, 1998 ü “ Características técnicas Hytrel”, http://www2.dupont.com/DuPont_Home/en_US/index.html ü http://www.albis.com/es-es/index.php?page=1,1&lang=de-de ü “Contracciones y deformaciones en las piezas de plástico”. Autor: Juan Márquez Sevillano. http://wikifab.dimf.etsii.upm.es/wikifab/images/5/56/07Contracciones08.pdf ü “Contracción. Calculo practico”. Fundación Ascamm, centro tecnológico. http://personales.ya.com/jcmarin/download/Contraccion%20- %20calculo%20practico.pdf ü “Descripción del procesos de extrusión-soplado”. http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/tello_c_vr/capitulo2.pdf ü “Blow Moulding”. http://www.ril.com/downloads/pdf/blow%20moulding.pdf ü “Injection moulding pocketbook”. Special Publication from Mannesmann Demag Kunststofftechnik,1997. ! Estudio(de(la(contracción(de(polímeros(termoplásticos(procesados(por(soplado( ! ! ! 83 ! JUDITH(FUSTERO(AZNAR( ! ! ! ü “Guide to Flawless Injection Moulding“by Martin Bichler ; 1999 Huthing. ü “The Injection Molders handbook” by John Goff and Tony Whelan; Demag Hamilton 1991. ü “Plásticos. Selección de materiales termoplásticos”. http://www.etsimo.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion4.SeleccionTERMOPLASTIC OS.pdf ü “Materiales y procesos de fabricación”. E.P. Degarmo, J. T. Black, R. A Kosher; 2 edicion, Editorial Reverte S. 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