Repositorio Institucional de Documentos

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Proceso de diseño y fabricación de una luminaria por rotomoldeo Autora: Ángela Alonso Grañena Director: Enrique Tardío Especialidad: Diseño Industrial Convocatoria: Septiembre 2011 ! ! 2" " ÍNDICE" 1. OBJETIVOS!DEL!PROYECTO! ! 1.1. ORIGEN!DEL!PROYECTO!………………………………………………………………….4! 1.2. OBJETIVOS!DEL!PROYECTO………………………………………………………………5! 1.3. ESTRUCTURA!DE!LA!MENORIA…………………………………………………………6! ! 2. INTRODUCCIÓN!AL!PROCESO! ! 2.1. PRINCIPALES!TÉCNICAS!DE!TRANSFORMACIÓN!DE!PLÁSTICOS…………8B17! ! 2.1.1. EXTRUSIÓN………………………………………………………………………………..8! 2.1.2. INYECCIÓN…………………………………………………………………………………9! 2.1.3. SOPLADO…………………………………………………………………………………..10! 2.1.4. MOLDEO!ROTACIONAL………………………………………………………………13! 2.1.5. MOLDEO!POR!COMPRESIÓN……………………………………………………..15! 2.1.6. TERMOCONFORMADO………………………………………………………………17! ! 2.2. INTRODUCCIÓN!AL!PROCESO!DE!ROTOMOLDEO…………………………….19B33! ! 2.2.1. ¿QUÉ!ES!EL!ROTOMOLDEO?.........................................................19! 2.2.2. ETAPAS!DEL!ROTOMOLDEO……………………………………………..……….20! 2.2.3. ¿CÓMO!SON!LAS!PIEZAS!FABRICADAS!POR!ROTOMOLDEO?.......21! 2.2.4. VARIABLES!DEL!ROTOMOLDEO…………………………………………….…..23! 2.2.5. MATERIALES!UTILIZADOS!EN!ROTOMOLDEO…………………….………23! 2.2.6. VENTAJAS!Y!DESVENTAJAS!DEL!ROTOMOLDEO……………….………..25! 2.2.7. APLICACIONES…………………………………………………………..………………26! 2.2.8. TIPOS!DE!MÁQUINAS!ROTOMOLDEADORAS…….……………………….29! 2.2.9. TIPOS!DE!MOLDES………………………………………………………….………….33! ! 3. CASO!REAL!DEL!PROCESO!DE!DISEÑO!Y!FABRICACIÓN!DE!UNA!LUMINARIA!EN!LA! EMPRESA!ROTOFORMAS! ! 3.1. FASE!DE!DISEÑO……………………………………………………………………….……..36B43! ! 3.1.1. FACTORES!DE!DISEÑO!PARA!PIEZAS!FABRICADAS!POR! ROTOMOLDEO………………………………………………………………………….38! ! ! 3" ! ! 3.2. FASE!DE!FABRICACIÓN…………………………………………………………….……….44B94! ! 3.2.1. FABRICACIÓN!DEL!MOLDE!MEDIANTE!FUNDICIÓN…………………….45! 3.2.1.1. DISEÑO!DE!LA!PREFORMA…………………………………………48! 3.2.1.2. FABRICACIÓN!DEL!MOLDE!MEDIANTE!FUNDICIÓN……54! ! 3.2.2. PARTES!PRINCIPALES!DE!UN!MOLDE!PARA!ROTOMOLDEO…………63! 3.2.2.1. INSERTOS…………………………………………………………………..64! 3.2.2.2. VENTILACIÓN!DEL!MOLDE………………………………………….66! 3.2.2.3. ACABADOS!SUPERFICIALES………………………………………..67! 3.2.2.4. ESTRUCTURA!SOPORTE………………………………………………68! 3.2.2.5. MECANISMOS!DE!CIERRE……………………………………………69! ! 3.2.3. FABRICACIÓN!DE!LA!PIEZA!POR!ROTOMOLDEO…………………………72! 3.2.3.1. MEZCLADO!DEL!MATERIAL!PLÁSTICO…………………...….72! 3.2.3.2. MEDICIÓN!DE!LA!CARGA!DE!MATERIAL!PLÁSTICO..…..73! 3.2.3.3. CIERRE!DEL!MOLDE…………………………………………………..74! 3.2.3.4. MANEJO!DE!LA!TEMPERATURA…………………………………74! 3.2.3.5. CALENTAMIENTO!DEL!MOLDE………………………………….76! 3.2.3.6. VENTILACIÓN!DEL!MOLDE………………………………………..77! 3.2.3.7. RELACIÓN!DE!ROTACIONES………………………………………82! 3.2.3.8. MANTENIMIENTO!DEL!MOLDE…………………………………85! 3.2.3.9. DESMOLDEANTES…………………………………………………….87! 3.2.3.10. ENFRIAMIENTO!DEL!MOLDE………………………..…………..87! 3.2.3.11. FABRICACIÓN!DE!LA!LUMINARIA!EN!ROTOFORMAS…88! ! 3.2.4. MONTAJE!FINAL!DEL!CONJUNTO!DE!LA!LÁMPARA……………………93! ! 4. CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………….95! ! 5. UNIDAD!DIDÁCTICA!SOBRE!EL!DISEÑO!Y!FABRICACIÓN!DE!UNA!LUMINARIA! !POR!ROTOMOLDEO……………………………………………………………………………………96B98! ! 6. PLANIFICACIÓN………………………………………………………………………………………….99B101! ! 7. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………....102! " ! ! 4" " 1. OBJETIVOS"DEL"PROYECTO" " 1.1. ORIGEN"DEL"PROYECTO"""""" " El!origen!de!este!proyecto!parte!de!la!necesidad!de!tener!que!realizar!un!trabajo!donde!se! plasmen! los! conocimientos! adquiridos! durante! la! carrera! para! poder! obtener! el! título! universitario.!Para!ello!me!puse!en!contacto!con!el!profesor!Enrrique!Tardio!(!profesor!de! Diseño!Asistido!por!Ordenador),!y!me!propuso!realizar!una!unidad!didáctica!sobre!un!caso! real!de!fabricación!de!una!luminaria!por!rotomoldeo.! Este! tema! me!pareció! interesante! para!complementar!mis!estudios!de!Ingenieria!Técnica!de!Diseño!Industrial,!ya!que!durante! la!carrera!hemos!aprendido!muy!bien!el!método!a!la!hora!de!diseñar!una!pieza,!pero!no! hemos! vivido! ningún! caso! práctico! de! fabricación! de! un! objeto,! donde! se! apliquen! conocimientos!de!otras!asignaturas!como!materiales!o!procesos!de!fabricación,!y!donde! podamos!ver!todas!las!etapas!necesarias!para!la!obtención!de!la!pieza.!! ! Además!realizar!este!proyecto!me!brindaba!la!oportunidad!de! tomar!contacto!con!el!mundo!laboral,!ya!que!suponía!la!visita! a!la!fabrica!ROTOFORMAS!S.L,!situada!en!Cadrete!(Zaragoza),! donde!se!fabrica!la!luminaria!del!diseñador!Héctor!Alonso.! ROTOFORMAS! S.L! es! una! empresa! que! no! solo! se! dedica! a! fabricar!piezas!por!rotomoldeo,!sino!que!también!se!encarga! de! realizar! los! modelos! y! los! moldes! mediante! fundición! de! aluminio!o!plegado!de!chapa,!de!manera!que!en!esta!fábrica! podía! ver! todo! el! proceso! completo,! es! decir,! no! solo! la! fabricación! por! rotomoldeo,! sino! también! las! fases! previas! necesarias!para!poder!obtener!la!pieza.! ! También!me!pareció!muy!interesante!este!proyecto!porque!creo!que!el!proceso!de!diseño! de! una! pieza! no! termina! cuando! tenemos! el! diseño! formal,! sino! cuando! ya! tenemos! el! modelo!físico!real!fabricado,!y!muchas!veces!ni!entonces!porque!a!posteriori!pueden!salir! fallos!o!puede!que!la!pieza!no!funcione!bien!y!haya!que!rediseñarla,!o!incluso!que!con!el! paso!del!tiempo!se!haya!quedado!desfasada!y!sea!necesario!un!nuevo!diseño.!Por!lo!tanto! el!proceso!de!diseño!es!un!proceso!complejo,!y!en!la!mayoría!de!los!casos!cíclico,!ya!que! siempre!se!tiende!a!mejorar!lo!que!tenemos.! ! ! ! ! ! ! ! 5" ! ! 1.2. OBJETIVOS"DEL"PROYECTO""""""""" " El!objetivo!principal!de!este!proyecto!es!documentar!el!proceso!de!diseño!y! fabricación! por! rotomoldeo! de! una! pieza! para! que! sirva! como! unidad! didáctica!a!otras!personas!que!quieran!aprender!más!sobre!este!proceso!y! para! adquirir! personalmente! un! conocimiento! más! profundo! sobre! este! tema,! ya! que! lo! que! pretendo! es! documentar! un! caso! real! y! vivir! la! experiencia!de!fabricación!en!una!empresa!real.! ! Me! parece! interesante! documentar! y! poder! dar! a! conocer! el! proceso! de! fabricación! de! rotomoldeo!ya!que!es!un!proceso!del! que!existe!muy!poca!información,!al!no!estar!tan! extendido!como!por! ejemplo! la! inyección.!De!manera! que! todas! aquelllas!personas!que! necesiten! alguna! vez! realizar! alguna! consulta! sobre! este! tema! puedan! acudir! a! esta! información!y!solventar!sus!dudas.! ! Para!poder!cumplir!estos!dos!objetivos!principales:!la!preparación!de!una!unidad!didáctica! y!adquirir!la!experiencia!de!un!caso!real!de!diseño,!se!llevarán!a!cabo!los!siguientes!pasos:! ! ü Planificación!del!proyecto:!incluyendo!todas!las!tareas!y!los!tiempos!de!realización,! para!poder!cumplir!los!plazos!de!entrega.! ü Visitar! y! conocer! la! empresa! donde! se! fabrican! estas! luminarias,! para! tomar! contacto!con!el!mundo!laboral,!y!conocer!un!caso!real!de!diseño!y!fabricación!de!un! objeto.! ü Una! vez! conocido! el! caso! especifico! de! fabricación! ! en! la! empresa,! realizar! una! búsqueda! de! información! técnica! sobre! los! procesos! utilizados! en! rotoformas,! y! también!de!otras!alternativas!existentes,!que!no!se!han!utilizado!para!el!diseño!de! la!lámpara,!pero!que!es!interesante!saber!para!comprender!mejor!la!elección!de! este!proceso!y!no!otro.! ü Documentar!toda!la!información!recopilada.! ü Aplicar!conocimientos!adquiridos!durante!la!carrera,!para!fomentar!aquello!que!he! aprendido!y!ver!su!aplicación!real.! ü Realizar!una!unidad!didáctica!con!menús!dinámicos,!que!nos!permitan!ir!de!unas! pantallas!a!otras,!de! manera!que!nos!podamos!leer!únicamente!aquello!que! nos! interesa.! ! ! ! ! ! 6" ! 1.3. ESTRUCTURA"DE"LA"MEMORIA" La!finalidad!de!este!proyecto!como!hemos!comentado!anteriormente!es!la!creación!de!una! unidad!didáctica,!para!preparar!esta!unidad!didáctica!es!necesaria!una!fase!previa!de! documentación!y!recopilación!de!información.!De!manera!que!una!vez!recopilada!toda!la! información!sea!posible!preparar!la!unidad!didáctica.! He!creído!conveniente!incluir!dos!tipos!de!información!diferente:! B Información!más!general!que!nos!introduce!al!mundo!del!rotomoldeo,!haciéndoos! conocer!las!diferentes!técnicas!de!transformación!y!procesado!de!plásticos!,!y! profundizando!un!poco!más!sobre!el!proceso!de!rotomoldeo.! B Información!más!particular!sobre!el!proceso!de!diseño!y!!fabricación!por! rotomoldeo!aplicado!a!una!luminaria.! Por!lo!tanto,!la!memoria!se!estructura!básicamente!en!tres!partes:! 1. Introducción"del"proceso" Esta!parte!recoge!las!principales!técnicas!de!transformación!y!procesado!de!plásticos,!así! como!una!introducción!al!proceso!de!rotomoldeo,!en!la!que!podemos!encontrar!toda!la! información!sobre!el!proceso!de!rotomoldeo!como!técnica!de!fabricación.! 2. Documentación"sobre"el"caso"real"de"diseño"y"fabricación"de"una"luminaria"por" rotomoldeo." En!esta!parte!está!documentado!el!proceso!de!diseño!y!fabricación!por!rotomoldeo!pero! particularizado!al!caso!de!una!luminaria.! 3. Unidad"didáctica" La!unidad!didáctica!recoge!toda!la!información!recopilada!pero!de!forma!resumida,!y!con! un!menú!dinámico!que!nos!permite!acceder!de!un!sitio!a!otro.! ! ! 7" ! Introducción al proceso de rotomoldeo ! ! 8" 2. INTRODUCCIÓN"DEL"PROCESO" 2.1.PRINCIPALES!TÉCNICAS!DE!TRANSFORMACIÓN!DE!PLÁSTICOS! A!continuación!se!explican!las!diferentes!técnicas!para!la!transformación!de!plásticos,!que! son:!la!inyección,!extrusión,!soplado,!moldeo!rotacional,!compresión!y!termoconformado.! Me!parece!interesante!describirlas!brevemente!para!poder!observar!mejor!las!ventajas!que! nos!ofrece!el!rotomoldeo!frente!a!otros!procesos!de!fabricación.! 2.1.1. EXTRUSIÓN! ! El! proceso! de! extrusión! se! utiliza! ampliamente! en! la! industria! de! plásticos! para! la! producción!en!continuo!de!piezas!con!sección!constante!de!materiales!termoplásticos!(!y! algunos! termoestables).! Se! utiliza! también! para! el! recubrimiento! de! superficies! y! en! el! moldeo!por!soplado!y!termoconformado!para!la!obtención!de!las!preformas.!Consiste!en! obligar!a!un!material!fundido!a!pasar!a!través!de!una!boquilla!o!matriz!que!tiene!la!forma! adecuada,!para!obtener!el!diseño!deseado.!El!equipo!debe!de!ser!capáz!de!proporcionar! sobre! el! material! suficiente! presión! de! una! forma! continua,! uniforme! y! reblandecer! y! acondicionar!el!material!de! forma!que!pueda!ser!extruido.!Para!ello!se! requiere!de!una! máquina!compuesta!de!un!cilindro!y!un!husillo!o!torno!de!plastificación!que!gira!dentro!del! cilindro,!como!se!muestra!en!la!figura!3.1.! ! ! ! !"Máquina"convencional"de"extrusión"con"husillo"!" ! ! 9" ! El!material!granulado!o!en!forma!de!polvo!se!carga!en!una!tolva,!desde!la!cual!se!alimenta! al! cilindro,! donde! el! husillo! se! encarga! de! introducirlo,! transportarlo! hacia! adelante! y! cmprimirlo.!El!calentamiento!hasta!la!fusión!se!realiza!desde!la!cara!exterior!del!cilindro,! mediante!elementos!calefactores!y!desde!el!interior!por!conversión!del!esfuerzo!en!calor.! De!esta!forma!el!material!termoplástico!funde!(!se!plastifica)!y!al!salir!del!cilindro!a!través! de!una!boquilla!recibe!la!forma!de!esta.!En!una!línea!completa!de!extrusión,!además!debe! de! existir! un! sistema! de! enfriamiento! del! material! que! sale! de! la! máquina,! así! como! equipos!de!tensionado!y!recogida.!El!resultado!es!un!perfil.! ! Los! materiales! que! se! pueden! extruir! comúnmente! son:! metales! (aluminio,! cobre,! zinc,! magnesio,! acero,! titanio,! plomo! y! estaño)! ,! polímeros! (! termoplásticos! y! algunos! termoestables),!cauchos,!cerámicas!y!hormigón.! ! La!extrusión!se!utiliza!sobre!todo!para!la!fabricación!de!perfiles:! ! ! ! ! !"Perfiles"metálicos"!" " !"Perfiles"plásticos"!" !"Perfiles"cerámicos"!" ! ! 2.1.2. INYECCIÓN! ! El!moldeo!por!inyección!es,!quizás!el!método!de!moldeo!más!característico!de!la!industria! de!plásticos.!Consiste!básicamente!en!fundir!un!material!plástico!en!condiciones!adecuadas! e!introducirlo!a!presión!en!las!cavidades!de!un!molde!donde!se!enfría!a!una!temperatura! apta!para!que!las!piezas!puedan!ser!extraídas!sin!deformarse.!En!el!moldeo!por!inyección! son!de!gran!importancia!las!características!de!los!polímeros!tales!como!peso!molecular!y! distribución,! configuración! química! y! morfología,! cristalinidad,! estabilidad,! etc.! El!! comportamiento!reológico!de!los!materiales!es!fundamental!en!el!moldeo!por!inyección;! puede!darse!el!caso,!por!ejemplo,!de!que!un!plástico!demasiado!viscoso!no!llene!el!molde!a! velocidades! de! cizalla! bajas,! pero! que! pueda! llenarlo! si! se! modifican! las! condiciones! de! procesado.! ! ! ! 16" ! ! !"Prensa"para"el"moldeo"por"compresión"!" ! ! ! !"Tupperware"!" !"Vasos"de"plástico"!" ! ! " ! ! ! ! ! ! ! 17" 2.1.6. TERMOCONFORMADO" El! termoconformado! es! un! proceso! de! moldeo! de! preformas! de! termoplásticos! que! generalmente! se! encuentran! en! forma! de! lámina! o! plancha.! El! proceso! de! moldeo! del! semifabricado!o!preforma!se!desarrolla!en!tres!etapas:! § Calentamiento"del"semielaborado,!ya!sea!por!radiación,!contacto!o!convención.! § Moldeo"del"semielaborado,!que!tras!calentarse!se!estira!adaptándose!al!molde!por! medio!de!diferentes!procesos!(presión,!vacío,!presión!y!vacío!o!un!contramolde).! § Enfriamiento" del" producto,! que! comienza! cuando! el! termoplástico! entra! en! contanto! con! el! molde! frío! y! termina! cuando! la! temperatura! es! adecuada! para! desmoldear!sin!deformar!la!pieza.! ! ! Por!lo!tanto!existen!diversas!formas!de!termoconformar!un!material:! ! !"Termoconformado"por"presión"!" ! ! !"Termoconformado"por"vacio"!" ! ! ! !"Termoconformado"por"presión"y"vacio"!" ! ! ! 18" Los!materiales!utilizados!son!siempre!termoplásticos!con!bajo!calor!específico,!es!decir,!de! rápido! enfriamento! y! calentamiento,! y! que! además! cuenten! con! buena! transmisión! de! calor! (alta! conductividad! térmica).! Estas! características! son! de! gran! importancia,! ya! que! permiten!una!importante!reducción!del!ciclo!de!producción!de!cada!pieza!al!disminuir!el! tiempo!de!calentamiento!y!enfriamiento!del!material.! Los!termoplásticos!más!usados!son!PS,!PVC,!ABS,!PMMA,!TPRF!entre!otros;!sin!embargo,! hay!algunas!excepciones!como!son!los!acetales,!las!poliamidas!y!los!fluorocarbonos,!que!no! se! utilizan.! Normalmente,! las! láminas! de! termoconformado! contienen! solamente! un! plástico!básico,!aunque!también!se!puede!utilizar!combinaciones!de!varios!materiales.! Las!piezas!obtenibles!pueden!realizarse!con!unos!espesores!de!entre!0,1!y!12!mm,!lo!que! puede!suponer!un!inconveniente!a!la!hora!de!realizar!ciertas!piezas,!aunque!la!variabilidad! de!las!características!del!elaborado!es!grande.! Un!inconveniente!el!proceso!es!que!frecuentemente!se!obtienen!piezas!con!rebabas,!por!lo! que!es!necesario!desbarbar!las!piezas!y!reprocesar!los!desperdicios.! Se!debe!tener!el!grosor!de!los!bordes!y!en!las!aristas!de!la!pieza,!ya!que!esto!constituyen! un!inconveniente!en!los!moles!relativamente!profundos.!Al!avanzar!el!material!de!la!lámina! hacia!el!interior!de!la!cavidad!se!va!estirando!y!adelgaza,!por!lo!que!las!zonas!mínimamente! estiradas!quedan!más!gruesas!que!las!estiradas.! Hoy! en! día! estamos! rodeados! de! todo! tipo! de! artículos! tercomonformados,! aunque! podemos!dividirlos!en!dos!grandes!grupos:! § La!fabricación!de!piezas!de!gran!superficie!y!estrechas!paredes,!como!son!bañeras,! paneles! interiores! de! electrodomésticos,! paneles! de! puertas! de! coches! o! embarcaciones.! § Todo! tipo! de! envases! de! industria! alimentaria,! como! son! vasitos! de! yogur,! hueveras,!envases!con!diferentes!cavidades!para!repostería,!tarrinas!individuales!de! mantequilla!o!mermelada,!etc.!Este!tipo!de!envases!con!huecos!también!se!pueden! aplicar! a! piezas! de! recambio! o! artículos! de! ferretería,! portaherramientas! o! cubiteras.! § Por! otro! lado,! hay! otros! productos! que! se! fabrican! por! método! como! son! las! señales,!accesorios!de! lámparas,! cajones,!vajillas,!juguetes,!cabinas!transparentes! de!aviones!o!limpiaparabrisas!de!barcos.! ! ! ! 19" ! ! ! !"Hueveras"!" !"Envases"para"alimentación"!" !"Bañeras"!" ! ! 2.2. INTRODUCCIÓN"AL"PROCESO"DE"ROTOMOLDEO" " 2.2.1. ¿QUÉ"ES"EL"ROTOMOLDEO?" El! rotomoldeo! o! moldeo! rotacional! es! una! técnica! de! procesado! de! polímeros! para! producir!cuerpos!huecos!relativamente!grandes,!en!el!que!el!plástico!en!forma!líqida!o!en! polvo,!dentro!de!un!molde!que!gira!en!dos!ejes!biaxiales,!se!distribuye!y!adhiere!en!toda!la! superficie! interna! gracias! al! aporte! de! calor,! posteriormente! el! molde! se! enfría! para! permitir!la!extracción!de!la!pieza!terminada.! ! El!proceso!es!muy!simple,!los!plásticos!en!estado!pulverizado!o!líquidos,!como!por!ejemplo! polietileno,! polipropileno,! PVC,! nylon! u! otros! plásticos,! son! introducidos! junto! con! los! aditivos!necesarios!(cargas,!refuerzos,!antioxidantes,!aditivos…)!en!la!cavidad!del!molde.!El! molde!está!montado!sobre!el!plato!portamoldes!y!el!plato!portamoldes!se!situa!sobre!el! brazo! giratorio,! De! forma! que! el! plato! portamoldes! gira! sobre! un! eje! y! el! brazo! de! la! máquina!de!rotomoldeo!gira!sobre!otro!eje!diferente! ! ! ! !"Ilustración"giro"biaxial"de"la"máquina"rotomoldeadora"!" ! ! ! ! 20" El!molde!mientras!gira!se!va!calentando,!ya!sea!por!gas!o!por!aire!caliente.!Los!plásticos! dosificados!dentro!del!molde!se!funden!y!se!pegan!sobre!la!pared!interior!del!molde!sin! necesidad!de!usar!presión.!Posteriormente!el!molde!se!enfría!con!ventiladores!de!aire.!Se! puede!acelerar!el!proceso!de!enfriamiento!pulverizando!agua!sobre!la!superficie!del!molde! dependiendo! si! el! proceso! requiere! un! enfriamiento! gradual! o! acelerado.! Finalmente! el! molde!se!abre,!se!quita!la!pieza!o!piezas!moldeadas!y!el!molde!queda!listo!para!volver!a!ser! cargado!para!el!próximo!ciclo.! ! ! 2.2.2. ETAPAS"DEL"ROTOMOLDEO" El!proceso!de!rotomoldeo!consta!básicamente!de!cuatro!etapas:! ETAPA"1:"CARGA"Y"CIERE"DEL"MOLDE" Se!carga!un!molde!hueco!con!material!plástico!en!forma!de!polvo!o!líquido.!Generalmente! el!material!más!usado!es!el!PE!en!forma!de!polvo.!Una!vez!que!ha!sido!cargado!se!cierra! quedando!bien!sellado.! ! ETAPA2:"CALENTAMIENTO,"MOLDEO"Y"ROTACIÓN" Calentar!el!molde!en!un!horno!mientras!rota,!hasta!que!todo!el!polímero!se!haya!fundido!y! adherido! a! la! pared! del! molde.! El! grosor! de! las! paredes! de! la! pieza! resultará! según! la! cantidad! de!polímero!que! se! haya! agregado.! El! tiempo! que! el! molde! permanece! en! el! horno! es! crítico,! si! es! muy! largo,! el!polímero!se! puede! degradar! y! perder! su! resistencia! al!impacto.!Si!permanece!muy!poco!tiempo,!la!fundición!del!polímero!será!incompleta,!lo! cual!provocará!la!aparición!de!burbujas!en!la!pieza.!! ! ! ! 21" ! ETAPA"3:"ENFRIAMIENTO"Y"ROTACIÓN" Enfriar! el! molde,! generalmente! con! ventiladores,! aunque! también! puede! ser! enfriado! con! agua! o! bien! una! llovizna! combinada! de! ambos.! Este! fase! del! ciclo! puede!ser!bastante!lenta!también,!el!polímero!debe!ser! enfriado! a! una! temperatura! en! la! cual! se! solidifique! y! pueda! ser! manipulado! por! el! operador.! Esto! tarda! generalmente! 10! minutos.! La! pieza! se! encogerá! mientras! se! enfría,! despegándose! del! molde! y! facilitando! su! remoción.!! Dependiendo! del! material! el! tiempo!de!enfriamiento!varía.! Un!correcto!control!del!tiempo!de!enfriamiento!puede! proporcionar! equilibrio! dimensional,! mejorando! las! propiedades! físicas! del! producto! manufacturado.! Según! las! características! químicas! del! polímero,!la!fase!de!enfriamiento!produce!efectos!diferentes!sobre!las!propiedades!físicas! del!producto!manufacturado.!En!los!polímeros!cristalinos!es!deseable!que!se!produzca!la! mínima!distorsión!de!los!cristales,!sobre!todo!cuando!son!necesarias!buenas!características! de! resistencia! a! las! bajas! temperaturas.! En! los! polímeros! amorfos! en! cambio,! el! enfriamiento!tiene!un!efecto!mínimo!sobre!las!características!físicas!del!producto!acabado,! ya!que!no!se!produce!un!aumento!de!los!cristales!que!hay!que!tener!bajo!control.! ! ETAPA"4:"REMOVER"LA"PIEZA" El! molde! es! trasladado! a! la! estación! donde! es! abierto.! Una! vez! abierto,! es! posible! descargarlo! sacando! la! pieza! moldeada.! El! molde! se! vuelve! a! cargar!y!el!proceso!se!repite!tantas!veces!como!se! requiera.! ! ! 22" 2.2.3. ¿CÓMO"SON"LAS"PIEZAS"FABRICADAS"POR"ROTOMOLDEO?" A!través!del!rotomoldeo!se!pueden!obtener!piezas!CERRADAS!como!depósitos,!arcones,! kayaks…!y!piezas!ABIERTAS!como!tolvas,!maceteros,!casetas…! Podemos! obtener! piezas! tanto! de! pequeñas! dimensiones! (volumen! =! 5! litros)! como! de! grandes! dimensiones! (! volumen! =! 12000litros).! Una! de! las! grandes! ventajas! del! moldeo! rotacional!es!la!fabricación!de!piezas!de!grandes!dimensiones!que!por!otros!procesos!de! fabricación!del!plástico!es!imposible!obtener.! En! cuanto! a! los! espesores,! el! moldeo! rotacional! también! abarca! un! amplio! rango! de! posibilidades!ya!que!se!pueden!fabricar!paredes!desde!0.75mm!hasta!25mm.!El!rango!de! espesores! que! podemos! obtener,! no! es! el! mismo! para! todos! los! materiales,! sino! que! depende!del!material!que!queramos!moldear.!Por!ejemplo:!con!el!nylon!podemos!obtener! espesores!entre!2.5!y!19!mm,!con!el!PE!podemos!obtener!espesores!entre!1.5!y!22!mm.! !Además!una!de!las!cosas!del!moldeo!rotacional!que!gusta!mucho!para!el!diseño!de!los! productos!es!que!proporciona!la!capacidad!de!aumentar!o!disminuir!el!espesor!de!la!pared! después!que!el!molde!!ya!esté!fabricado,!de!manera!que!con!un!único!molde!podemos! obtener!piezas!de!diferentes!espesores.! ! ! !"Gruesos"de"pared"posible"para"según"el"material"utilizado"!" ! ! ! En!cuanto!a!los!COLORES,!podemos!obtener!piezas!de!cualquier!color!gracias!a!la!adicción! de! pigmentos,! incluso! una! pieza! de! dos! colores! diferentes! gracias! al! sistema! de! rotomoldeado!Rock!N!Roll.! ! ! 23" Las!piezas!que!se!pueden!obtener!son!piezas!estancas!y!sin!costuras,!con!la!posibilidad!de! inserción!de!piezas!metálicas!como!tuercas,!pasadores,!etc.! ! 2.2.4. VARIABLES"DEL"ROTOMOLDEO" La! máquina! de! rotomoldeo! se! puede! controlar! mediante! un! ordenador! con! un! sistema! informático!que!te!permite!modificar!una!gran!cantidad!de!variables,!como!por!ejemplo:!la! velocidad! de! giro! de! los! dos! ejes,! la! temperatura! de! calentamiento,! los! tiempos! de! calentamiento!y!enfriamiento…! Hay!que!tener!en!cuenta,!que!cada!material!tiene!unas!propiedades!diferentes,!y!que!las! características!de!espesor!y!tamaño!variaran!con!el!diseño!típico!de!cada!pieza,!de!manera! que!cada!vez!que!deseemos!fabricar!una!pieza!diferente!habrá!que!ajustar!los!valores!para! obtener!los!resultados!deseados.! ! 2.2.5. MATERIALES"UTILIZADOS"EN"ROTOMOLDEO" En!el!proceso!de!rotomoldeo!se!pueden!utilizar!polímeros!termoplásticos!y!termoestables.! • TERMOPLÁSTICOS:!PE,!PVC,!PP!y!Nylon! • TERMOESTABLES:!PU! Aunque!el!más!utilizado!suele!ser!el!PE,!que!puede!ser!de!alta!densidad!HDPE!y!de!baja! densidad!LDPE.! El!estado!del!material!al!introducirlo!en!el!molde!puede!ser!líquido! o!en!polvo:! • LÍQUIDO:! Cuando! la! materia! prima! es! en! forma! líquida! el! material!puede!ser!PVC!o!plastisol.! ! • POLVO.!Cuando!la!materia!prima!es!en!forma!de!polvo,!esta! puede!ser!LDPE,!HDPE,!LLDPE,!Nylon,!PC,!EVA!(Etileno!Acetato!de! Vinilo)! ! Según! el! estado! en! que! se! introduce! el! material! en! el! molde! el! manufacturado!será!diferente.! Cuando!es!en!forma!de!polvo,!durante!la!fase!de!calentamiento,!forma!inicialmente!una! película!porosa!en!la!superficie!interna!del!molde!a!la!que!se!adhiere!luego!el!resto!del! ! ! 24" material!que!se!había!vuelto!gradualmente!fluido!para!formar!una!capa!uniforme!que!se! solidificará,!a!continuación,!en!la!posterior!fase!de!enfriamiento.! Cuando!el!material!es!líquido!se!desliza!a!lo!largo!de!las!paredes!del!molde!y!se!calienta! hasta! alcanzar! la! temperatura! en! la! que! el! fluido! se! solidifica,! asumiendo! la! forma! del! molde!que,!posteriormente,!se!enfriará!con!un!baño!de!agua!o!con!aire!soplado.!! Una!buena"resina!para!el!rotomoldeo!puede!definirse!por!los!siguientes!parámetros:" • "FACILIDAD"DE"MOLIENDA:!la!capacidad!de!un!material!para!la!molienda!se!refiere! a!su!capacidad!para!ser!molido!hasta!un!polvo!fino.!Los!granos!de!resina!que!tienen!un!bajo! índice!de!fluidez!no!se!muelen!fácilmente.!En!algunos!casos!una!resina!con!bajo!índice!de! fluidez!puede!ser!molida!bajo!una!atmósfera!de!nitrógeno!líquido!o!algún!otro!método!de! enfriamiento!para!que!el!material!no!se!caliente!excesivamente!durante!el!proceso.! • DISTRIBUCIÓN" DE" PARTÍCULA:! El! tamaño! de! la! partícula! es! una! medida! de! la! abertura!de!malla!a!partir!de!la!cual!pasa!el!95%!de!las!partículas.!Los!tamaños!de!malla! comunes!para!polvos!usados!en!rotomoldeo!van!de!16!a!50,!correspondiendo!a!tamaños! de!partícula!entre!1.9!y!0.3!mm!respectivamente.!Un!tamaño!de!partícula!del!polvo!de!35! es!el!apropiado!para!el!rotomoldeo.! • FLUIDEZ:!Para!que!el!material!se!adhiera!apropiadamente!al!molde,!el!polvo!debe! fluir!fácilmente!sin!ninguna!presión!externa!diferente!a!la!gravedad.!Una!velocidad!de!flujo! mínima! de! 185! gramos,! minuto! caracteriza! a! los! polvos! apropiados! para! el! moldeo! rotacional.! • DENSIDAD" A" GRANEL:! Es! la! densidad! del! polvo! antes! de! ser! calentado,! es! decir,! justamente!después!de!ser!molido.!Cuanto!mayor!sea!la!densidad!del!material!en!polvo! mejor!es!su!procesabilidad!para!el!rotomoldeo,!porque!se!favorece!la!compactación!entre! pequeños!paquetes,!ayudando!a!la!fusión!de!la!resina.! • "FACILIDAD"DE"FUSIÓN:!Las!partículas!deben!de!fusionarse!fácilmente!durante!el! ciclo! de! calentamiento.! Si! el! peso! molecular! del! plástico! es! demasiado! alto! (índice! de! fluidez! bajo)! las! partículas! necesitarán! más! energía! para! moverse! juntas! y! llegar! a! fusionarse,! y! por! lo! tanto! necesitarán! altas! temperaturas,! pudiendo! provocar! la! degradación!térmica!del!material.!Si!el!peso!molecular!es!demasiado!bajo,!el!material!se! fundirá!antes!de!fusionarse,!si!el!material!se!funde!formará!pequeños!charcos!en!el!molde! y!las!paredes!no!serán!uniformemente!cubiertas.!Además!cada!resina!tiene!diferente!rango! de!pesos!moleculares,!este!rango!es!expresado!como!rango!de!fluidez.!Para!el!HDPE,!el! rango!de!índice!de!fluidez!normal!es!de!3!a!7.!Dentro!de!este!rango!las!resinas!con!alto! índice!de!fluidez!son!seleccionadas!cuando!la!pieza!es!muy!compleja!y!se!necesita!de!buen! flujo!en!ciertas!áreas!complicadas.!Resinas!con!bajo!índice!de!fluidez!son!necesarias!cuando! se!necesita!mejorar!la!resistencia!al!impacto,!al!agrietamiento!por!esfuerzos!y!a!la!carga.! Desde!el!punto!de!vista!del!desempeño!físico,!las!resinas!con!bajo!índice!de!fluidez!son! freferidas,!aunque!son!difíciles!del!moldear!y!no!pueden!ser!usadas!para!la!elaboración!de! algunas!piezas.! ! ! 25" ! ! 2.2.6. VENTAJAS"Y"DESVENTAJAS"DEL"ROTOMOLDEO" " VENTAJAS:" ü Ofrece!libertad!de!diseño,!es!posible!fabricar!artículos!complejos!con!herramientas! sencillas!y!de!bajo!coste.!! ü Obtención!de!piezas!con!buen!comportamiento!mecánico,!esto!se!debe!a!que!las! tensiones!internas!generadas!en!el!proceso!de!fabricación!son!mínimas,!debido!a!las!bajas! presiones!empleadas.!! ü Las! piezas! obtenidas! no! presentan! costuras! ni! marcas,! son! cuerpos! sin! señas! marcadas!por!el!moldeo.!! ü Roscas,!bisagras,!casquillos!e!insertos! metálicos!se!realizan!en!el!mismo!proceso,! eliminando! costos! por! operaciones! secundarias! necesarias! en! otros! procesos! de! transformación!! ü Los!desperdicios!de!material!son!mínimos,!ya!que!este!proceso!no!requiere!el!uso! de!coladas!ni!bebederos.!! ü Obtención!de!piezas!de!gran!tamaño,!no!accesibles!para!otros!sistemas!de!moldeo.!! ü El!coste!de!moldes!para!roto!moldeo!es!bajo,!debido!a!las!bajas!presiones!utilizadas! en!el!proceso.!! ü Gran!variedad!de!colores!y!acabados!! ü Rango!de!espesores!entre!2!y!20!mm,!sin!tener!que!modificar!el!molde!para!variar!el! espesor.!! ü Los!materiales!roto!moldeables!son!100%!reciclables.!! ü Capacidad!de!aumentar!el!espesor!de!la!pieza!una!vez!fabricado!el!molde.!! ü Permite!la!fabricación!de!!piezas!de!espesor!constante.!! MATERIALES"USADOS"EN"ROTOMOLDEO" LMDPE! PVC! XLPE! PP! PA! PC! ! ! 32" Para!la!selección!de!este!tipo!de!máquinas!es!necesario!que!las!duraciones!de!los!ciclos!de! calentamiento! y! enfriamiento! sean! similares,! que! la! disponibilidad! del! espacio! no! sea! crítica!y!que!se!necesiten!altos!niveles!de!producción.!Estas!máquinas!son!por!lo!tanto!muy! efectivas,! de! alto! rendimiento! y! bajo! costo! de! mantenimiento.! Los! brazos! de! estas! máquinas!pueden!programarse!independientemente!entre!sí,!incrementando!la!flexibilidad! de!la!operación.! ! ! !"Máquina"de"rotomoldeo"tipo"carrusel"!" ! CALENTAMIENTO"MEDIANTE"FLAMA"ABIERTA:" En!este!tipo!de!máquinas!el!calentamiento!se!realiza!mediante!varios!sopletes,!y!no!existe! horno,! de! manera! que! las! pérdidas! de! calor! son! mayores! y! el! ciclo! de! producción! será! mucho!más!largo.! ! !"Máquina"de"rotomoldeo"de"flama"abierta"!" ! ! ! 33" ! 2.2.9. TIPOS"DE"MOLDES" En!cuanto!a!los!tipos!de!moldes,!según!el!material!del!que!están!fabricados!tenemos!varios! tipos:! a.!Moldes!de!aluminio!vaciado! b.!Moldes!de!lámina!soldada! c.!Moldes!electroformados! d.!Moldes!maquinados! ! a. MOLDES"DE"ALUMINIO"VACIADO" ! Los! moldes! con! cavidades! de! aluminio! vaciado! son! el! tipo! de! molde! más! comúnmente! usado! en! rotomoldeo! cuando! se! busca! alta! calidad! en! las! piezas! a! fabricar.! Existen! dos! tipos!de!cavidades!vaciadas:!de!yeso!y!de!arena.!Las!cavidades!vaciadas!usando!yeso!son! más! caras,! pero! también! de! mejor! calidad.! Estas! cavidades! proporcionan! mejor! repetibilidad!dimensional!y!detalles!finos.! Se! pueden! vaciar! en! espesores! de! pared! tan! delgados! como! 4.75mm.! Las! cavidades! vaciadas!usando!arena!son!más!económicas,!pero!los!vaciados!son!más!porosos,!el!vaciado! de!arena!no!proporciona!el!detalle!ni!la!repetibilidad!de!las!dimensiones!que!si!son!posibles! con! las! de! yeso.! Los! vaciados! de! arena! tienen! un! espesor! mínimo! de! pared! de! aproximadamente!6.35!mm.!Ambos!tipos!de!cavidades!de!aluminio!requieren!un!modelo!o! patrón.!Los!patrones!tienen!la!desventaja!de!incrementar!el!costo!y!el!tiempo!requeridos! para!producir!una!cavidad!vaciada.!Sin!embargo,!estos!patrones!nos!permiten!ver!como! será! la! parte! aún! antes! de! construir! el! molde.! También! nos! permiten! la! entrega! de! cavidades!adicionales!rápidamente!y!de!bajo!costo.!Moldes!grandes!de!aluminio!vaciado!se! usan!sólo!cuando!la!complejidad!y!tolerancias!dimensionales!son!importantes.!! ! b. MOLDES"DE"LÁMINA"SOLDADA" ! Las!cavidades!fabricadas!con!lámina!metálica!son!el!segundo!tipo! de!molde!más!común! usado! en! rotomoldeo.! Su! mayor! aplicación! es! en! cavidades! grandes! de! formas! relativamente!simples.!Es!difícil!definir!los!costos!relativos!de!una!cavidad!de!lámina!en! comparación! con! una! cavidad! de! aluminio! vaciado.! Por! ejemplo,! una! cavidad! para! un! tanque! de! 208! litros,! puede! ser! hecha! por! vaciado! o! en! lámina.! Si! se! requieren! varias! cavidades,! el! vaciado! sería! la! solución! más! económica.! Si! se! requiriera! únicamente! una! cavidad,!la!lámina!de!metal!sería!más!rápida!y!de!menor!costo.! Las! cavidades! fabricadas! se! hacen! doblando,! estirando,! cortando! y! soldando! placas! de! hojas! de! metal.! Los! metales! más! comunes! son! aceros! al! carbón,! aluminio! y! acero! inoxidable,!este!proceso!requiere!mucha!habilidad;!se!pueden!lograr!formas!sorprendentes! ! ! 34" y! complejas.! El! espesor! de! las! cavidades! fabricadas! en! lámina! puede! variar! según! se! requiera.! Una! gran! ventaja! de! este! enfoque! es! la! posibilidad! de! utilizar! diferentes! espesores!y/o!diferentes!materiales!en!diferentes!lugares!de!la!cavidad.!Los!espesores!para! aceros!al!carbón!e!inoxidables!para!moldes!de!rotomoldeo!generalmente!fluctúa!entre!1.3! y!3.6!mm,!siendo!el!espesor!más!común!el!de!2.0!mm,!el!espesor!de!lámina!para!cavidades! de!aluminio!varia!de!2.0!a!6.4!mm.!En!general!se!puede!decir!que!las!marcas!que!deja!la! soldadura!son!difíciles!de!remover!dependiendo!del!material!a!soldar,!esto!quiere!decir!que! cuanto!más!fino!se!requiera!el!acabado,!más!caro!saldrá!el!molde.!Eliminar!totalmente!las! marcas! de! soldadura! incrementaría! notablemente! el! costo! del! molde,! además! los! terminados!inadecuados!de!soldadura!pueden!provocar!porosidad!e!imperfecciones.!Estas! marcas!no!afectan!la!calidad!funcional!de!la!parte,!pero!sí!afectan!la!apariencia.! ! c. MOLDES"ELECTROFORMADOS" ! Las! cavidades! electroformadas! son! quizá! las! cavidades! más! costosas! para! usar! en! rotomoldeo,! son! principalmente! usadas! para! formas! muy! complicadas! que! requieren! detalles!muy!finos!en!el!acabado! de! la! superficie! y/o! muescas! profundas.!Las!cavidades! electroformadas!tienen!la!desventaja,!al!igual!que!las!cavidades!de!vaciado,!de!requerir!un! patrón,!el!electroformado!que!es!un!proceso!excelente!para!hacer!moldes!de!cavidades! múltiples! dimensionalmente! precisas,! y! una! de! las! ventajas! del! proceso! es! su! habilidad! para!producir!cavidades!con!muescas!profundas.! " d. MOLDES"MAQUINADOS" ! Las!cavidades!maquinadas!de!acero!al!carbón,!aluminio!o!acero!inoxidable!proporcionan!el! nivel!más!alto!de!precisión!de!los!varios!tipos!de!moldes!usados.!También!son!el!tipo!de! cavidades!más!caro,!excepto!para!formas!simples!y!sencillas!muy!fáciles!de!maquinar,!así! como! también! proporcionan! el! más! alto! nivel! de! pulido! de! superficies! y! pueden! ser! texturizados,!grabados,!tratados!con!chorro!de!arena!(sand!blast).!La!mayor!desventaja!es! que!son!económicamente!posibles!únicamente! para!formas!simples,!a!veces!también!es!difícil!maquinar!la!parte!externa!del!molde!para! producir!una!pared!delgada!y!uniforme!de!la!cavidad.!En!años!recientes,!las!capacidades!de! cavidades!maquinadas!se!han!extendido!con!el!advenimiento!del!CADBCAM!o!CNC,!para! hacer!formas!más!complejas!y!remover!el!exceso!del!material!de!la!parte!exterior!de!la! cavidad! y! para! producir! una! pared! uniformemente! delgada. Las! cavidades! maquinadas! pueden!o!no!ser!económicas!para!una!sola!cavidad,!sin!embargo!proporcionan!el!tiempo! de!entrega!lo!más!rápido!posible!.! ! ! 35" ! ! ! Caso real de diseño y fabricación de una luminaria en la empresa rotoformas!! ! ! 36" ! 3. CASO"REAL"DEL"PROCESO"DE"DISEÑO"Y"FABRICACIÓN"DE"UNA" LUMINARIA"EN"LA"EMPRESA"ROTOFORMAS" El!proceso!de!diseño!de!una!pieza!no!termina!cuando!tenemos!el!diseño!formal!de!la!pieza,! sino! cuando! ya! tenemos! el! modelo! físico! y! real! fabricado,! y! muchas! veces! ni! entonces! porque!a!posteriori!pueden!salir!fallos!o!puede!que!la!pieza!no!funcione!bien,!y!haya!que! rediseñarla,! o! incluso! que! con! el! paso! del! tiempo! se! haya! quedado! desfasada! y! sea! necesario!un!diseño!nuevo.!Por!lo!tanto!el!proceso!de!diseño!es!un!proceso!complejo!y!en! la!mayoría!de!los!casos!cíclico,!ya!que!siempre!se!tiende!a!mejorar!lo!que!tenemos.! A!continuación!se!documenta!todo!el!proceso!de!diseño!de!una!luminaria!por!rotomoldeo,! desde!el!concepto,!hasta!la!obtención!de!la!pieza!final!y!su!venta.!Este!proceso!es!un!caso! real!de!una!luminaria!diseñada!por!Héctor!Alonso!y!fabricada!en!la!empresa!Rotoformas!en! Cadrete!(!Zaragoza).! !El!tema!del!que!trata!este!proyecto!me!parece!muy!interesante!para!complementar!mis! estudios! de! Ingeniería! Técnica! en! Diseño! Industrial,! ya! que! durante! la! carrera! hemos! aprendido!muy!bien!el!método!a!seguir!a!la!hora!de!diseñar!una!pieza,!pero!no!hemos!visto! nada!de!todo!el!proceso!que!le!sigue!hasta!que!la!pieza!está!totalmente!fabricada,!y!el! trabajo!de!un!diseñador!no!se!limita!a!diseñar!formalmente,!sino!que!va!más!allá,!y!debe! saber!solventar!los!problemas!que!puedan!surgir!en!la!fabricación!de!la!pieza.! FASES!DEL!PROCESO!DE!DESARROLLO!DE!UNA!LUMINARIA!POR!ROTOMOLDEO:! 1. FASE!DE!DISEÑO! 2. FASE!DE!FABRICACIÓN! ! 3.1. FASE"DE"DISEÑO" La!fase!de!diseño!normalmente!suele!partir!debido!a!que!hay!una!necesidad!de!crear!algo! nuevo!o!mejorar!lo!existente.! Héctor!Alonso!es!un!diseñador!de!lámparas!autónomo,!que!se!dedica!a!realizar!diseños!de! lámparas!novedosos,!para!después!venderlos!a!otras!empresas.!De!manera!que!él!siempre! tiene!la!propiedad!intelectual!de!sus!diseños,!pero!la!empresa!a!la!que!se!lo!vende!tiene!los! derechos! de! venta! y! lucro! de! esa! lámpara.! De! forma! que! una! vez! que! ha! vendido! la! lámpara! a! una! empresa,! él! ya! no! puede! venderla! a! otras! empresas! o! personas,! ya! que! únicamente!tiene!el!derecho!de!autor!y!creador.! ! ! 37" La!fase!de!diseño!en!este!caso!parte!de!que!a!Héctor!se!le!ocurre! diseñar!una!lámpara!de!pie!iluminada!por!un!fluorescente!interior.! La!forma!de!esta!lámpara!es!un!poco!abstracta,!ya!que!parte!de!su! base!con!una!forma!cuadrada!que!luego!se!va!estrechando!hasta! convertirse!en!una!forma!circular,!y!posteriormente!se!ensancha! en!forma!circular!hasta!su!parte!más!alta.!! Para! plasmar! esta! idea! es! necesario! conocer! el! manejo! de! programas!de!diseño!y!animación!3d.!En!este!caso!se!ha!utilizado! Solid!Work!para!realizar!el!modelado!3d!y!los!planos!técnicos,!y! 3dMax!para!realizar!la!animación!y!el!juego!de!luces!y!sombras!de! la!lámpara,!y!así!darle!un!aspecto!más!real.! Así! que! Héctor! empieza! a! buscar! y! a! ponerse! en! contacto! con! empresas!que!le!puedan!fabricar!un!modelo!de!esta!lámpara,!para! después! hacer! de! comercial! y! venderlo! a! empresas! que! tienen! tiendas!dedicadas!a!la!iluminación.!Este!es!un!trabajo!difícil!según! Héctor,!ya!que!tiene!que!enseñar!su!diseño,! pero! sin! desvelarlo! del! todo! porque! muchas! de! las! empresas! a! las! que! vende! sus! diseños!poseen!oficina!técnica!y!estudio!propio!dónde!se!realizan! diseños!de!lámparas,!y!desvelar!del!todo!su!diseño!supondría!la! posibilidad! de! que! le! pudieran! plagiar,! y! así! no! tener! que! comprarle! su! idea.! Por! lo! tanto,! a! veces! es! difícil! intentarles! vender!algo!sin!enseñarles!del!todo!la!idea,!pero!convenciéndoles! de!que!lo!tienen!que!hacer.! En! este! caso! Héctor! visito! a! una! empresa! (Pujol! Iluminación,! situada! en! St.! Feliu! de! Llobregat)!a!la!que!ya!le!había!realizado!algún!diseño,!para!intentar!venderle!la!lámpara!de! pie,!cosa!que!consiguió,! y! ahora! podemos!encontrar!en!los! catálogos! de! iluminación!de! esta!empresa.! Esta! lámpara! como! hemos! comentado,! posee! una! forma! un! tanto! abstracta! y! queda! restringida!a!fabricarla!por!rotomoldeo,!ya!que!su!forma!impediría!el!desmóldelo!por!otros! procesos!de!fabricación,!como!por!ejemplo!la!inyección.!De!manera!que!Héctor!se!puso!en! contacto! con! una! empresa! dedicada! a! la! fabricación! por! rotomoldeo,! llamada! ROTOFORMAS,!y!aquí!no!le!pusieron!problema!para!fabricar!la!lámpara.! La! fabricación! del! primer! prototipo! fue! algo! costosa,! debido! a! que! las! primeras! piezas! salian!defectuosas.!Esto!se!debe!a!que!no!es!cosa!fácil!el!ajuste!de!la!cantidad!de!material!y! de! los! parámetros! de! la! máquina,! y! ello! requiere! realizar! varias! tiradas! modificando! los! parámetros!hasta!que!se!obtienen!los!resultados!requeridos.! ! ! ! 38" 3.1.2. FACTORES"DE"DISEÑO"PARA"PIEZAS"FABRICADAS"POR"ROTOMOLDEO" El!rotomoldeo!está!diseñado!para!la!obtención!de!piezas!plásticas!huecas!de!gran!tamaño,! teniendo!prácticamente!competidor!nulo!en!el!moldeo!de!las!piezas!grandes.!Sin!embargo,! existen!productos!pequeños!manufacturados!por!rotomoldeo!(por!ejemplo!pelotas!y!bolas! de!rollon),!en!cuyos!casos!se!usan!moldes!de!numerosas!cavidades.!Los!polietilenos,!son!los! materiales! que! dominan! el! mercado! del! rotomoldeo.! El! polietileno! (PE)! en! sus! varias! formas,!representa!el! 85B95%! de!todos! los! polímeros!rotomoldeados.! A! continuación!se! presentan! los! aspectos! que! deben! tomarse! en! cuenta! al! diseñar! partes! plásticas! a! ser! rotomoldeadas!con!PE.! dELECCIÓN"DEL"MOLDE" •!Grandes! productos! como! tanques! o! piezas! con! bajo! requerimiento! de! apariencia,! son! fabricados!en!moldes!hechos!con!acero"o"aluminio"laminado.! •!Piezas!con!mayor!requerimiento!de!apariencia!o!mayor!complejidad!son!generalmente! producidos!en!moldes!fabricados!en"fundición"de"aluminio.! •! Para! los! más! altos! requerimientos! de! calidad! de! superficie! en! las! piezas,! los! moldes! pueden! fabricarse! con! técnicas! de! electroformado!o!de" deposición" en" vacío!(níquel! o! cobreBníquel).! •!El!número!de!líneas!de!partición!del!molde!debe!ser!el!mínimo!para!no!incrementar!su! costo! y! mantenimiento! y! por! lo! tanto! el! costo! de! la! pieza,! que! además! podría! también! incrementarse!por!el!exceso!de!rebabas,!que!deban!removerse,!creadas!por!las!líneas!de! partición.! ! dASPECTOS"DE"DISEÑO"EN"ROTOMOLDEO"PARA"PIEZAS"DISEÑADAS"CON"PE" ESPESOR"DE"PARED"NONIMAL" Debe!ser!tal!que!se!mantengan!las!propiedades!mecánicas!del!material,!requeridas!para!el! desempeño!de!la!pieza!sin!tener!largos!tiempos!de!ciclo,!buscando!la!eficiencia!óptima!y! que!no!ocurra!degradación!del!material.! •!Los!espesores!de!pared!se!pueden!controlar!alterando!la!relación!de!velocidades!de!los! ejes!del!equipo.! •! Aislando! ciertas! áreas! del! molde,! se! reduce! el! crecimiento! de! espesor! en! ellas! y! dirigiendo!calor!extra,!se!obtienen!mayores!espesores! En! la! siguiente! tabla! se! muestran! los! valores! de! espesor! de! pared! nominal! para! piezas! rotomoldeadas!con!PE.! ! ! 39" ESPESOR" mm" Mínimo" 1.52! Óptimo" 3.18! Máximo" 12.7! Mayor"conocido" 50.8! ! RADIOS"EN"LAS"ESQUINAS" Deben! evitarse! las! esquinas! agudas! o! afiladas,! como! en! todos! los! tipos! de! moldeo! de! Plásticos.! El! valor! de! radio! de! esquina! recomendado! es! de,! al! menos,! 75%! del! espesor! nominal!de!pared,!para!mejorar!la!resistencia!de!la!zona!(las!esquinas!internas!tienden!a! ser!más!delgadas!y!las!externas,!más!gruesas!que!el!espesor!de!pared).!En!la!siguiente!tabla! se!muestran!los!valores!de!radio!en!las!esquinas!para!piezas!rotomoldeadas!en!PE:! RADIO" INTERNO" EXTERNO" Mínimo" 1.52mm! 3.20mm! Mejor" 6.35mm! 12.70mm! ! ÁNGULOS"EN"LAS"ESQUINAS" •Deben! evitarse! los! ángulos! muy! agudos! para! que! no! ocurra! puenteo! del! material! en! polvo.! •! En! rotomoldeo! con! PE! los! ángulos! de! esquina! no! deberían! tener! menos! de! 45°.! A! continuación,!los!ángulos!utilizados!en!rotomoldeo!con!PE:! ÁNGULO" VALOR" Mínimo"utilizado" 30º! Mínimo"recomendado" 45º! Bueno" 90º! Mejor" 120º! ! SEPARACIÓN"DE"LA"PARED"MÍNIMA"(MOLDEO"DE"DOBLE"PARED)" La!separación!interna!entre!superficies!(X!en!la!figura!de!abajo)!debe!ser,!al!menos,!3!veces! el!espesor!de!pared!nominal!(W),!sin!embargo!esta!relación!debe!utilizarse!sólo!en!casos! extremos.!La!mínima!separación!standard!debe!ser!5!veces!el!espesor!de!pared!(X³5W).! ! ! ! ! ! 40" REFUERZOS" Deben!ser!diseñados!como!corrugaciones!en!vez!de!costillas!sólidas.! •!Las!corrugaciones!deben!tener!una!ligera!inclinación!de!pared!para!facilitar!el!desmoldeo.! •!El!ancho!de!la!costilla!hueca!(M!en!la!figura!de!abajo)!debería!ser,!al!menos,!5!veces!el! espesor!de!pared!(W),!(M³5W)!y!la!altura!(N)!de,!al!menos,!4!veces!el!espesor!de!pared,! (N³4W).! •!El!espaciamiento!entre!costillas!(O!en!la!figura!2)!no!debe!ser!menor!a!3!veces!el!espesor! de!pared,!(O³3W),!siendo!mejor!un!espaciamiento!de!5!veces!W.! •!Se!utilizan!además!dispositivos!especiales!llamados!kissBoffs,!los!cuales!son!muy!efectivos! para!aportar!rigidez,!A!y!B!en!la!figura!de!abajo.! •!En!los!kissBoffs,!el!espesor!combinado!de!las!paredes!(D!en!la!figura!de!abajo),!debería!ser! 1.75!veces!el!espesor!de!las!paredes!(D=1.75W).! •!En!el!caso!de!los!pseudoBrefuerzos!(C!en!la!figura!de!abajo),!la!separación!(E)!debe!ser!de,! al!menos,!3!veces!el!espesor!de!pared!(E³3W),!siendo!mejor!un!espaciamiento!de!5W.! ! "!Detalles"de"diseño"en"piezas,"planas"o"de"doble"pared,"rotomoldeadas"!" " ÁNGULOS"DE"DESMOLDEO" Se! deben! incluir! inclinaciones! en! las! paredes;! ángulos! de! desmoldeo,! sobre! todo! en! el! macho!del!molde!(superficie!interna),!ya!que!el!encogimiento!contrae!el!material!sobre!él.! La! hembra! (superficie! externa),! usualmente! no! necesita! inclinaciones! en! las! paredes,! ya! que! el! material! encoge! alejándose! de! ella.! La! tabla! siguiente! registra! los! ángulos! de! desmoldeo!recomendados!para!piezas!a!rotomoldear!con!PE.! ! ÁNGULO" SUPERFICIES"INTERIORES" SUPERFICIES"EXTERIORES" Mínimo" 1º! 0º! Mejor" 2º! 1º! ! Se!necesitará!un!grado!extra!en!todos!los!casos,!si!el!molde!es!texturizado.! ! ! 41" ! ROSCAS" •!Deben!utilizarse!perfiles!redondeados!y!gruesos!tanto!en!roscas!internas!como!externas.! •!Evitar!ángulos!agudos!en!la!punta!y!en!la!base!de!la!rosca.! •!Es!posible!soldar!insertos!moldeados! por! inyección! dentro! de! los! agujeros,! durante!el! rotomoldeo.! •!A!menudo!se!rocían!sustancias!comerciales!promotoras!de!flujo,!en!el!área!de!las!roscas,! con!lo!que!se!mejora!la!reproducción!de!éstas!y!otros!detalles.! ! INSERTOS"METÁLICOS" Utilizar!metales!de!alta!conductividad.! •!Utilizar!superficies!texturizadas!(con!protuberancias)!para!mejorar!la!adhesión!al!plástico.! •!El!inserto!debe!diseñarse!tal!que!quede!anclado!al!plástico.! •!Asegurar!un!espaciamiento!adecuado!entre!el!inserto!y!cualquier!otra!superficie,!para! prevenir!el!puenteo!del!material!en!polvo:!la!distancia!entre!una!superficie!de!la!pieza!y!la! que! contiene! el! inserto,! debe! ser,! al! menos,! 4! veces! el! espesor! de! pared.! Ver! T! en! la! siguiente!figura.! •!Colocar!el!inserto!firmemente!dentro!del!molde.! •!Evitar!insertos!muy!espaciosos!o!anchos!que!puedan!dificultar!el!desmoldeo,!debido!a!las! fuerzas!de!encogimiento.! •!Tener!cuidado!con!el!uso!de!insertos!en!piezas!de!PE,!si!hay!posibilidad!de!que!la!pieza! vaya! a! ser! expuesta! a! stress! cracking! :! la! restricción! resultante! al! incluir! el! inserto! introducirá!esfuerzos!residuales.! ! VENTEO" •!Los!puntos!de!venteo!se!instalan,!normalmente,!en!secciones!que!serán!removidas!en!el! acabado!de!la!pieza.!Si!lo!anterior!no!es!posible,!será!necesario!soldar!el!agujero!de!venteo! en!una!operación!posterior.! •!Los!canales!de!venteo!deben!construirse!con!materiales!de!baja!conductividad!térmica! (ej:!acero!inoxidable!o!teflón).! ! ! 48" consecuencia,! estos! procesos! tienen! una! ventaja! natural! para! mayores! velocidades! de! producción.! La!fundición!en!arena!es!el!proceso!más!utilizado,!la!producción!por!medio!de!este!método! representa!la!mayor!parte!del!tonelaje!total!de!fundición.!Casi!todas!las!aleaciones!pueden! fundirse!en!arena;!de!hecho,!es!uno!de!los!pocos!procesos!que!pueden!usarse!para!metales! con!altas!temperaturas!de!fusión,!como!son!el!acero,!el!níquel!y!el!titanio.!Su!versatilidad! permite!fundir!partes!muy!pequeñas!o!muy!grandes!y!en!cantidades!de!producción!que! van!de!una!pieza!a!millones!de!éstas.! La!fundición! en! arena!consiste! en! vaciar!el!metal! fundido!a! un! molde!de!arena,! dejarlo! solidificar! y! romper! después! el! molde! para! remover! la! fundición.! Posteriormente! la! fundición! pasa! por! un! proceso! de! limpieza! e! inspección,! pero! en! ocasiones! requiere! un! tratamiento!térmico!para!mejorar!sus!propiedades!metalúrgicas.!En!esta!breve!descripción! se! puede! observar! que! la! fundición! en! arena! no! solamente! incluye! operaciones! de! fundición,!sino!también!la!fabricación!de!modelos!y!manufactura!de!moldes.! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 3.2.1.1. DISEÑO"DE"LA"PREFORMA" " • INTRODUCCIÓN"A"LA"CREACIÓN"DE"PREFORMAS" " La!fundición! en! arena!requiere!un! patrón! o" modelo"al! tamaño! de! la!parte,! ligeramente! agrandado,!tomando!en!consideración!la!contracción!y!las!tolerancias!para!el!maquinado! de!la!pieza!final.!Los!materiales!que!se!usan!para!hacer!estos!modelos!incluyen!la!madera,! los!plásticos!y!los!metales.! La!madera!es!un!material!común!para!modelos,!por!la!facilidad!de!trabajarla!y!darle!forma.! Sus!desventajas!son!la!tendencia!a!la!torsión!y!al!desgaste!por!la!abrasión!de!la!arena!que! se!compacta!a!su!alrededor,!lo!cual!limita!el!número!de!veces!que!puede!usarse.!! Arena! Manufactura! del!modelo! Manufactura! del!molde! Vaciado! Solidificación!y! enfriamiento! Preparación! de!la!arena! Fusión! Remoción!del! molde!de! arena! Limpieza!e! inspección! Materia! prima! Manufactura! del!corazón!! ! ! 49" Los!modelos!de!metal!son!más!costosos!pero!duran!más.!! Los!plásticos!representan!un!término!medio!entre!la!madera!y!los!metales.!! La!selección!del!material!apropiado!para!patrones!o!modelos!depende!en!gran!parte!de!la! cantidad!total!de!piezas!a!producir.!! Hay! varios! tipos! de! modelos,! el! más! simple! está! hecho! de! una! pieza,! llamado! modelo! sólido,!que!tiene!la!misma!forma!de!la!fundición!y!los!ajustes!en!tamaño!por!contracción!y! maquinado.! Su! manufactura! es! fácil,! pero! la! complicación! surge! cuando! se! utiliza! para! hacer!el!molde!de!arena.!Determinar!la!localización!del!plano!de!separación!entre!las!dos! mitades! del! molde! e! incorporar! los! bebederos! y! las! mazaratas,! es! más! complicado.! Por! tanto,! los! modelos! sólidos! se! usan! solamente! en! producciones! de! muy! baja! cantidad! y! cuando!las!piezas!son!de!formas!muy!simples.! Los!modelos!divididos!constan!de!dos!piezas!que!separan!la!pieza!a!lo!largo!de!un!plano,! éste!coincide!con!el!plano!de!separación!del!molde.!Los!modelos!divididos!son!apropiados! para! partes! de! forma! compleja! y! cantidades! moderadas! de! producción.! El! plano! de! separación!del!molde!queda!predeterminado!por!las!dos!mitades!del!molde,!más!que!por! el!juicio!del!operador.!Para!altos!volúmenes!de!producción!se!emplean!los!modelos!con! placa!de!acoplamiento!o!los!modelos!de!doble!placa"(superior!e!inferior).!En!un!modelo!con! placa!de!acoplamiento,!las!dos!piezas!del!modelo!dividido!se!adhieren!a!los!lados!opuestos! de!una!placa!de!madera!o!metal.!Los!agujeros!de!la!placa!permiten!una!alineación!precisa! entre!la!parte!superior!y!el!fondo!(cope"y"daga)"del!molde.!Los!modelos!con!doble"placa"de" acoplamiento" son! similares! a! los! patrones! con! una! placa,! excepto! que! las! mitades! del! patrón! dividido! se! pegan! a! placas! separadas,! de! manera! que! las! secciones! de! la! parte! superior!e!inferior!del!molde!se!puedan!fabricar!independientemente,!en!lugar!de!usar!la! misma!herramienta!para!ambas!!!!!! Los! patrones! definen! la! forma! externa! de! la! fundición.! Si! posee! superficies! internas,! se! necesita!un!corazón!para!definirlas.!Un!corazón"es!un!modelo!de!tamaño!natural!de!las! superficies!interiores!de!la!parte.!El!corazón!se!inserta!en!la!cavidad!del!molde!antes!del! vaciado,! para! que! al! fluir! el! metal! fundido,! solidifique! entre! la! cavidad! del! molde! y! el! corazón,!formando!así!las!superficies!externas!e!internas!de!la!fundición.!El!corazón!se!hace! generalmente!de!arena!compactada.!El!tamaño!real!del!corazón!debe!incluir!las!tolerancias! para! contracción! y! maquinado! lo! mismo! que! el! patrón.! El! corazón,! dependiendo! de! la! forma,!puede!o!no!requerir!soportes!que!lo!mantengan!en!posición!en!la!cavidad!del!molde! durante! el! vaciado.! Estos! soportes,! llamados! sujetadores," se! hacen! de! un! metal! cuya! temperatura!de!fusión!sea!mayor!que!la!de!la!pieza!a!fundir.!Por!ejemplo,!para!fundiciones! de!hierro! colado!se! usan!sujetadores! de!acero.! Los! sujetadores! quedan! atrapados! en! la! fundición!durante!el!vaciado!y!la!solidificación.!En!la!siguiente!figura!se!muestra!un!posible! arreglo!del!corazón!usando!sujetadores.!La!porción!de!los!sujetadores!que!sobresalen!de!la! fundición!se!recortan!después.! ! ! 50" ! ! !"Partes"de"un"molde"de"arena"para"fundición"!" ! ! La! realización! de! la! plantilla! no! es! cosa! de! improvisadores,! sino! que! hay! que! tener! en! cuenta!diversos!factores!para!obtener!los!resultados!requeridos:! En!primer!lugar!la!plantilla!deberá!poder!extraerse!del!molde!sin!romperlo,!por!ello:! A. Todas! las! superficies! deben! tener! buen! acabado! para! evitar! que! se! arrastre! el! material!del!molde,!por!ejemplo!la!arena,!al!sacarlo.! B. La! forma! de! la! plantilla! debe! ser! tal! que! la! parte! mas! ancha! de! su! sección! corresponda!a!la!zona!de!división!de!las!cajas!de!moldeo,!de!esta!forma!puede!ser! extraída!sin!mucha!dificultad.!Si!este!precepto!no!se!cumple,!y!la!dimensión!mayor! está! soterrada! en! la! arena,! necesariamente! se! romperá! el! molde! al! extraer! la! plantilla.! Cuando! las! piezas! son! muy! complejas! hay! que! acudir! a! plantillas! de! múltiples!piezas,!algunas!de!las!cuales!(llamadas!corazones),!solo!sirven!como!cuñas! de!separación!entre!las! partes! y! deben!ser!sacadas!primero! para! que! la! plantilla! disminuya!sus!dimensiones!y!pueda!ser!extraída.! C. Las! plantillas! deben! estar! cortadas! simétricamente! para! que! cada! una! de! las! mitades!se!quede!en!el!material!de!la!respectiva!caja!cuando!estas!se!separen!para! extraer!la!plantilla.!Tenga!en!cuenta!que!ambas!cajas!están!aseguradas!con!espigas! guía,! de! manera! que! el! movimiento! relativo! entre! ellas! es! solo! de! separación! y! debido!a!la!adherencia!natural!de!la!plantilla!con!el!material!del!molde!es!mejor!que! la!plantilla!se!separe!en!dos!antes!de!que!arrastre!material!afectando!el!molde.! D. Si!la!pieza!a!fabricar!es!una!pieza!hueca!y!por!ello!se!colocarán!machos!en!el!molde,! la! plantilla! debe! propiciar! las! zonas! donde! se! hará! la! posterior! colocación! de! los! soportes!del!macho.! E. Incluir!todos!los!canales!de!alimentación!y!mazarotas!necesarios!para!el!llenado!del! molde!con!el!metal!fundido.! ! ! ! 51" Otro! grupo! de! factores! que! deben! tenerse! en! cuenta! están! relacionados! con! las! dimensiones!y!tolerancias!de!las!plantillas:! 1. Tolerancia"para"la"contracción.!Se!debe!tener!en!consideración!que!las!sustancias!al! enfriarse! o! fraguar! cambian! sus! dimensiones,! así! que! dependiendo! del! tipo! de! material! que! se! esté! utilizando,! las! medidas! de! las! plantillas! deberán! ser! consecuentemente!mas!grandes!o!pequeñas!que!las!medidas!finales!que!se!esperan! obtener!en!la!pieza!terminada.! 2. Tolerancia"para"la"extracción.!Cuando!se!tiene!una!plantilla!que!se!va!a!extraer!es! necesario! moverla! ligeramente! para! "despegarla"! del! material! del! molde,! al! fabricarla!! se! debe! considerar! en! sus! dimensiones! unos! ángulos! mínimos! con! la! dirección! de! desmoldeo,! con! objeto! de! no! dañar! el! molde! de! arena! durante! su! extacción.!Este!ángulo!se!denomina!ángulo!de!salida.!Se!recomiendan!ángulos!entre! 0,5º!y!2º.! 3. Tolerancia" por" acabado.!Cuando! una! pieza! es! fabricada! en! ocasiones! resulta! necesario! realizar! algún! trabajo! de! acabado! o! terminado! de! las! superficies! generadas,! esto! se! logra! puliendo! o! quitando! algún! material! de! las! piezas! producidas!por!lo!que!se!debe!considerar!en!la!plantilla!esta!rebaja!de!material.! 4. Tolerancia"de"distorsión.!Cuando!una!pieza!es!de!espesor!irregular,!su!enfriamiento! también!es!irregular,!y!con!ello!su!contracción.!Esta!contracción!irregular!genera!la! distorsión!de!la!pieza,!estos!efectos!deberán!ser!tomados!en!consideración!en!el! diseño!de!las!plantillas.! ! ! ! ! 52" ! ! • DESCRIPCIÓN" DEL" PROCESO" DE" FABRICACIÓN" DE" LA" PREFORMA" PARA" LA" LÁMPARA." Para! poder! fabricar! el! molde! es! necesario! diseñar! previamente! una! preforma.! Esta! preforma! debe! de! tener! la! misma! forma! que! la! pieza! que! queremos! obtener! finalmente.! El! material! con! el! que! se! fabrica! la! preforma! es! DM,! aunque! se! puede! fabricar! de! multitud! de! materiales! como! por! ejemplo! de! plástico! o! metal.!! ! ! Todo! el! proceso! de! fabricación! de! la! preforma! en! Rotoformas! es! manual,! de! modo! que,! se! corta! la! madera! con! la! sierra! de! calar! en! diferentes! láminas,! para!ello!se!parte!del!modelo!3d,!que!se!fragmenta!en! varios!cortes!horizontales!para!tomar!las!medidas!con! las!que!debemos!cortar!las!diferentes!láminas.!! ! Una! vez! que! tenemos! cortada! la! madera! en! láminas,! se! pegan!con!cola!para!unirlas.!Cuando!la!cola!ya!ha!secado,!se! procede! a! lijar! toda! la! superficie! hasta! que! quede! homogénea.! ! A! la! preforma! de! madera! se! le! añade! fibra! de! vidrio! para! reforzar,! sobre!todo!en!aquellas!partes!en!las!que!el!espesor!no!es!muy!grueso,! ya!que!la!preforma!va!a!quedar!sumergida!en!un!montón!de!arena!muy! pesada.! ! Además! a! la! preforma! también! se! la! impregna! de! una! pintura! desmoldeante!para!que!se!pueda!extraer!bien!de!la!arena.! ! ! 53" ! !"Modelo"en"DM"de"barreras"de"seguridad"para"tráfico"!" ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !"Modelo"en"DM"de"la"parte"interior"de"la"luminaria"!" !"Modelo"en"DM"de"la"parte"exterior"de" la"luminaria"!" ! ! ! 54" ! 3.2.1.2. FABRICACIÓN"DEL"MOLDE"MEDIANTE"FUNDICIÓN" Existen!varios!tipos!diferentes!de!moldes!que!se!usan!en!la!industria!de!rotomoldeo:! a.!Moldes!de!aluminio!vaciado! b.!Moldes!de!lámina!soldada! c.!Moldes!electroconformados! d.!Moldes!maquinados! Para!la!fabricación!de!la!lámpara!se!utiliza!un!molde!de!aluminio!vaciado,!a!continuación!se! detalla!más!a!fondo!el!proceso!que!se!sigue!para!realizar!una!pieza!mediante!fundición!de! aluminio.! ! • INTRODUCCIÓN"AL"PROCESO"DE"FUNDICIÓN" ! Una!vez!que!tenemos!la!pieza!modelo!se!entierra!en!la!arena,!de!manera!que!en!la!arena! se!reproduzca!la!cavidad!de!la!pieza!que!queremos!obtener!por!fundición,!que!en!ese!caso! será!una!de!las!mitades!del!molde!que!se!va!a!montar!luego!en!la!máquina!de!rotomoldeo.! !La!arena!de!fundición!es!sílice!(Si02)!o!sílice!mezclada!con!otros!minerales.!Esta!arena!debe! tener! buenas! propiedades! refractarias,! expresadas! como! la! capacidad! de! resistir! altas! temperaturas!sin!fundirse!o!degradarse.!Otras!características!importantes!son:!el!tamaño! del!grano,!la!distribución!de!tamaños!del!grano!en!la!mezcla!y!la!forma!de!los!granos.!Los! granos!pequeños!proporcionan!mejor!acabado!superficial!en!la!fundición,!pero!los!granos! grandes!son!más!permeables,!para!que!los!gases!escapen!durante!el!vaciado.!Los!moldes! hechos!de!granos!irregulares!tienden!a!ser!más!fuertes!que!los!moldes!de!granos!redondos! debido!al!entrelazado!de!los!granos,!pero!esto!tiende!a!restringir!la!permeabilidad.!En!la! fabricación!del!molde,!los!granos!de!arena!se!aglutinan!por!medio!de!una!mezcla!de!agua!y! arcilla.!La!proporción!típica!(en!volumen)!es!90%!de!arena,!3%!de!agua!y!7%!de!arcilla.!Se! pueden!usar!otros!agentes!aglutinantes!en!lugar!de!la!arcilla,!como!resinas!orgánicas!(por! ejemplo! resinas! fenólicas)! y! aglutinantes! inorgánicos! (por! ejemplo,! silicato! y! fosfato! de! sodio).!Algunas!veces!se!añaden!a!la!mezcla!de!arena!y!aglutinante!ciertos!aditivos!para! mejorar! las! propiedades! del! molde! como! la! resistencia! y! permeabilidad.! En! el! método! tradicional!para!formar!la!cavidad!del!molde!se!compacta!la!arena!alrededor!del!modelo!en! la! parte! superior! e! inferior! de! un! recipiente! llamado! caja! de! moldeo.! El! proceso! de! empaque!se!realiza!por!varios!métodos.!El!más!simple!es!el!apisonado!a!mano!realizado! manualmente! por! un! operario.! Además,! se! han! desarrollado! varias! máquinas! para! mecanizar!el!procedimiento!de!empacado,!las!cuales!operan!por!medio!de!los!siguientes! mecanismos:! ! ! 55" 1)!Compactación!de!la!arena!alrededor!del!patrón!o!modelo!mediante!presión!neumática.! 2)!Acción!de!sacudimiento,!dejando!caer!repetidamente!la!arena!contenida!en!la!caja!junto! al!modelo,!a!fin!de!compactarla!en!su!lugar.! 3)! Lanzamiento,! haciendo! que! los! granos! de! arena! se! impacten! contra! el! patrón! a! alta! velocidad.!! Se!usan!varios!indicadores!para!determinar!la!calidad!de!la!arena!para!el!molde:!! 1)"Resistencia,!capacidad!del!molde!para!mantener!su!forma!y!soportar!la!erosión!causada! por!el!flujo!del!metal!líquido,!depende!del!tamaño!del!grano,!las!cualidades!adhesivas!del! aglutinante!y!otros!factores.! "2)"Permeabilidad,!capacidad!del!molde!para!permitir!que!el!aire!caliente!y!los!gases!de! fundición!pasen!a!través!de!los!poros!de!la!arena.! "3)"Estabilidad!térmica,!capacidad!de!la!arena!en!la!superficie!de!la!cavidad!del!molde!para! resistir!el!agrietamiento!y!encorvamiento!en!contacto!con!el!metal!fundido.! "4)" Retractibilidad,! capacidad! del! molde! para! dejar! que! la! fundición! se! contraiga! sin! agrietarse;!también!se!refiere!a!la!capacidad!de!remover!la!arena!de!la!fundición!durante! su!limpieza.! 5)"Reutilización,!¿puede!reciclarse!la!arena!del!molde!roto!para!hacer!otros!moldes?.!Estas! medidas!son!algunas!veces!incompatibles,!por!ejemplo,!un!molde!con!una!gran!resistencia! tiene!menos!capacidad!de!contracción.!Los!moldes!de!arena!se!clasifican!frecuentemente! como!arena!verde,!arena!seca!o!de!capa!seca.! !Los!moldes!de!arena!verde!se!hacen!de!una!mezcla!de!arena,!arcilla!y!agua,!el!término! "verde"!se!refiere!al!hecho!de!que!el!molde!contiene!humedad!al!momento!del!vaciado.! Los!moldes!de!arena!verde!tienen!suficiente!resistencia!en!la!mayoría!de!sus!aplicaciones,! así! como! buena! retractibilidad,! permeabilidad! y! reutilización,! también! son! los! menos! costosos.!Por!consiguiente,!son!los!más!ampliamente!usados,!aunque!también!tienen!sus! desventajas.! La! humedad! en! la! arena! puede! causar! defectos! en! algunas! fundiciones,! dependiendo!del!metal!y!de!la!forma!geométrica!de!la!pieza.! Un!molde!de!arena!seca!se!fabrica!con!aglomerantes!orgánicos!en!lugar!de!arcilla.!El!molde! se!cuece!en!una!estufa!grande!a!temperaturas!que!fluctúan!entre!204!ºC!y!316!ºC.!El!cocido! en!estufa!refuerza!el!molde!y!endurece!la!superficie!de!la!cavidad.!El!molde!de!arena!seca! proporciona!un!mejor!control!dimensional!en!la!fundición!que!los!moldes!de!arena!verde.! Sin! embargo,! el! molde! de! arena! seca! es! más! costoso! y! la! velocidad! de! producción! es! reducida! debido! al! tiempo! de! secado.! Sus! aplicaciones! se! limitan! generalmente! a! fundiciones!de!tamaño!medio!y!grande!y!en!velocidades!de!producción!bajas.!! ! ! 56" En!los!moldes"de"capa"seca,!la!superficie!de!la!cavidad!de!un!molde!de!arena!verde!se!seca! a!una!profundidad!entre!10!mm!y!25!mm,!usando!sopletes,!lámparas!de!calentamiento!u! otros!medios,!aprovechando!parcialmente!las!ventajas!del!molde!de!arena!seca.!Se!pueden! añadir!materiales!adhesivos!especiales!a!la!mezcla!de!arena!para!reforzar!la!superficie!de!la! cavidad.! La! clasificación! precedente! de! moldes! se! refiere! al! uso! de! aglutinantes! convencionales,!ya!sea!agua,!arcilla!u!otros!que!requieren!del!calentamiento!para!curar.!! Se!han!desarrollado!también!moldes"no"horneados,!que!no!necesitan!ser!cocidos!debido!a! sus! aglutinantes! (! mezcla! de! arena! y! resina)! .! Algunos! de! estos! materiales! aglutinantes,! utilizados! en! sistemas! que! no! requieren! cocimiento,! incluyen! las! resinas! furánicas! (que! consisten!en!alcohol!furfural,!urea!y!formaldehído),!las!fenólicas!y!los!aceites!alquídicos.!La! popularidad!de!los!moldes!que!no!requieren!cocimiento!está!creciendo!debido!a!su!buen! control!dimensional!en!aplicaciones!de!alta!producción.! ! • DESCRIPCIÓN" DEL" PROCESO" DE" FUNDICIÓN" PARA" REALIZAR" EL" MOLDE" DE" LA" LÁMPARA." Una!vez!que!ya!tenemos!la!pieza!modelo!fabricada!en!DM,!se!sitúa!en!el!centro!de!la!caja! que!está!colocada!debajo!de!la!máquina!mezcladora.!Además!de!la!pieza!modelo!habrá! que!introducir!los!canales!de!alimentación!(bebederos!y!mazarotas)!también!fabricados!de! madera.!La!máquina!mezcladora!mezcla!la!arena,!la!resina!y!el!catalizador,!y!los!desprende! como!una!especie!de!arena!mojada!sobre!el!modelo!que!se!encuentra!en!la!caja.! Una!vez!que!la!arena!ha!compactado!y!ha!quedado!seca,!se!extrae!la!pieza!modelo!y!se! procede!a!realizar!la!colada!en!el!molde!de!arena.! En!la!imagen!inferior!se!muestran!los!elementos!utilizados!en!la!empresa!Rotoformas!para! realizar!el!molde!que!luego!ira!montado!en!la!máquina!de!rotomoldeo.! ! !"Elementos"necesarios"para"realizar"el"molde"de"arena"de"la"luminaria"!" ! ! Bebedero! Mazarota! 2ª!Mitad!del!Modelo!DM! Arena! Caja!superior!(!Cope)! Caja!inferior!(!Daga)! 1ª!Mitad!del!Modelo!DM! ! ! 57" ! !A!continuación!se!muestra!el!proceso!a!seguir!para!obtener!un!molde!de!arena!a!partir!de! un! modelo! en! madera! DM,! para! después! obtener! mediante! fundición! la! pieza! que! será! parte!del!molde!para!la!máquina!de!rotomoldeo.! ! ! ! ! ! ! ! ! Fabricación!del!modelo! dividido!en!DM! 1! Cajas! 2! ! ! 64" ! 3.2.2.1. INSERTOS" Junto!con!todas!sus!otras!buenas!características,!el!rotomoldeo!resulta!ser!casi!el!mejor!de! todos!los!procesos!termoplásticos!al!incorporar!insertos!en!una!parte!moldeada.!! ! !"Posicionamiento"del"inserto"en"el"molde"!" ! Los! insertos! completos! o! ciegos! como! se! muestra! en! la! siguiente! figura,! pueden! ser! de! acero!al!carbón,!bronce,!aluminio,!acero!inoxidable,!plástico!y!hasta!madera.!Se!debe!tener! mucho!cuidado!al!seleccionar!el!material!para!un!inserto,!este!debe!cumplir!químicamente! compatible!con!el!plástico!que!se!va!a!utilizar!y!resistir!la!temperatura!del!horno.!Debe!de! evitarse! los! insertos! de! gran! tamaño! y! aquellos! con! esquinas! filosas! ya! que! pueden! provocar!agrietamientos!por!esfuerzos!conforme!la!parte!se!enfría!y!se!encoge!firmemente! sobre! el! inserto.! Los! insertos! deben! asegurarse! firmemente! al! molde! y! deben! estar! perfectamente!en!posición,!y!además!deben!de!resistir!la!temperatura!a!la!que!se!trabajara! el!molde.!Los!insertos!de!metal!incorporados!durante!el!moldeado!tendrán!máximo!torque! y! fuerza! de! anclaje! si! son! calentados! hasta! el! punto! en! que! el! plástico! se! funde.! Así! el! plástico!se!adhiere!al!inserto!como!lo!hace!a!la!cavidad.!Una!manera!de!lograr!este!objetivo! es!usando!un!inserto!con!una!base!ancha!para!lograr!una!buena!transferencia!de!calor!de!la! cavidad.! ! ! ! 65" ! !"Insertos"ciegos"e"insertos"con"perforación"de"lado"a"lado"!" ! Otra! forma! de! controlar! el! calor! transferido! al! inserto! es! mediante! una! muesca! en! la! cavidad!para!reducir!el!área!de!contacto!entre!la!cavidad!y!el!inserto!como!se!muestra!en!la! parte!inferior!de!la!siguiente!figura.! ! ! !"Formas"para"facilitar"y"para"reducir"la"transferencia"de"calor"!" ! Tanto!fabricantes!de!moldes,!como!moldeadores!y!operadores!de!máquinas,!deben!de!ser! muy!ingeniosos!para!encontrar!maneras!convenientes!de!posicionar!y!liberar!los!insertos,! incorporados! durante! el! moldeado.! Los! sujetadores! roscados! son! probablemente! el! método! más! común,! sin! embargo! también! se! han! usado! resortes,! imanes,! mordazas! acodadas,!retenes!y!hasta!simple!fricción!con!gran!éxito.!Los!moldeadores!han!reportado! factores!de!encogimiento!del!plástico!durante!su!enfriamiento!dentro!del!molde!de!hasta! de!1%!entre!insertos,!al!mismo!tiempo!el!resto!de!la!parte!tiene!un!encogimiento!dentro! del! molde! de!2.5%.! Un! método! sencillo! para! enfrentar! este! problema! es! proporcionar! movimiento! en! los! insertos! para! que! no! impidan! que! el! material! plástico! se! encoja! normalmente.!Para!el!diseño!de!piezas!rotomoldeadas,!siempre!se!recomienda!comentar! con! el! fabricante! de! moldes,! la! mejor! manera! de! manejar! las! secciones! sueltas! de! la! cavidad,!los!machos!removibles!y!los!insertos!antes!de!iniciar!la!construcción!del!molde.!! ! ! ! 66" 3.2.2.2. VENTILACIÓN"DEL"MOLDE" El!molde!en!la! gran! mayoría! de!los!casos!requiere!ventilación!para!mantener!la!presión! atmosférica! dentro! de! la! cavidad.! Un! buen! enfoque! sobre! estas! ventilaciones! es! incorporarlas!en!el!molde!desde!el!inicio!de!la!construcción!del!mismo.!En!la!actualidad,!se! ha! incrementado! el! rotomoldeado! de! piezas! de! plástico! con! una! atmósfera! inerte,! de! nitrógeno!o!de!bióxido!de!carbono,!dentro!de!la!cavidad.!Las!boquillas!de!inyección!de!gas,! los!distribuidores,!las!válvulas!y!en!general!toda!la!plomería!necesaria,!también!se!puede! incorporar!desde!el!inicio!de!la!construcción!del!molde.!El!moldeador!y!el!fabricante!de! moldes!deben!llegar!a!un!acuerdo!acerca!del!tamaño!y!la!ubicación!de!las!ventilaciones!o! boquillas!de!inyección!de!gas,!antes!de!iniciar!toda!la!construcción.! Por!lo!tanto!a!la!hora!de!diseñar!el!molde!es!muy!importante!dejar!un!orificio!para!la!salida! de!gases.!En! este! orificio! se!coloca!un! tubo! con! teflón!y!dentro! del! tubo" de"teflón!una! especie!de!esparadrapo.! ! ! !"Cavidad"del"molde"de"aluminio"con"el"tubo"de"teflón"colocado"!" ! También!se!suelen!colocar!"tubos"de"venturi"en!el!exterior!del!molde!para!que!llegue!el! calor!a!zonas!difíciles!o!huecas.! ! ! !"Tubo"de"Venturi"!" ! ! 67" ! 3.2.2.3. ACABADOS"SUPERFICIALES"EN"LA"CAVIDAD" Los!distintos!tipos!de!moldes!usados!para!el!proceso!de!rotomoldeo!pueden!ser!pulidos,! grabados! o! limpiados! con! chorro! de! arena! (sand–blast)! o! con! varios! otros! tipos! de! materiales,!sin!embargo!para!ciertos!acabados!algunos!tipos!de!cavidades!son!mejores!que! otras.!Las!cavidades!de!acero!maquinadas!o!de!lámina!son!las!que!aceptan!el!mejor!pulido.! Las!cavidades!electroformadas!o!vaciadas!pueden!ser!pulidas!a!terminado!de!espejo;!sin! embargo!la!presencia!ocasional!de!porosidad!es!un!limitante.!Muchas!partes!destinadas!al! mercado! industrial! no! requieren! de! un! gran! terminado! de! la! superficie.! Estas! cavidades! generalmente! tendrán! lo! que! se! define! como! “terminado" industrial”.! Un! terminado! industrial! generalmente! se! refiere! a! que! la! cavidad! será! pulida! a! mano! con! lija! fina! de! arena.!Por!lo!tanto!se!puede!esperar!que!queden!marcas!de!corte!o!pulido!del!proceso!de! acabado.! Los!mejores!procesos!para!el!acabado!de!los!moldes!son!el!electroconformado"o"vaciado! que! son! la! mejor! opción! para! duplicar! la! textura! del! molde! original.! Hay! otros! tipos! comunes!en!la!fabricación!y!acabados!esto!son!los!fabricados!en!lamina,!hechos!por!hojas" pretexturizadas!disponibles!comercialmente;!pero!las!uniones!de!soldadura!siguen!siendo! el!problema.! Con!todos!los!tipos!de!moldes!se!pueden!limpiar!y!texturizar!las!cavidades!mediante!sand! blast.! El! acabado! de! pulido! fino! será! el! más! caro! de! obtener! y! mantener.! Los! variados! acabados!de!superficies!por!sandBblast!son!más!baratos!y!rápidos.!Una!de!las!cosas!que!se! debe! de! considerar! es! el! terminado! industrial,! que! es! la! técnica! de! acabado! más! ampliamente!usada! por!ser! la! más! facil! de!aplicar! y!a! su! vez! la! más!barata.! Una! de! las! consideraciones!más!importante!a!tomar!en!la!fabricación!y!diseño!del!molde!es!el!acabado! de!la!cavidad!que!varía!desde!un!sandBblast!hasta!un!pulido!muy!fino.! Además!se!le!puede!dar!una!textura!determinada!al!molde!si!queremos!conseguir!algún! efecto! especial! en! el! plástico,! como! puede! ser! una! textura! que! imite! a! la! madera! o! conseguir!una!textura!rugosa,!para!ello!se!lleva!a!texturizar.!En!Rotoformas!cuando!se!trata! de!obtener!una!textura!o!un!acabado!específico,!el!molde!se!lleva!a!otro!sitio!a!texturizar,! granallar!o!teflonar.! A!la!superficie!interior!del!molde!también!hay!que!aplicarle!una!capa!de!cera!para!que!la! pieza! pueda! ser! desmoldeada! con! más! facilidad! y! se! produzcan! menos! defectos! superficiales.!Para!ello!se!calienta!el!molde!a!50B80ºC!para!que!la!cera!agarre.!! También!existen!aerosoles!de!silicona,!que!facilitan!el!desmoldeo!y!ayudan!al!material!a! que!fluya!mejor!por!las!paredes!del!mode.! ! ! ! 68" 3.2.2.4. ESTRUCTURAS"DE"SOPORTE" ! !"Estructura"soporte"de"un"molde"para"rotomoldeo"!" " Estructura"de"sujeción:"Formada!por!perfiles!tubulares!de!sección!cuadrada,!es!la! estructura!principal!a!la!que!va!unida!el!molde!mediante!todo!tipo!de!elementos!de! sujeción!(bridas,!tornillos,!mordazas…).!! El!montaje!del!molde!en!la!estructura!de!sujección!puede!consistir!desde!una!simple!placa! de!acero!atornillada!al!brazo!de!la!máquina!y!fijada!en!alguna!forma!a!la!cavidad,!hasta!una! complicada!estructura!de!tubo!de!acero!que!dé!soporte!a!la!cavidad!y!a!los!mecanismos!de! sujeción.!La!mayoría!de!marcos!o!estructuras!son!fabricados!de!acero.!En!algunos!casos!de! acero!inoxidable!para!prevenir!corrosión,!y!así!proporcionar!una!larga!vida!de!servicio.! Debido!a!que!algunos!materiales!al!derramarse!y!luego!calentarse!excesivamente!se! descomponen!y!generan!compuestos!químicos!que!provocan!corrosión!en!todas!las!partes! del!molde!y!estructura.!Por!eso!los!marcos!de!acero!inoxidables!son!de!mayor!costo!que!los! de!acero!al!carbón,!pero!en!algunos!casos,!el!costo!inicial!agregado!es!justificable.!Algunos! fabricantes!de!moldes!insisten!que!cuando!se!fabrica!una!estructura!es!conveniente! eliminarle!esfuerzos!mediante!un!tratamiento!térmico!en!el!horno!de!secado!a!260ºC!ó! 315ºC,!para!eliminar!los!esfuerzos!en!las!soldaduras.!No!se!debe!de!subestimar!la! importancia!de!un!soporte!de!buena!calidad!y!liberada!de!esfuerzos!en!la!soldaduras,!pues! soporta!y!refuerza!las!cavidades!del!molde,!esto!a!su!vez!alarga!la!vida!útil!del!molde!y! genera!menos!rebaba!durante!la!vida!del!molde. Otra!ventaja!que!puede!incorporar!el! marco!al!molde!es!el!alineamiento!necesario!para!asegurar!que!las!dos!mitades!del!molde! estén!perfectamente!alineadas!en!la!línea!de!separación,!además!proporcionará!presión! ! ! ! 69" uniforme!de!sujeción!a!la!línea!de!separación!de!la!cavidad!,!para!evitar!problemas!de! rebabas!.! ! 3.2.2.5. MECANISMOS"DE"CIERRE" " • Mordazas"y"pinzas"de"presión" Hoy!en!día!se!usan!muchos!tipos!diferentes!de!pinzas!para!líneas!de!separación,!los!tipos! más!comunes!son!la!mordaza!acodada,!la!pinza!de!presión!y!tornillos!y!tuercas,!como!se! observa!en!las!siguientes!figuras.! ! ! !"Mordaza"acodada"y"pinzas"de"presión"!" !"Mordazas"!" !"Pinzas"de"presión"!" !"Tornillos"y"tuercas"!" ! ! ! 70" ! Las! más! convenientes! son! las! pinzas! de! presión! y! las! mordazas! acodadas,! sin! embargo! generalmente!son!utilizados!los!tornillos!y!tuercas!que!son!el!método!más!confiable!para! mantener!presión!uniforme!en!la!línea!de!separación.!Cuando!se!utilizan!pinzas!de!sujeción! deben! colocarse! lo! más! cerca! posible! a! la! pared! de! la! cavidad,! según! se! muestra! en! la! siguiente!figura.! ! !"Aplicación"de"las"pinzas"de"presión"!" ! Sujetar!la!brida!en!su!extremo!externo!provoca!que!se!doble,!y!consecuentemente!genera! rebaba! en! la! línea! de! separación,! esto! sucede! especialmente! con! moldes! de! lámina! metálica.! • Bridas" Estas! bridas! forman! la! línea! de! separación! critica! donde! las! dos! mitades! del! molde! se! encuentran.!Las!bridas!también!son!elementos!estructurales!que!proporcionan!mucha!de! la! fuerza! del! molde.! Tanto! moldeadores! como! fabricantes! de! moldes! tienen! marcadas! preferencias!por!el!estilo!de!brida!a!usar!en!el!molde.!No!existe!un!acuerdo!general!sobre! que!estilo!es!el!mejor,!sin!embargo!es!suficiente!decir!que!todos!los!diferentes!estilos!de! bridas! aquí! presentadas! han! pasado! la! prueba! del! tiempo! exitosamente.! Los! tipos! más! usados!y!comunes!de!bridas!en!los!moldes!de!rotomoldeo! son:! a.!Línea!de!separación!entre!la!lengua!y!la!ranura.!Ejemplo!en!figura!a! b.!Línea!de!separación!plana!con!pines!y!casquillos.!Ejemplo!en!figura!b! c.!Línea!de!separación!escalonada.!Ejemplo!en!la!figura!c! ! ! 71" " !"Diferentes"tipos"de"líneas"de"separación"!" " Las!bridas!escalonadas!son!a!veces!usadas!en!moldes!vaciados!para!formas!simples!como! por!ejemplo!las!pelotas!redondas.!Sin!embargo!son!más!utilizadas!en!cavidades!de!lámina! metálica!o!maquinados.! ! ! 72" ! 3.2.3. FABRICACIÓN"DE"LA"PIEZA"POR"ROTOMOLDEO" ! 3.2.3.1. MEZCLADO"DEL"MATERIAL"PLÁSTICO" Muchos! proyectos! requieren! mezclado! y! dispersión! del! material! plástico! antes! de! moldearlo!.Normalmente!se!compra!el!material!plástico!por!un!lado!y!el!pigmento!por!otro! lado.!El!material!plástico!se!suele!comprar!en!forma!de!granza,!que!luego!se!introduce!en!el! micronizador! para! convertirla! en! polvo.! Una! vez! que! tenemos! el! material! en! forma! de! polvo!se!introduce!en!la!mezcladora!junto!con!el!pigmento!para!darle!color!al!material.!Una! vez!que!se!ha!logrado!un!color!aceptable!se!establece!un!procedimiento!óptimo!de!mezcla! y!no!se!cambia.! ! ! ! ! Micronizadora! Material!plástico!en! forma!de!granulado! Mezcladora! Material!plástico!en! forma!de!polvo! Mezcla!del!material! en!forma!de!polvo!y! los!pigmentos! Obtención!de!la! materia!prima!para! introducir!en!el!molde! ! ! 73" ! 3.2.3.2. MEDICIÓN"DE"LA"CARGA"DEL"MATERIAL"PLÁSTICO" La!cantidad!del!material!plástico!que!se!coloca!o!carga!en!la!cavidad!es!otra!consideración! critica.! Una! vez! que! la! cavidad! está! construida,! tiene! un! tamaño! y! un! área! específica.! También!tiene!una!conductividad!térmica!específica.!El!tamaño!de!la!cavidad!no!cambiara! pero!la!cantidad!del!plástico!puesto!en!la!cavidad!puede!cambiar,!ya!sea!por!accidente!o! por!intención,!esto!a!su!vez!cambiara!el!espesor!de!la!pared!de!la!parte!moldeada.! En! resumen! una! de! las! muchas! ventajas! del! rotomoldeo! es! la! habilidad! de! cambiar! el! espesor!de!la!pared!de!la!parte!sin!cambiar!el!molde.!Un!cambio!en!el!espesor!de!la!pared! sin!el!correspondiente!cambio!de!ajustes!de!la!cámara!de!enfriado!y!calentado!puede!tener! resultados! desastrosos.! Una! reducción! en! el! espesor! de! la! pared! puede! resultar! en! sobrecalentamiento!y!degradación!térmica!del!plástico.!Un!incremento!en!espesor!de!la! pared! puede! producir! una! parte! moldeada! que! no! esté! correctamente! fundida.! Por! ejemplo,!como!regla!general,!un!incremento!de!0.75!mm!en!el!espesor!de!una!parte!de! nylon! 6! requerirá!aproximadamente! dos! minutos! adicionales!en! el! tiempo! del! horno.! El! polietilieno!requerirá!30!segundos!adicionales!de!tiempo!de!ciclo!para!cada!aumento!de! 0.65! mm! en! el! espesor! de! la! pared.! Considerando! la! importancia! de! un! peso! de! carga! preciso,!ahora!la!mayoría!de!los!moldeadores!usan!un!tipo!de!báscula!o!mecanismo!para!el! peso!del!lote!a!fin!de!controlar!la!cantidad!de!plástico!cargado!en!la!cavidad.!Estas!básculas! van!desde!electrónicas!digitales!muy!precisas!hasta!equipos!complejos!que!se!encargan!de! introducir!en!cada!molde!el!material!y!la!cantidad!precisa.!La!imagen!que!se!muestra!en!la! parte!inferior,!corresponde!a!una!máquina!dosificadora!que!es!una!aplicación!muy!útil!para! determinar!la!dosificación!correcta!de!uno!o!más!tipos!de!material!en!el!molde.!Para!cada! molde!o!combinación!de!moldes!es!posible!proceder!a!la!correcta!medición!mediante!una! simple!lectura!de!código!a!barras.!La!planta!procede!al!almacenaje!de!la!dosis!requerida!en! la! celda! de! carga! y,! con! distintas! modalidades,! lo! llevará! al! molde.! De! esta! manera! es! posible!proceder!a!la!elaboración!evitando!errores!y!derroches. Este!tipo!de!dosificadores!existen!tanto!para!materiales!líquidos!como!para!en!polvo.! !"Máquina"dosificadora"!" ! ! 80" altamente! eficiente.! Sería! ideal! que! el! tubo! de! ventilación! fuera! de! material! de! baja! conductividad!térmica.! El!extremo!interno!del!tubo!de!ventilación!debe!colocarse!cerca!del!centro!de!la!cavidad,! tan!lejos!del!polvo!como!sea!posible.!Esta!ubicación!impide!que!el!polvo!entre!en!el!tubo! de!ventilación.!El!extremo!interno!del!tubo!debe!tener!un!embutido!de!vidrio!para!evitar! que!el!polvo!entre!en!él.! ! ! ! !"Tubo"de"teflón"para"la"ventilación"del"molde"!" !"Vidrio"para"evitar"la"salida" del"material"!" ! • INYECCIÓN"DE"GAS" Esta! no! es! una! técnica! nueva,! pero! su! uso! se! está! incrementando! rápidamente.! La! inyección!de!gas!se!usa!para!reemplazar!el!oxígeno!en!el!aire!atrapado!en!la!cavidad!con!un! gas!inerte,!como!el!nitrógeno!o!el!bióxido!de!carbono.!Eliminar!el!oxigeno!evita!la!oxidación! del!material!plástico!durante!la!porción!de!alta!temperatura!del!ciclo!de!calentamiento!del! horno.! El! nylon! 6! tendrá! un! mejor! color,! fuerza! de! impacto! y! apariencia! general! si! se! moldea! en! una! atmósfera! de! nitrógeno! libre! de! oxígeno.! La! fuerza! de! impacto! de! baja! temperatura!y!decoloración!del!polietileno!se!mejorarán!al!moldear!en!una!atmósfera!libre! de! oxígeno.! La! habilidad! para! usar! polietileno! previamente! moldeado,! se! incrementa! al! moldear!en!una!atmósfera!de!nitrógeno.!La!inyección!de!gas!también!puede!usarse!para! reducir!abombamiento.!Los!dos!tipos!de!inyección!de!gas!se!ilustran!en!la!siguiente!figura.! ! ! 81" " !"Tipos"de"inyección"de"gas"!" " La!figura!del!lado!derecho!muestra!un!arreglo!de!“ventilación"cerrada”.!En!este!caso,!el!gas! puede!inyectarse!en!la!cavidad!y!el!oxígeno!saldrá!de!la!misma!por!la!línea!de!separación.! Sin!embargo,!una!vez!que!el!polvo!plástico!se!funde,!la!línea!de!separación!se!sella!y!no!se! pueden!agregar!nitrógeno!adicional!a!la!cavidad.!Existen!casos!en!que!el!tamaño!y!la!forma! de! la! cavidad! no! permite! que! todo! el! oxígeno! sea! evacuado! a! través! de! la! línea! de! separación.!Esta!dificultad!se!puede!solucionar!colocando!un!puerto!de!ventilación!y!uno! de!inyección!de!gas!en!la!cavidad.!En!este!caso,!el!gas!fluye!hacia!adentro!y!empuja!el!aire! hacia! fuera! a! través! del! tubo! de! ventilación.! Esto! se! conoce! como! el! sistema! de! “ventilación"abierta”.!En!algunos!casos!se!evita!un!segundo!hoyo!en!la!parte!moldeada!al! colocar!el!puerto!de!inyección!de!gas!dentro!de!un!tubo!grande!de!ventilación.!Durante!la! etapa!de!enfriado!del!ciclo!de!moldeo,!el!aire!atrapado!en!la!parte!moldeada!se!contrae.! Los! tiempos! prolongados! del! ciclo! de! enfriado! y! la! crecida! tendencia! al! abombamiento! creada!por!esa!condición,!pueden!minimizarse!al!inyectar!gas!o!aire!en!la!parte!moldeada.! Este!es!un!sistema!de!ventilación!cerrado!y!el!moldeador!debe!usar!únicamente!presión! suficiente!para!mantener!la!parte!plástica!en!contacto!con!la!cavidad.!Las!altas!presiones! pueden!generar!hoyos!en!la!pared!de!la!parte!moldeada!o!dañar!el!molde.!Presiones!tan! bajas!como!de!2!o!3!psi!(lbs/pulg²)!pueden!ser!efectivas.!No!se!necesitan!altas!presiones.!Se! requieren!en!cambio,!controles!de!presión!de!gas!confiables!para!asegurar!que!el!molde!no! esté!sobrepresurizado.!Otra!modificación!de!este!proceso!es!usar!un!sistema!abierto!de! ventilación! para! permitir! que! el! aire! frío! circule! por! dentro! de! la! parte! moldeada,! para! acortar!la!etapa!de!enfriado!del!ciclo.!La!presión!se!mantiene!en!el!molde!al!inyectar!aire!a! la!misma,!o!un!poco!menor!a!la!tasa!que!el!tubo!de!ventilación!lo!puede!sacar.!El!equipo! ! ! 82" necesario! para! la! inyección! de! gas! se! ilustra! en! la! siguiente! figura.! Contiene! todos! los! controles!necesarios!para!manejar!el!volumen!de!gas!y!la!presión!entre!el!cilindro!de!gas!y! el!brazo!de!la!máquina.!Las!máquinas!modernas!tienen!todos!estos!controles!incluidos!en! sus!programas!de!controles!automáticos.! ! ! !"Equipo"necesario"para"la"inyección"de"gas"!" ! Las!ventajas!de!poder!inyectar!nitrógeno!o!aire,!son!que!el!costo!del!nitrógeno!es!reducido! si!se! usa! para!purgar! el! oxígeno!que! está! en!el! sistema.! El!aire! de! bajo!costo! se! puede! utilizar!para!mantener!la!parte!contra!la!cavidad!y!para!circular!aire!frío!a!través!de!la!parte! moldeada! de! rotomoldeo.! Ofrecen! sistemas! de! inyección! de! gas! como! opción! en! la! compra.!! 3.2.3.7. RELACIÓN"ENTRE"ROTACIONES" Cada!combinación!individual!de!forma!moldeada!y!material!plástico!tiene!su!propia!tasa! ideal!de! rotación! de! los! ejes.! Una! canoa!de! polietileno!es! obviamente! diferente! de! una! pelota! de! plástico.! Seleccionar! las! velocidades! óptimas! de! rotación! es! crítico! para! la! distribución!uniforme!del!plástico!sobre!la!superficie!de!la!cavidad.! La!relación!de!rotación!se!refiere!a!la!relación!entre!la!velocidad!de!rotación!del!eje!mayor! (o!plano!vertical)!y!la!diferencia!de!velocidad!de!rotación!entre!el!eje!mayor!y!el!eje!menor! (o!plano!horizontal).!La!relación!de!rotación!se!determina!como!sigue:! RR!=!VRY/!(VRN!–!VRY)! Donde:! ! ! 83" RR!=!Relación!de!Rotación! VRY=!Velocidad!de!rotación!del!eje!mayor!(en!rpm)! VRN!=!Velocidad!de!rotación!del!eje!menor!en!(rpm)! ! Si!la!velocidad!de!rotación!del!eje!mayor!es!la!mitad!de!la!rpm!de!la!rotación!del!eje!menor,! la!tasa!es!uno!a!uno.!Por!ejemplo,!si!el!eje!mayor!rota!a!5!rpm!y!el!eje!menor!a!10,!la! relación!de!rotación!será!de!5/(10B5)=!1!y!se!reporta!1:1.!La!flecha!de!montaje!de!moldeo! en! el! eje! menor! (plano! horizontal)! gira,! por! consiguiente,! una! vez! por! cada! rotación! de! mayor!(plano!vertical).!Esta!no!es!una!relación!recomendada.!Conforme!la!velocidad!del!eje! mayor!se!acerca!a!la!del!eje!menor,!la!relación!aumenta.!Por!ejemplo,!el!eje!mayor!gira!a!8! rpm,!y!el!eje!menor!lo!variamos!de!10!a!8!rpm,!la!relación!de!rotación!crecerá!como!lo! muestra!la!tabla!de!abajo.! Al!acercarse!los!valores!de!las!velocidades!de!rotación,!la!relación!crece!hasta!llegar!a!un! valor!infinito!donde!el!molde!no!gira.!Para!lograr!la!rotación!en!reversa,!disminuya!la!r.p.m! del!eje!menor!hasta!muy!cerca!del!valor!del!eje!mayor.!Al!llegar!a!un!valor!infinito!de!la! relación! de! rotación,! la! rotación! relativa! se! detiene.! Si! el! eje! menor! se! reduce! a! una! velocidad!más!baja!que!la!del!eje!mayor,!se!logra!la!rotación!en!reversa,!por!ejemplo,!el!eje! mayor!gira!a!8!r.p.m!y!el!menor!a!6!r.p.m,!se!tiene!una!relación!negativa!de!4:1.!En!una! relación! negativa,! el! giro! sobre! el! eje! menor! es! en! dirección! opuesta.! Con! relaciones! negativas!se!tiende!a!dirigir!el!flujo!del!material!en!polvo!más!hacia!el!plano!horizontal!y! provocando!un!llenado!más!pobre!en!moldes!complicados.!! ! La!relación!de!rotación!ideal!se!determinará!por:! a.!El!tamaño!de!la!parte!moldeada! b.!La!forma!de!la!parte!moldeada! c.!El!número!de!cavidades!montados!en!el!marco! d.!Si!se!usa!brazo!recto!o!en!escuadra! e.!La!distancia!de!cada!cavidad!desde!el!centro!de!rotación!real! ! Generalmente!las!partes!formadas!simétricamente!con!su!dimensión!más!larga!montada! paralelamente!al!eje!mayor!usarán!una!relación!de!rotación!con!el!eje!mayor!girando!más! rápido!y!el!eje!menor!más!lento:!por!ejemplo,!4:1!al!expresar!una!relación!de!rotación,!el! primer!número!normalmente!se!refiere!a!la!rotación!del!eje!mayor.!Si!la!dimensión!larga!de! una!cavidad!de!forma!de!caja,!delgada!y!larga!grande!se!monta!en!un!ángulo!correcto!al!eje! mayor,! se! puede! necesitar! una! relación! inversa,! como! 1:4.! La! relación! de! rotación! se! expresa!generalmente!en!números!completos,!como!4:1!u!8:1.!Sin!embargo!las!relaciones! donde! al! dividir! un! numero! entre! otro! nos! de! un! número! entero,! no! son! deseables.! Relaciones!de!este!tipo!permiten!que!ciertas!partes!de!la!cavidad!repitan!su!contacto!con!el! plástico!mucho!más!frecuentemente!que!otras.!Esto!puede!resultar!en!un!espesor!de!pared! no! uniforme.! En! el! análisis! final! la! relación! de! rotación! normalmente! se! establece! por! ensayo!y!error.!! ! ! 84" ! ! Relación!de!rotación!para!formas!típicas! Flecha! interna! mayor! Flecha" externa" menor" Formas" Velocidad"típica"para"PE" (rpm)" Relación!de! rotación! Eje"mayor" Eje"menor" 8:1! Formas"curvadas"y"tubos"rectos" montados"en"horizontal" 8" 9" 4:5! Pelotas"y"globos"esféricos" 5" 6" 4:0.1! Cubos,"pelotas,"formas"abstractas." 8" 9,75" 2:1! Anillos,"llantas,"pelotas," maniquíes,"formas"redondas" planas" 6" 8" 10" 12" 9" 12" 15" 18" 1:2! Igual"que"el"anterior"pero"con" paredes"más"finas." 5" 7" 15" 21" 1:3! Cubiertas"Rectángulos"planos"(" tanques"de"gas,"maletas,"cubiertas" de"contenedores)" 4" 6" 9,5" 15" 22.5" 36" 1:4! Llantas,"tubos"curvos,"cilindros" montados"verticalmente" 4" 5" 6" 20" 25" 30" 1:5! Cilindros"montados"verticalmente" 4" 24" " La! velocidad! de! rotación! es! otra! consideración! importante.! La! velocidad! se! refiere! al! número! de! giros! (rpm)! que! nos! dan! los! ejes! mayores! y! menores,! existe! el! sentimiento! general!de!que!es!posible!acortar!el!ciclo!de!moldeo!al!rotar!más!rápido!los!moldes!lo!cual! es! una! creencia! falsa.! La! cantidad! de! polvo! plástico! que! se! adhiere! a! una! pared! de! la! cavidad!se!determina!por!cierto!tiempo.!Cuando!está!la!cavidad!en!contacto!con!el!material! plástico,!el!tiempo!de!residencia!del!polvo!plástico!en!contacto!con!la!superficie!caliente!de! la!cavidad,!debe!ser!relativamente!más! largo! para! una! pequeña!caja!cuadrada!que!este! rotando!a!8!rpm!que!la!de!un!Kayac!girando!a!las!mismas!8rpm.!Este!tendría!un!tiempo!de! residencia!mucho!más!corto.! Una!velocidad!de!rotación!lenta!es!especialmente!recomendable!para!partes!plásticas!con! una! proporción! largo/ancho! grande.! Usando! una! velocidad! de! rotación! alta,! un! kayac! pueda!crear!suficiente!fuerza!centrífuga!para!arrojar!el!polvo!plástico!a!los!más!alejados! ! ! 85" extremos! de! la! cavidad.! Aún! un! molde! pequeño! montado! en! el! borde! externo! de! una! estructura!grande!tendrá!un!desempeño!diferente!de!una!cavidad!similar!montada!cerca! del!centro!de!la!estructura.! Los!efectos!de!fuerza!centrífuga!empiezan!a!ser!obvios!a!velocidades!de!rotación!mayores! de! las! 12! r.p.m.! Es! interesante! hacer! notar! que! es! posible! tener! la! misma! relación! de! rotación.!La!relación!común!de!4:1!se!puede!lograr!con!una!velocidad!del!eje!menor!de!12! r.p.m!o!con!una!velocidad!del!eje!mayor!de!12!r.pm!y!una!velocidad!del!eje!menor!a!15! r.p.m.! Estas! dos! condiciones! de! moldeo! producen! resultados! muy! diferentes,! especialmente!con!partes!grandes.!El!número!de!combinaciones!posibles!para!la!relación! de!rotación!es!muy!extensa.! La! relación! de! rotación! y! la! velocidad! de! rotación! son! dos! variables! importantes! en! rotomoldeo!que!tienen!efecto!significativo,!tanto!en!la!calidad!como!en!la!eficiencia!del! proceso! de! rotomoldeo,! una! muy! cuidadosa! atención! a! estos! dos! detalles! ayudara! a! optimizar!el!proceso!de!rotomoldeo.! ! 3.2.3.8. MANTENIMIENTO"DEL"MOLDE" Los!moldes!requeridos!para!el!proceso!de!rotomoldeo!son!caros,!lentos!en!su!construcción! y! vitales! para! la! consistente! producción! de! partes! moldeadas! de! buena! calidad.! La! naturaleza! del! proceso! de! rotomoldeo! es! tal! que! estos! moldes! están! sujetos! a! mucho! abuso.! Los! moldes! son! continuamente! calentados! y! enfriados,! rociados! con! agua! y! agredidos! con! todo! tipo! de! herramientas! y! sustancias! corrosivas.! Muchos! moldes! son! grandes!y!pesados,!y!se!dañan!al!usarlos!de!manera!normal!y!al!moverlos!de!un!lugar!a! otro.!Mantener! estos!moldes!en!buenas!condiciones!de!trabajo!es! parte!importante!del! proceso! completo.! También! se! debe! recordar! que! el! molde! puede! ser! propiedad! del! cliente,!en!este!caso!el!moldeador!tiene!una!responsabilidad!legal!implícita!y!debe!cuidar! perfectamente!el!molde!de!su!cliente.!El!secreto!de!un!buen!programa!de!mantenimiento! de!moldes!es!tener!un!programa!formal.!El!mantenimiento!del!molde!es!algo!que!no!se! debe!hacer! casualmente! cuando!se! dispone! de!tiempo.! Cada! tipo!diferente! requiere! un! programa!diferente!de!mantenimiento,!los!moldes!de!acero!se!oxidan,!los!de!níquel,!no.!Un! molde!de!acero!con!el!que!se!fabriquen!piezas!de!polietileno!necesita!atención!diferente! que!un!molde!de!acero!con!el!que!se!fabriquen!piezas!de!PVC.!Algunas!compañías!cometen! serios! errores! al! tener! únicamente! un! programa! preventivo! de! mantenimiento! que! se! aplica!a!todos!los!moldes!igual.!Un!buen!programa!de!mantenimiento!de!moldes!incluye! registro!para!!cada!molde!individualmente.!El!tiempo!dedicado!a!mantenimiento!del!molde! también! se! puede! incluir! como! parte! de! estos! registros.! Esto! permite! al! moldeador! determinar!cuándo!el!costo!de!mantenimiento!de!un!molde!deja!de!justificarse.!Un!buen! programa! de! mantenimiento! debe! incluir! también! un! inventario,! incluyendo! tuercas,! tornillos,!pinzas,!abrazaderas,!mordazas,!resortes,!etc.!! ! ! 86" Las!líneas!de!separación! de! los! moldes! siempre!se!deben!considerar!en!el!programa!de! mantenimiento.!Estas!superficies!de!la!cavidad!están!expuestas!a!posibles!daños!en!cada! ciclo!de!operación!del!molde.!Mantener!un!adecuado!alineamiento!y!un!buen!sello!en!las! líneas! de! separación! es! muy! importante.! La! mayoría! de! los! moldeadores! tienen! procedimientos!para!mantener!las!líneas!de!separación!limpias!y!reparadas.!Una!vez!por! turno,!día!o!al!final!de!una!serie!es!buen!momento!para!revisar!la!siguiente!lista!parcial!de! detalles!que!se!tienen!en!consideración!.!Lo!que!necesite!reparación!o!reemplazo!llevará! tiempo!y!no!se!dispondrá!de!este!justo!antes!de!empezar!la!siguiente!corrida!revisión:! a.!Tornillos!y!tuercas!desgastados!o!dañados.! b.!Resortes!rotos! c.!Conexiones!roscadas!sueltas! d.!Pinzas,!abrazaderas!o!mordazas!rotas!o!desajustadas! e.!Tubos!de!ventilación!obstruidos!o!dañados! f.!Sujetadores!de!insertos!sueltos,!sistema!de!cierre!y!partes!de!la!cavidad.! g.!Líneas!de!separación!limpias!y!en!condiciones!de!trabajo! h.!Desmoldeante!acumulado!en!exceso,!en!algunos!lugares!clave!de!la!cavidad.! i.!Placa!de!montaje!desgastada!o!con!soldaduras!rotas!o!agrietadas.! ! Si!el!molde!es!susceptible!a!corrosión!puede!necesitar!limpieza!y!una!capa!de!preservativo! antes!de!guardarlo!en!el!almacén.!Las!cavidades!de!níquel!y!aluminio!no!se!corroen.!Sin! embargo,!el!marco!de!acero,!las!tuercas!y!los!tornillos,!las!abrazaderas!y!otras!partes!del! molde!como!los!sujetadores!de!insertos!o!las!áreas!altamente!pulidas!pueden!dañarse!o! destruirse!por!moho!o!ataque!químico,!los!moldes!deben!de!guardarse!ensamblados!con! las!líneas!de!separación!protegidas!con!tiras!de!madera.!Esto!permite!que!el!molde!respire! conforme.! Almacenar! las! dos! mitades! del! molde! desensamblado! es! un! grave! riesgo! por! daños!a!las!delicadas!líneas!de!separación!y!a!la!superficie!interna!de!las!cavidades.!Cada! molde,! cada! material! plástico! y! cada! diseño! de! parte! diferente.! Como! resultado,! cada! combinación! individual! de! material,! diseño! y! molde! requieren! su! propia! lista! de! procedimientos!de!mantenimientos!preventivo!de!moldes.! ! ! ! ! ! 87" 3.2.3.9. DESMOLDEANTES" A!la!superficie!interior!del!molde!se!le!aplica!una!capa!de!cera!para!que!la!pieza!desmoldee! mejor!y!se!produzcan!menos!defectos!superficiales.!Para!ello!se!calienta!el!molde!a!50B80! ºC!para!que!la!cera!agarre!mejor.! Después! existen! aerosoles! de! silicona! que! sirven! para! facilitar! el! desmoldeo! y! para! que! fluya!bien!el!material!sobre!la!superficie!interior!del!molde.! " 3.2.3.10. ENFRIAMIENTO"DEL"MOLDE" " • ENFRIAMIENTO"A"TEMPERATURA"AMBIENTE" Este!sistema!consiste!en! dejar!rotar!el!molde! en!temperatura!ambiente.!Es!decir! que!la! temperatura! ambiente! en! dicho! lugar! es! que! determina,! la! condición! del! enfriado,! sin! tomar!ningún!sistema!externo!(aire!acondicionado).! ! • ENFRIAMIENTO"POR"AIRE"FORZADO" Este! sistema! se! logra! soplando! aire! de! la! sala! de! trabajo! sobre! el! molde! mediante! un! ventilador,!o!soplador,!grande.!Si!se!usa!un!ventilador,!este!debe!estar!montado!en!una! posición!fija.!Los!ventiladores!portátiles!se!mueven!y!causan!diferente!rapidez!de!enfriado! de! una! parte! a! la! otra.! Si! en! el! transcurso! del! año! se! tiene! grandes! diferencias! de! temperatura! y! humedad! del! aire! en! la! sala! de! trabajo,! también! se! tendrán! grandes! diferencias! en! la! rapidez! de! enfriado! de! la! pieza.! Esto! es,! el! ciclo! de! enfriado! cambiara! dependiendo!de!las!condiciones!ambientales.!Es!importante!tomar!en!consideración!que!el! molde!se!enfría!20! veces! mas! rápido! con!soplado!forzado! de! aire! ambiental! que!con!el! mismo!aire!ambiental!estático.! ! • ENFRIAMIENTO"POR"AGUA"ROCIADA"CON"ATOMIZADOR" Este!es!un!sistema!simple,!ya!que!el!método!consiste!en!rociar!el!molde!con!aire!y!microB gotas!de!agua.!Dicho!método!de!enfriado!se!considera!muy!eficiente,!ya!que!es!uniforme!y! suave!en!el!uso.! ! • ENFRIAMIENTO"POR"CHORRO"DE"AGUA" Este!ultimo!sistema!consiste!en!aplicar!un!chorro!a!toda!presión!de!agua!al!molde.!Este!es! el! tipo! más! rápido! y! poderoso! de! enfriamiento! y! se! usa! raramente.! La! temperatura! del! ! ! 88" agua!que!se!use!para!enfriar!el!molde!influye!drásticamente!en!la!rapidez!y!la!uniformidad! de!enfriado!del!mismo,!independientemente!del!método!de!enfriamiento!con!agua!que!se! escoja.!Contra!más!fría!sea!la!temperatura!del!chorro!de!agua,!más!rápido!será!el!enfriado.! Aunque!el!costo!en!este!sistema!se!incrementa,!pero!la!eficiencia!en!la!producción!es!alta.! ! 3.2.3.11. FABRICACIÓN"POR"ROTOMOLDEO"DE"LA"LÁMPARA" " ! El!material!más!utilizado!en!rotomoldeo!es!el!polietileno,!tenemos!tres!tipos!de!PE:!HDPE! (Polietileno!de!alta!densidad),!LDPE!(Polietileno!de!baja!densidad)!y!LLDPE!(Polietileno!de! baja!densidad!lineal).! También! existen! otros! materiales! que! se! pueden! rotomoldear! como! por! ejemplo! termoplásticos:!PVC,!NYLON,!PP…y!termoestables:PU.! ! El!estado!del!material!cuando!se!carga!en!el!molde!puede!ser:! BPOLVO!o!GRANULADO! BLÍQUIDO! ! En! la! empresa! Rotoformas! el! material! siempre! se! compra! en! granza! y! después! se! microniza,! para! ello! se! utiliza! una! micronizadora,! que! se! compone! de! una! parte! con! cuchillas!que!convierte!los!gránulos!en!polvo,!y!después!este!polvo!pasa!por!un!tamiz!o! filtro,!para!retener!las!partículas!que!no!sean!válidas.! ! ! !"Pulverizadora"o"micronizadora"!" ! ! ! 89" Después!en!la!mezcladora!se!introduce!el!material!en!polvo!(que!hemos!obtenido!en!la! micronizadora)!y!el!tinte,!así!obtenemos!el!material!que!introduciremos!en!el!molde!para! obtener!la!pieza.!! ! ! !"Mezcladora"!" ! En!la!empresa!Rotoformas,!las!cantidades!de!material!en!polvo!a!introducir!en!el!molde!se! hace!a!través!de!la!experiencia,!no!utilizan!ningún!tipo!de!fórmula,!sino!que!introducen! unas!cantidades!de!material!y!según!los!resultados!obtenidos!varían!esas!cantidades.! ! La!máquina!rotomoldeadora!se!trata!de!una!máquina!de!tipo!carrusel.! ! ! " !"Máquina"de"rotomoldeo"tipo"carrusel"!" " Horno Zona!de!enfriado Zona!de!carga! y!descarga Plataforma! móvil ! ! 96" ! ! ! ! ! Unidad didáctica!! ! ! ! 97" ! ! 5. UNIDAD" DIDÁCTICA" SOBRE" EL" PROCESO" DE" DISEÑO" Y" FABRICACIÓN"DE"UNA"LUMINARIA"POR"ROTOMOLDEO" " El! propósito! final! de! este! proyecto! una! vez! recopilada! toda! la! información! sobre! rotomoldeo,!es!hacer!conocer!a!todas!las!personas!que!estén!interesadas!en!este!proceso! algunos!aspectos!básicos!y!fundamentales!sobre!todos!los!pasos!que!hay!que!seguir!para! poder! obtener! una! pieza! por! rotomoldeo.! Y! que! mejor! manera! de! conseguir! esto! que! mediante! un! caso! real.! Para! ello! me! puse! en! contacto! Héctor! Alonso! (! Diseñador! de! lámparas)! que! había! diseñado! una! lámpara! mediante! este! proceso! de! fabricación! en! la! empresa! Rotoformas.! De! manera! que! con! los! conocimientos! adquiridos! mediante! la! investigación!y!la!documentación!y!con!los!conocimientos!adquiridos!con!las!visitas!a!la! empresa!rotoformas,!he!realizado!este!proyecto!donde!se!plasma!todo!el!proceso.! ! La!unidad!didáctica!consiste!en!presentar!una!parte!de!este!proyecto!resumida!para!que! pueda!ser!usada!en!la!enseñanza!a!modo!de!presentación!interactiva!en!la!que!podemos! pasar!de!unas!pantallas!a!otras!sin!la!necesidad!de!tener!que!ver!toda!la!información,!solo! la!que!nos!interese.! ! En!cuanto!a!los!usuarios!de!esta!unidad,!podemos!encontrar!dos!perfiles!diferentes:! ü Personas!que!desconocen!el!proceso!de!rotomoldeo!y!que!les!toca!trabajar!con!esta! técnica!por!primera!vez.! ü Profesores!que!deseen!impartir!una!clase!sobre!este!método!de!fabricación.! Algunas!de!las!carreras!universitarias!en!las!que!puede!ser!impartido!este!material!son:! ü Ingenieria!de!Diseño!Industrial!y!Desarrollo!de!Producto.! ü Ingenieria!mecánica! ü Arquitectura! Algunas!de!las!asignaturas!en!las!que!se!puede!impartir!esta!información!son:! ü Diseño!y!desarrollo!de!piezas!de!plástico! ü Procesos!de!fabricación! El! tiempo! de! la! presentación! puede! variar! dependiendo! si! la! hacemos! completa! o! sólo! aquella!parte!en!la!que!estemos!interesados.! ü La!presentación"completa!constaría!de!una!introducción!al!proceso!de!fabricación! de!rotomoldeo!para!después!seguir!con!el!caso!real!de!fabricación!de!una!luminaria.! El!tiempo!estimado!de!duración!es!de!3h.! ü La!presentación"sencilla!puede!ser!de!dos!maneras:! ! ! 98" § Presentación! en! la! que! únicamente! se! muestre! en! que! consiste! el!! rotomoldeo,!sin!llegar!al!caso!práctico.! El!tiempo!estimado!de!duración!es!1.30h.! § Presntación! en! la! que! ya! se! sepan! los! aspectos! básicos! sobre! el! rotomoldeo! y! únicamente! se! quiera! mostrar! el! caso! práctico! real! del! diseño!de!la!luminaria.! El!tiempo!estimado!de!duración!es!1:30h.! ! ! 99" ! ! Planificación! ! ! 100" ! ! • PLANIFICACIÓN" A! lo! largo! de! todo! el! proyecto! se! ha! llevado! a! cabo! una! planificación! para! cumplir! el! próposito!principal:!entregar!a!tiempo!el!proyecto!fin!de!carrera.! Para!ello!se!ha!utilizado!el!programa!Merlin!(!Programa!de!gestión!de!proyectos),!y!se!ha! asignado!a!cada!tarea!una!duración!en!días!o!semanas,!teniendo!en!cuenta!que!a!cada!día! se!le!dedica!2:30!horas!de!trabajo.! El!diagrama!de!Gantt!que!aparece!en!el!inferior!muestra!el!progreso!y!relación!de!todas!las! tareas!realizadas!desde!el!24!de!Enero!hasta!el!26!de!Agosto.! ! " " ! ! 101" " " " ! ! 102" " • BIBLIOGRAFÍA" " Páginas"web:" ! Ø http://www.rotomachinerygroup.com/! Ø http://modeleriaind2008.blogspot.com/2008_10_01_archive.html! Ø http://www.geocities.com/usmindustrial/Fundicion.htm! Ø http://html.rincondelvago.com/fundicion_2.html! Ø http://html.rincondelvago.com/procesosBdeB fabricacion_1.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Moldeo_en_arena_verde! Ø http://es.wikipedia.org/wiki/Fundición! Ø http://www.sabelotodo.org/metalurgia/moldeo.html! Ø http://iq.ua.es/TPO/Tema3.pdf! Ø http://www.polinter.com.ve/publicaciones/boletines/diseno_para_rotomoldeo_co n_pe.pdf! Ø http://www.moviplas.com.mx/esp/index.html! Ø http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecnoBII/PDF/capB22.pdf! Ø http://www.avipla.org/uploads/ponencias/ROTOMOLDEOCarlos_Garcia.pdf! " Revistas:" Ø Revista!Tecnología!del!Plástico!(!Suplementos!especiales!de!rotomoldeo)! ! ! 103" ! ! 104" "