PROCESOS DE PRODUCCION
- Moldeado por inyección.
- Extrusion de la pelicula para fabricacion de bolsas plasticas
- Moldeado por Soplado.
Es un proceso de fabricación de alta velocidad considerado como relativamente fácil de realizar. Se aplica principalmente en la elaboración de productos para usos tan diversos como juguetes, muebles, contenedores industriales, embalajes, artículos deportivos, implementos médicos, recipientes, empaques, industria automotriz, artículos de uso doméstico, agrícola y de oficina entre miles de formas y otros usos.
El moldeado por inyección permite la producción de miles de unidades por hora, dependiendo del tamaño de la pieza.
Esquema básico de una máquina de moldeado por inyección
Las resinas de poliolefina utilizadas en el proceso de moldeado por inyección, generalmente se usan en forma de gránulos de 1/8 de pulgada de largo por 1/8 de pulgada de diámetro aproximadamente.
En comparación con otros plásticos las poliolefinas para moldeado por inyección presentan ventajas importantes como:
Son más livianas
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Tienen mayor resistencia química
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Buena dureza
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Excelentes propiedades dieléctricas
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Su costo es relativamente menor
Además las poliolefinas permiten modificar sus propiedades con rellenos, reforzantes y modificadores químicos.
El proceso incluye tres etapas básicas:
a) Acondicionamiento / manipulación de materiales:
Básicamente se trata de prevenir la contaminación de la resina durante la producción, almacenamiento, carga y transporte para asegurar la limpieza de los gránulos, que no requieren ser secados puesto que prácticamente no absorben agua.
El tipo de tubería utilizada para el transporte del material, la limpieza periódica de filtros, el cuidado de la línea de succión para evitar entradas de agentes contaminantes, la colocación de filtros en escotillas y válvulas de salida de los carros tolva, para evitar basuras y humedad, la purga de líneas con aire antes de llenar los depósitos de almacenamiento y el permitir que los sopladores funcionen algunos minutos luego de la descarga para limpiar líneas son parte de las medidas preventivas para evitar la contaminación de la resina.
b) Moldeado por inyección (proceso):
Inicia con la alimentación, por gravedad, de gránulos de poliolefina, desde la tolva hacia la unidad de plastificado/inyección de la máquina, mediante una unidad de tornillo reciprocante que mezcla, plastifica e inyecta la masa termoplástica. Con calor y presión la resina se funde y fluye a gran presión dentro de la cavidad de un molde determinado. Un cilindro de compresión mantiene presionado el material dentro del molde hasta que se enfría y solidifica. Una vez que la temperatura de la pieza baja, el molde se abre y esta es expulsada.
Todo el proceso recibe el nombre de ciclo de moldeado. El lapso transcurrido desde la inyección de la resina fundida dentro del molde hasta la apertura del mismo es el tiempo de compresión. El periodo desde la expulsión de la pieza hasta el cierre del molde nuevamente sumado al tiempo de compresión se llama ciclo de inyección.
c) Remoción / inspección de piezas:
La remoción o expulsión de la pieza se hace generalmente por aire, vacío, barras
o placas removedoras. Combinaciones de estos sistemas se usan también para la expulsión rápida y completa de las piezas. Debe tenerse especial cuidado al seleccionar la superficie de expulsión para no dañar el producto final.
Una vez expulsada la pieza se procede a su inspección final, para controlar que la calidad de la misma cumpla con las exigencias establecidas previamente.
Al igual que en otros procesos de fabricación, las poliolefinas son los plásticos más utilizados para fabricar las películas (films), mismas que más tarde se emplearan para producir todo tipo de bolsas y empaques para una inimaginable variedad de usos, desde mantenimiento de alimentos, transporte de mercancías, presentación de productos terminados y hasta envíos postales.
El proceso es similar en sus fases iniciales al moldeado de plásticos por inyección. Debe tenerse especial cuidado para prevenir la contaminación de la resina durante la producción, almacenamiento, carga y transporte para asegurar la limpieza de los gránulos.
En el moldeado por extrusión se utiliza generalmente una máquina con un transportador de tornillo helicoidal. Los gránulos son alimentados de manera continua desde una tolva, a través de una cámara especial de calentamiento, hasta la boca de descarga. A partir de los gránulos sólidos, el polímero emerge de la matriz de extrusión en un estado blando por la aplicación de calor.
Como la abertura de la boca de la matriz tiene la forma del producto que se desea obtener, el proceso es continuo. La película es inflada mediante aire soplado hasta formar una burbuja que adquiere el grosor requerido por el fabricante. Posteriormente la fina capa plástica es pasada por un sistema de rodillos que la extiende y luego la bovina para ser utilizada principalmente en la fabricación de bolsas.
Esquema básico de una máquina de moldeado por extrusión
La extrusión de película plástica permite producir desde un material muy sencillo (película monocapa) para bolsas, hasta una estructura más compleja (película multicapa) utilizada para empaque de alimentos de gran calidad.
Las principales ventajas de producir película plástica por este proceso incluyen:
Producir el tubo en una sola operación.
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Regular el ancho y el espesor de la película controlando el volumen de aire en la burbuja, la salida del extrusor y la velocidad del husillo.
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Eliminar efectos finales tales como corte de orilla y temperatura no uniforme que puede resultar de la extrusión de película en dado plan.
Capacidad de orientación biaxial (permitiendo uniformidad de las propiedades mecánicas).
Las ventajas que tiene el moldeo de poliolefina vía soplado son que el material se vuelve liviano, aunque mantiene su dureza, posee una excepcional resistencia a los químicos y por sobretodo que es realmente barato en comparación con los otros plásticos.
Los principales productos que se puede encontrar mediante la vía de moldeado bajo soplado son:
- Empaques para productos tales como: leche y otras comidas; líquidos usados para limpieza, medicinas, cosméticos y utilidades de cuidado personal.
- Productos para automóviles tales como tanques de gasolina, botellas de aceites, contenedores del líquido limpia parabrisas, conductos aéreos y cubre asientos.
- Productos para los consumidores, como los juguetes y los artículos deportivos.
- Objetos para la manipulación de materiales incluido los contenedores de 55 galones y buques de químicos.
- Productos industriales como maquinas de contenedores trasportadores de líquidos.
Quimtec ofrece diferentes aplicaciones de Polietileno bajo la vía del soplado, por ejemplo:
- Polietileno de baja densidad
- Polietileno lineal de baja densidad
- Polietileno de alta densidad
- Etileno vinil de acetato
La alta pureza de los gases de etileno y propileno son la materia prima para la formación de poliolefina.
Hay tres técnicas básicas de realizar el moldeado bajo soplado, la extrusión continua, extrusión intermitente y el moldeado por inyección. Sin embargo los tres procesos tiene que pasar por las siguientes cinco etapas:
- Disolución de la resina
- Se realiza la preforma: esto se logra con el plástico fundido y diferentes tubos calientes que tiene formas circulares, elípticas o muchas veces rectangulares. La resina derretida se inyecta en un molde para formar un “tubo de prueba”. Usualmente son moldeados en una sola inyectada circular.
- Transferencia de la preforma: hay dos métodos básicos para transferir las preformas, la primera directamente hacia la estación de soplado; o indirectamente, cuando la preforma se enfría y se separa en dos unidades diferentes de moldeo. En la manera directa el molde asume una segunda posición de soplado. En el método indirecto el material enfriado se pasa por un horno de calentamiento y luego pasa a la estación de moldeo.
4. Inflando la preforma: todas las técnicas de moldeo vía soplado usan los procesos básicos para formar el hueco. Se le inyecta aire de alta presión dentro de la preforma caliente para forzarlo a salir por la cavidad del molde.
La extrusión-soplado
El uso de la extrusión para producir el elemento tubular a partir del que se forma el cuerpo hueco permite un mejor aprovechamiento de las posibilidades de los materiales multicapa, con lo que se consiguen envases en que la pared está compuesta por capas de distintos materiales que otorgan las características diferenciadas de barrera, resistencia a la radiación UV, características mecánicas o coloración.
Las extrusoras para producir grandes capacidades, con peso superior a los 25-50 kg unitarios, suelen estar dotadas de acumuladores de extruído para producir la preforma de un modo mucho más rápido que el que permitiría el propio flujo del cabezal de extrusión, evitando que se descuelgue antes de quedar fijada por el pinzamiento del molde.
La extrusión permite una gran versatilidad de formas. En formas simples, es posible producir envases con asa incorporada que se sopla conjuntamente con el cuerpo del envase mediante un pinzamiento parcial de la preforma. Pueden fabricarse también tubuladuras de forma compleja utilizando un robot que posiciona la preforma dentro de las formas complejas y con cambio de dirección del molde abierto. Estos productos tienen un amplio campo de aplicación en la industria del automóvil, tanto en los sistemas de climatización como en algunas tubuladuras de admisión, así como en la fabricación de depósitos de combustible. Se fabrican también infinidad de artículos de juguetería, palets y otros productos.
Asimismo es el principal sistema para la fabricación de envases con plásticos biodegradables, que pueden ser la respuesta de la industria a los problemas de residuos sólidos urbanos, ya que estos materiales permiten su incorporación a los vertederos. En resumen, aunque sea el método más antiguo, es probablemente el más versátil y continuará siendo imprescindible para un número de aplicaciones.
La inyección-soplado
La inyección-estirado-soplado nació para dar una respuesta objetiva a la obtención de envases para bebidas carbónicas en materiales transparentes. Por sus características mecánicas, el poliéster termoplástico es el material más adecuado, pero al tratarse de un polímero cristalino era preciso un proceso con una gran rapidez de transformación y enfriamiento que permitiera evitar la formación de cristalitas durante el paso a la fase sólida.
A este efecto, se desarrolló un proceso en el que se producen las preformas (parison) con espesores de pared variables controlados, lo que hacía necesario moldearlas por inyección. En una segunda fase, la preforma caliente es estirada de forma también controlada y se inyecta finalmente aire para que el contacto con las paredes frías del molde endurezca el envase de modo casi instantáneo. El uso de PET exige un secado previo de la granza, puesto que cualquier traza de humedad invalida el proceso. En los últimos años se han puesto en el mercado equipos que realizan esta operación en secuencia con el proceso.
Los moldes de preforma se fabrican con cavidades múltiples, hasta 96, de modo que posibilite cadencias de la zona de soplado más rápidas que las de las máquinas de inyección. El producto final de PET tiene un coste algo mayor que los productos de inyección o extrusión soplado, realizados muchas veces con poliolefinas, por lo que no es previsible que su aplicación se extienda a muchos campos fuera del de las bebidas carbónicas.
El proceso de inyección soplado se utiliza también para producir capacidades huecas con otros materiales, como las botellas de PVC y de otros plásticos, como las destinadas a perfumería y farmacia en que se obtienen capacidades moldeadas con precisión sin líneas aparentes de soldadura. Otros productos incluyen manguitos, y otras piezas de gran precisión, con tolerancias en el espesor de pared del orden de 0,03 mm, que no sería posible obtener por extrusión soplado con preformas colgando libremente.
El núcleo del molde de inyección se construye como mandrín de soplado. Las preformas se inyectan cíclicamente sobre el mandrín con un cuello formado con precisión y un espesor de pared variable que depende del ahuecamiento de las mitades del molde. Donde es apropiado, se dispone de una estación de acondicionamiento para el estirado biaxial.
