Procesos de Manufactura

1. Trabajo de Metalesa. Fundamentos de maquinas y herramientas (Cambiar la forma del

metal)b. Maquinado tradicional (convencional)c. Unir partes o materiales ( Maquinas herramientas no

convencionales)d. Maquinado de alta tecnología (CNC)e. Dar acabado a superficiesf. Cambiar propiedades físicas (tratamientos térmicos)

2. Extrucción3. Forjado4. Fundición5. Trabajo de Plásticos

Fundamentos de las maquinas y herramientas

Máquina herramienta, máquina estacionaria y motorizada que se utiliza

para dar forma o modelar materiales sólidos, especialmente metales. El

modelado se consigue eliminando parte del material de la pieza o estampándola

con una forma determinada. Son la base de la industria moderna y se utilizan

directa o indirectamente para fabricar piezas de máquinas y herramientas. Estas

máquinas pueden clasificarse en tres categorías: máquinas desbastadoras

convencionales, prensas y máquinas herramientas especiales. Las máquinas

desbastadoras convencionales dan forma a la pieza cortando la parte no deseada

del material y produciendo virutas. Las prensas utilizan diversos métodos de

modelado, como cizallamiento, prensado o estirado.

MAQUINAS Y HERRAMIENTAS CONVENCIONALES

     Entre las máquinas herramientas básicas se encuentran el torno, las

perfiladoras, las cepilladoras y las fresadoras. Hay además máquinas taladradoras

y perforadoras, pulidoras, sierras y diferentes tipos de máquinas para la

deformación del metal.

TORNO

    El famoso torno, la máquina giratoria más común y más antigua, sujeta una

pieza de metal o de madera y la hace girar mientras un útil de corte da forma al

objeto. El útil puede moverse paralela o perpendicularmente a la dirección de giro,

para obtener piezas con partes cilíndricas o cónicas, o para cortar acanaladuras.

Empleando útiles especiales un torno puede utilizarse también para obtener

superficies lisas, como las producidas por una fresadora, o para taladrar orificios

en la pieza.  

TALADRADORAS Y PERFORADORAS  

     Las máquinas taladradoras y perforadoras se utilizan para abrir orificios, para

modificarlos o para adaptarlos a una medida o para rectificar o esmerilar un orificio

a fin de conseguir una medida precisa o una superficie lisa.  

    Hay taladradoras de distintos tamaños y funciones, desde taladradoras

portátiles a radiales, pasando por taladradoras de varios cabezales, máquinas

automáticas o máquinas de perforación de gran longitud.    La perforación implica

el aumento de la anchura de un orificio ya taladrado. Esto se hace con un útil de

corte giratorio con una sola punta, colocado en una barra y dirigido contra una

pieza fija. Entre las máquinas perforadoras se encuentran las perforadoras de

calibre y las fresas de perforación horizontal y vertical.

RECTIFICADORAS

Las rectificadoras son máquinas herramientas equipadas con muelas abrasivas de

precisión y sistemas adecuados para sujetar, colocar, girar o desplazar la pieza

para poder afinarla hasta lograr el tamaño, forma y acabado deseados. La muela

va montada en un eje movido por un motor, que la hace girar a unos 30

metros/segundo. Las rectificadoras suelen clasificarse según la forma de la pieza

a afinar, el modo de sujeción y la estructura de la máquina. Los cuatro tipos de

rectificadoras de precisión son las rectificadoras de puntos, las rectificadoras sin

puntos, las interiores y las de superficie.

Las rectificadoras de puntos o exteriores se usan con piezas cilíndricas taladradas

por su centro en cada extremo, lo que permite sujetar la pieza entre dos puntos y

hacerla girar. Las piezas rectificadas entre los puntos van desde minúsculos

manguitos de válvula hasta laminadoras siderúrgicas con diámetros superiores a

1,5 m y pesos de casi 100 toneladas.

Las rectificadoras sin puntos eliminan la necesidad de taladrar los extremos de la

pieza. En estas máquinas la pieza se sujeta sobre una cuchilla de apoyo y una

rueda reguladora, que también controla la rotación de la pieza. Se utilizan para

afinar objetos como bolas de bolos, suturas quirúrgicas o rodamientos de rodillos

cónicos.

    Las rectificadoras interiores se emplean para el acabado de los diámetros

interiores de engranajes, guías de rodamientos y piezas similares. Las muelas

abrasivas son pequeñas y giran a velocidades muy elevadas, entre 15.000 y

200.000 revoluciones por minuto. La pieza va rotando despacio mientras la muela

permanece fija.

    Las rectificadoras de superficie se emplean para superficies planas. La pieza se

coloca en un banco plano y se mantiene en su sitio mediante electroimanes o

dispositivos de fijación. La muela se hace descender sobre la pieza mientras el

banco se desplaza con un movimiento alternativo o gira lentamente.

PULIDORA

    El pulido es la eliminación de metal con un disco abrasivo giratorio que trabaja

como una fresadora de corte. El disco está compuesto por un gran número de

granos de material abrasivo conglomerado, en que cada grano actúa como un útil

de corte minúsculo. Con este proceso se consiguen superficies muy suaves y

precisas. Dado que sólo se elimina una parte pequeña del material con cada

pasada del disco, las pulidoras requieren una regulación muy precisa. La presión

del disco sobre la pieza se selecciona con mucha exactitud, por lo que pueden

tratarse de esta forma materiales frágiles que no pueden procesarse con otros

dispositivos convencionales.  

SIERRAS

    Las sierras mecánicas más utilizadas pueden clasificarse en tres categorías,

según el tipo de movimiento que se utiliza para realizar el corte: de vaivén,

circulares o de banda. Las sierras suelen tener un banco o marco, un tornillo para

sujetar la pieza, un mecanismo de avance y una hoja de corte.

Útiles y fluidos para el corte

    Dado que los procesos de corte implican tensiones y fricciones locales y un

considerable desprendimiento de calor, los materiales empleados en los útiles de

corte deben ser duros, tenaces y resistentes al desgaste a altas temperaturas. Hay

materiales que cumplen estos requisitos en mayor o menor grado, como los

aceros al carbono (que contienen un 1 o 1,2% de carbono), los aceros de corte

rápido (aleaciones de hierro con volframio, cromo, vanadio o carbono), el carburo

de tungsteno y los diamantes. También tienen estas propiedades los materiales

cerámicos y el óxido de aluminio.

    En muchas operaciones de corte se utilizan fluidos para refrigerar y lubricar. La

refrigeración alarga la vida de los útiles y ayuda a fijar el tamaño de la pieza

terminada. La lubricación reduce la fricción, limitando el calor generado y la

energía necesaria para realizar el corte. Los fluidos para corte son de tres tipos:

soluciones acuosas, aceites químicamente inactivos y fluidos sintéticos.  

Prensas

    Las prensas dan forma a las piezas sin eliminar material, o sea, sin producir

viruta. Una prensa consta de un marco que sostiene una bancada fija, un pistón,

una fuente de energía y un mecanismo que mueve el pistón en paralelo o en

ángulo recto con respecto a la bancada. Las prensas cuentan con troqueles y

punzones que permiten deformar, perforar y cizallar las piezas. Estas máquinas

pueden producir piezas a gran velocidad porque el tiempo que requiere cada

proceso es sólo el tiempo de desplazamiento del pistón.

MÁQUINAS HERRAMIENTAS NO CONVENCIONALES

    Entre las máquinas herramientas no convencionales se encuentran las

máquinas de arco de plasma, las de rayo láser, las de descarga eléctrica y las

electroquímicas, ultrasónicas y de haz de electrones. Estas máquinas fueron

desarrolladas para dar forma a aleaciones de gran dureza utilizadas en la industria

pesada y en aplicaciones aerospaciales. También se usan para dar forma y grabar

materiales muy delgados que se utilizan para fabricar componentes electrónicos

como los microprocesadores.  

Arco de plasma

    La mecanización con arco de plasma utiliza un chorro de gas a alta temperatura

y gran velocidad para fundir y eliminar el material. El arco de plasma se utiliza para

cortar materiales difíciles de seccionar con otros métodos, como el acero

inoxidable y las aleaciones de aluminio.   Láser

    La mecanización por rayo láser se consigue dirigiendo con mucha precisión un

rayo láser, para vaporizar el material que se desea eliminar. Este método es muy

adecuado para hacer orificios con gran exactitud. También puede perforar metales

refractarios y cerámicos y piezas muy finas sin abarquillarlas. Otra aplicación es la

fabricación de alambres muy finos.

Descarga eléctrica

    La mecanización por descarga eléctrica, conocida también como erosión por

chispa, utiliza la energía eléctrica para eliminar material de la pieza sin necesidad

de tocarla. Se aplica una corriente de alta frecuencia entre la punta del útil y la

pieza, haciendo que salten chispas que vaporizan puntos pequeños de la pieza.

Como no hay ninguna acción mecánica, pueden realizarse operaciones delicadas

con piezas frágiles. Este método produce formas que no pueden conseguirse con

procesos de mecanizado convencionales.

Electroquímica

    Este tipo de mecanización emplea también la energía eléctrica para eliminar

material. Se crea una celda electrolítica en un electrólito, utilizando el útil como

cátodo y la pieza como ánodo y se aplica una corriente de alta intensidad pero de

bajo voltaje para disolver el metal y eliminarlo. La pieza debe ser de un material

conductor. Con la mecanización electroquímica son posibles muchas operaciones

como grabar, marcar, perforar y fresar.

Ultrasónica

    La mecanización ultrasónica utiliza vibraciones de alta frecuencia y baja

amplitud para crear orificios y otras cavidades. Se fabrica un útil relativamente

blando con la forma deseada y se aplica contra la pieza con una vibración,

utilizando un material abrasivo y agua. La fricción de las partículas abrasivas corta

poco a poco la pieza. Este proceso permite mecanizar con facilidad aceros

endurecidos, carburos, rubíes, cuarzo, diamantes y vidrio.

Haz de electrones

    Este método de mecanización utiliza electrones acelerados a una velocidad

equivalente a tres cuartas partes de la velocidad de la luz. El proceso se realiza en

una cámara de vacío para reducir la expansión del haz de electrones a causa de

los gases de la atmósfera. La corriente de electrones choca contra un área de la

pieza delimitada con precisión. La energía cinética de los electrones se convierte

en calor al chocar éstos contra la pieza, lo que hace que el material que se quiere

eliminar se funda y se evapore, creando orificios o cortes. Los equipos de haz de

electrones se suelen utilizar en electrónica para grabar circuitos de

microprocesadores.

INTRODUCCIÓN AL CONTROL NUMÉRICO

El control numérico es un ejemplo de automatización programable. Se diseñó para

adaptar las variaciones en la configuración de los productos. Su principal

aplicación se centra en volúmenes de producción bajos y medios. Uno de los

ejemplos más importantes de automatización programable es el control numérico

en la fabricación de partes metálicas. El control numérico (CN) es una forma de

automatización programable en la cual el equipo de procesado se controla a

través de números, letras y otros símbolos. Estos números, letras y símbolos

están codificados en un formato apropiado para definir un programa de

instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión

cambia, se cambia el programa de instrucciones. La capacidad de cambiar el

programa hace que el CN sea apropiado para volúmenes de producción bajos o

medios, dado que es más fácil escribir nuevos programas que realizar cambios en

los equipos de procesado.

El primer desarrollo en el área del control numérico se le atribuye a John Parsons.

El concepto de control numérico implicaba el uso de datos en un sistema de

referencia para definir las superficies de contorno de las hélices de un helicóptero.

La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos. Aquí se

dividen las aplicaciones en dos categorías: (1) aplicaciones con máquina

herramienta, tales como el taladrado, laminado, torneado, etc., y (2) aplicaciones

sin máquina herramienta, tales como el ensamblaje, trazado e inspección. El

principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el

control del la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con

respecto al objeto a procesar.

Quizá la definición más clara en lo que se refiere al CN aplicado a las máquinas-

herramienta sea la siguiente:

"Sistema que aplicado a una máquina-herramienta automatiza y controla todas las

acciones de la misma, entre las que se encuentran: - los movimientos de los

carros y del cabezal, - el valor y el sentido de las velocidades de avance y de

corte, - los cambios de herramientas y de piezas a mecanizar, - las condiciones de

funcionamiento de la máquina (bloqueos, refrigerantes, lubricación, etc.), - el

estado de funcionamiento de la máquina (averías, funcionamiento defectuoso,

etc.), - la coordinación y el control de las propias acciones del CN (flujos de

información, sintaxis de programación, diagnóstico de su funcionamiento,

comunicación con otros dispositivos, etc.)." De todo ello se deduce que los

elementos básicos de un sistema de control numérico son, con carácter general. -

El programa, que contiene la información precisa para que se desarrollen esas

tareas. El programa se escribe en un lenguaje especial (código) compuesto por

letras y números y se graba en un soporte físico (cinta magnética, disquete, etc.) o

se envía directamente al control vía RS-232. - El control numérico (CN), que debe

interpretar las instrucciones contenidas en el programa, convertirlas en señales

que accionen los dispositivos de las máquinas y comprobar su resultado.

El control numérico puede aplicarse a una gran variedad de máquinas, entre las

que podemos

citar: tornos,fresadoras,centros de mecanizado,taladradoras,punteadoras,

mandrinadoras, rectificadoras,punzonadoras, dobladoras,plegadoras,prensas,

cizallas, máquinas de electroerosión,máquinas de soldar,máquinas de oxicorte,

máquinas de corte por láser, plasma, chorro de agua, etc., En el ámbito de las

máquinas-herramienta, la incorporación de un sistema de control numérico ha

supuesto una gran evolución hasta llegar a los centros de mecanizado y centros

de torneado que incorporan sistemas de cambio automático de piezas y

herramientas.

Procesos para cambiar Las propiedades físicas de Los materiales.

El tratamiento térmico y el control de calidad son procesos que pueden clasificar

como diversos o complementarios. El tratamiento térmico se logra al calentar y

enfriar el material para cambiarle ciertas características tales como blandura,

dureza, ductilidad y resistencia. Los procesos de tratamiento térmico aplican a

materiales como metales, plásticos, vidrios y cerámica. El tratamiento térmico de

los materiales de especial importancia y tiene extenso uso en la fabricación de

partes metálicas. El tratamiento térmico de las herramientas es de igual

importancia. El control de calidad es parte integral de la manufactura y se aplica

durante el curso de la producción y ensamble de las partes. Su función básica es

impresionar, controlar y mejorar la calidad del producto y de los procesos.

El tratamiento térmico es la operación de calentamiento y enfriamiento de un metal

en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento

térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano,

incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil.

Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un

tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de

fases como el de hierro - hierro - carbono. En este tipo de diagramas se

especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de

estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.

Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en

general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con

mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión.

Endurecimiento del acero    

El proceso de endurecimiento del acero consiste en el calentamiento del metal de

manera uniforme a la temperatura correcta (ver figura de temperaturas para

endurecido de metales) y luego enfriarlo con agua, aceite, aire o en una cámara

refrigerada. El endurecimiento produce una estructura granular fina que aumenta

la resistencia a la tracción (tensión) y disminuye la ductilidad.

El acero al carbono para herramientas se puede endurecer al calentarse hasta su

temperatura crítica, la cual se adquiere aproximadamente entre los 1450 °F y 1525

°F (790 a 830 °C) lo cual se identifica cuando el metal adquiere el color rojo cereza

brillante. Cuando se calienta el acero la perlita se combina con la ferrita, lo que

produce una estructura de grano fino llamada austenita. Cuando se enfría la

austenita de manera brusca con agua, aceite o aire, se transforma en martensita,

material que es muy duro y frágil. 

Temple (revenido)    

Después que se ha endurecido el acero es muy quebradizo o frágil lo que impide

su manejo pues se rompe con el mínimo golpe debido a la tensión interior

generada por el proceso de endurecimiento. Para contrarrestar la fragilidad se

recomienda el temple del acero (en algunos textos a este proceso se le llama

revenido y al endurecido temple). Este proceso hace más tenaz y menos

quebradizo el acero aunque pierde algo de dureza. El proceso consiste en limpiar

la pieza con un abrasivo para luego calentarla hasta la temperatura adecuada (ver

tabla), para después enfriarla con rapidez en el mismo medio que se utilizó para

endurecerla.

Tabla de temperaturas para templar acero endurecido

Color Grados F Grados C Tipos de aceros

Paja claro 430 220 Herramientas como brocas,

machuelos

Paja

mediano

460 240 Punzones dados y fresas

Paja

obscuro

490 255 Cizallas y martillos

Morado 520 270 Árboles y cinceles para madera

Azul obscuro 570 300 Cuchillos y cinceles para acero

Azul claro 600 320 Destornilladores y resortes

Recocido    

Cuando se tiene que maquinar a un acero endurecido, por lo regular hay que

recocerlo o ablandarlo. El recocido es un proceso para reducir los esfuerzos

internos y ablandar el acero. El proceso consiste en calentar al acero por arriba de

su temperatura crítica y dejarlo enfriar con lentitud en el horno cerrado o envuelto

en ceniza, cal, asbesto o vermiculita.

Cementado   

Consiste en el endurecimiento de la superficie externa del acero al bajo carbono,

quedando el núcleo blando y dúctil. Como el carbono es el que genera la dureza

en los aceros en el método de cementado se tiene la posibilidad de aumentar la

cantidad de carbono en los aceros de bajo contenido de carbono antes de ser

endurecido. El carbono se agrega al calentar al acero a su temperatura crítica

mientras se encuentra en contacto con un material carbonoso. Los tres métodos

de cementación más comunes son: empacado para carburación, baño líquido y

gas.

 

Carburización por empaquetado    

Este procedimiento consiste en meter al material de acero con bajo contenido

carbónico en una caja cerrada con material carbonáceo y calentarlo hasta 1650 o

1700 °F (900 a 927 °C) durante 4 a 6 horas. En este tiempo el carbón que se

encuentra en la caja penetra a la superficie de la pieza a endurecer. Entre más

tiempo se deje a la pieza en la caja con carbón de mayor profundidad será la capa

dura. Una vez caliente la pieza a endurecer a la temperatura adecuada se enfría

rápidamente en agua o salmuera. Para evitar deformaciones y disminuir la tensión

superficial se recomienda dejar enfriar la pieza en la caja para posteriormente

sacarla y volverla a calentar entre 1400 y 1500 °F (rojo cereza) y proceder al

enfriamiento por inmersión. La capa endurecida más utilizada tiene un espesor de

0.38 mm, sin embargo se pueden tener espesores de hasta 4 mm.

Carburado, cianurado y nitrurado    

Existen varios procedimientos de endurecimiento superficial con la utilización del

nitrógeno y cianuro a los que por lo regular se les conoce como carbonitrurado o

cianurado. En todos estos procesos con ayuda de las sales del cianuro y del

amoniaco se logran superficies duras como en los métodos anteriores.

LA EXTRUSION

La extrusión es un proceso utilizado para crear objetos con sección transversal definida y fija. El material se empuja o se extrae a través de un troquel de una sección transversal deseada. Las dos ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados son la habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el material solamente encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento. También las piezas finales se forman con una terminación superficial excelente.[]

La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente de forma indefinida materiales largos) o semicontinua (produciendo muchas partes). El proceso de extrusión puede hacerse con el material caliente o frío.

Los materiales extruidos comúnmente incluyen metales, polímeros, cerámicas, hormigón y productos alimenticios.

El forjado

La forja, al igual que la laminación y la extrusión, es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.

Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.

Hay que destacar que es un proceso de conformado de metales en el que no se produce arranque de viruta, con lo que se produce un importante ahorro de material respecto a otros procesos, como por ejemplo el mecanizado.

Los principales tipos de forja que existen son:

Forja libre Forja con estampa Recalcado Forjado isotérmico

Forja libre

Es el tipo de forja industrial más antiguo y se caracteriza porque la deformación del metal no está limitada (es libre) por su forma o masa. Se utiliza para fabricar piezas únicas o pequeños lotes de piezas, donde normalmente éstas son de gran tamaño. Además este tipo de forja sirve como preparación de las preformas a utilizar en forjas por estampa.

También puede encontrarse como forja en dados abiertos.

Forja con estampa

Antes y después de aplicar el proceso de forja con estampa

Antes y después de aplicar el proceso de forja con estampa

Este tipo de forja consiste en colocar la pieza entre dos matrices que al cerrarse conforman una cavidad con la forma y dimensiones que se desean obtener para la pieza. A medida que avanza el proceso, ya sea empleando martillos o prensas, el material se va deformando y adaptando a las matrices hasta que adquiere la geometría deseada. Este proceso debe realizarse con un cordón de rebaba que sirve para aportar la presión necesaria al llenar las zonas finales de la pieza, especialmente si los radios de acuerdo de las pieza son de pequeño tamaño y puede estar sin rebaba, dependiendo de si las matrices llevan incorporada una zona de desahogo para alojar el material sobrante (rebaba) o no. Se utiliza para fabricar grandes series de piezas cuyas dimensiones y geometrías pueden variar ampliamente. Las dimensiones de estas piezas van desde unos pocos milímetros de longitud y gramos de peso hasta varios metros y toneladas, y sus geometrías pueden ser simples o complejas. Cabe mencionar que es el forjado de estampa

También puede encontrarse como forja en dados cerrados.

En efecto así se presentan estos forjados.

Forjado isotérmico

Artículo principal: Forjado isotérmico.

El forjado isotérmico es un tipo especial de forja en la cual la temperatura de los troqueles es significativamente superior a la utilizada en procesos de forja convencional.

Recalcado

A diferencia de los procesos anteriores que se realizan en caliente, este además puede realizarse en frío. Consiste en la concentración o acumulación de material en una zona determinada y limitada de una pieza (normalmente en forma de barra). Por tanto, una consecuencia directa de este proceso es que disminuye la longitud de la barra inicial y aumenta la sección transversal de ésta en la zona recalcada.

Si el proceso se realiza en frió y en los extremos de las piezas se denomina encabezado en frío.

PROCESAMIENTO DE LOS PLASTICOS.

En la industria de los plásticos, participan los manufactureros de las resinas básicas, a partir de productos químicos básicos provenientes del petróleo y de sus gases y que suelen producir la materia prima en forma de polvo, gránulos, escamas, líquidos ó en forma estándar como láminas, películas, barras, tubos y formas estructurales y laminados, participan también los procesadores de plásticos que conforman y moldean las resinas básicas en productos terminados. En la conformación y moldeo de las resinas se utilizan también diversos componentes químicos o no, que le proporcionan al producto terminado ciertas características especiales, dentro de ellos tenemos:

Las cargas, que sirven de relleno, dar resistencia, dar rigidez al moldeado o bajar los costos de producción, dentro de ellos tenemos el aserrín, tejidos de algodón, limaduras de hierro, fibra de vidrio, etc.

Colorantes, para proporcionar color al producto terminado, son de origen mineral como los óxidos, se proporcionan en forma de polvos y en forma de resinas de óleo.

Aditivos como los endurecedores para las resinas líquidas, espumantes y desmoldantes para el moldeado.

Una de las más amplias ramas de la industria de los plásticos comprende las compañías que producen a partir de películas y láminas artículos como cortinas, impermeables, artículos inflables, tapicería, equipajes, en general artículos de: tocador, cocina, etc. Para la producción de todos estos artículos se hace necesario también la participación de un diseñador y un estampador para el acabado final. Los métodos de moldeo y conformados más común son el moldeado por prensa, moldeado por inyección prensada, por inyección, moldeado por soplado de cuerpos huecos, termoformado, calandrado, refuerzo, recubrimientos, como pintura dura, maquinado, unión y colado en moldes.

MOLDEADO POR PRENSA.

Es el método más usado para producciones unitarias y pequeñas series. Este procedimiento es indicado para moldear resinas denominadas Duroplásticos, que se obtiene en forma de polvo o granulado, para lo cual el molde previamente elaborado según la pieza a conformar, por lo general en macho y hembra, se calienta, se le aplica el desmoldante y se deposita en ella la cantidad precisa de resina.

Luego de cerrar el molde la resina se distribuye en su interior, se aplica calor y presión a valores de 140° - 170°C y 100 Bar o más. El calor y la presión conforman el plástico en toda su extensión. Con la finalidad de endurecer la resina a moldear (polimerizar o curar), se procede a enfriar el molde y se extrae la pieza. La polimerización o curado es un cambio químico permanente, dentro de la forma del molde. Para obtener el calor necesario se recurre a diversos procedimientos

como resistencias eléctricas, luz infrarroja o microondas, la presión que se aplica se obtiene por medio de prensas mecánicas o hidráulicas. El tiempo que se aplica el calor y la presión al molde cerrado, está en función del diseño de la pieza y de la composición de la resina. El procedimiento se aplica para producir piezas simples y de revolución como tazas, platos, cajas de radio, llaves de luz, tubos etc.

MOLDEADO POR PRENSADO EN INYECCIÓN

(transferencia) Al igual al método anterior también se le utiliza para el moldeo de resinas duroplásticas y en algunos casos las termoplásticos. La diferencia entre el moldeado por prensa y el de transferencia es que el calor y la presión necesaria para la polimerización (para fundir) de la resina se realiza en una cámara de caldeo y compresión, en ella previamente calentada se aplica el desmoldante y una determinada cantidad de resina en forma de polvo o en forma granulada. Cuando la resina se hace plástica, se transfiere al molde propiamente dicho mediante un émbolo en la cámara de caldeo. Por medio de bebederos o canales de transferencia, después de curado el plástico se abre el molde y se extrae la pieza.

El moldeado por transferencia fue desarrollado para facilitar el moldeo de productos complicados con pequeños agujeros profundos o numerosos insertos metálicos. En el moldeado por prensado, la masa seca varía la posición de los insertos y pasadores metálicos que forman los agujeros, en el moldeado por transferencia por el contrario, la masa plástica licuada fluye alrededor de estas partes metálicas, sin cambiarle la posición.

INYECCIÓN.

Es el principal método de la industria moderna en la producción de piezas plásticas, la producción es en serie, principalmente se moldea termoplásticos y para el moldeo de los duroplasticos se tiene que realizar modificaciones. El material plástico en forma de polvo o en forma granulada, se deposita para varias operaciones en una tolva, que alimenta una cilindro de caldeo, mediante la rotación de un husillo o tornillo sin fin, se transporta el plástico desde la salida de la tolva, hasta la tobera de inyección, por efecto de la fricción y del calor la resina se va fundiendo hasta llegar al estado líquido, el husillo también tiene aparte del movimiento de rotación un movimiento axial para darle a la masa líquida la presión necesaria para llenar el molde, actuando de ésta manera como un émbolo.

Una vez que el molde se ha llenado, el tornillo sin fin sigue presionando la masa líquida dentro del molde y éste es refrigerado por medio de aire o por agua a presión hasta que la pieza se solidifica. Las máquinas para este trabajo se denominan inyectora de husillo impulsor o de tornillo sin fin, también se le denomina extrusora en forma genérica.

En gráfico adjunto tenemos un corte transversal de una parte de un inyector de plástico en la que se observa:

1.- Tolva.

2.- Motor Hidráulico.

3.-Husillo sin fin.

4.- Sistema de calefacción del husillo.

5.- Molde

Soplado de cuerpos huecos.

Es un procedimiento para moldeo de termoplásticos únicamente, para ello, mediante una extrusora en forma horizontal o vertical se producen dos bandas o preformas calientes en estado pastoso, de un espesor determinado y además inflable, que se introducen al interior del molde partido, posteriormente se cierra el molde y mediante un mandril se introduce aire a alta presión entre las dos láminas, ésta presión hace que las láminas de plástico se adhieran a las paredes interiores del molde haciendo que tomen su configuración, seguidamente se enfría el molde para que las películas se endurezcan, pasado esto se procede a extraer la pieza y se elimina el material excedente( rebaba).

Para éste procedimiento es necesario que el material tenga estabilidad de fusión para soportar la extrusión de la preforma y el soplado de la misma al interior del molde. El moldeado por soplado de cuerpos huecos tiene un uso muy extenso para producir recipientes como botellas, galoneras, pelotas, barriles de todo tamaño y configuración, además de piezas para autos, juguetes como muñecas, etc.

Molde de acero para soplado de una galonera plástica de 64 onzas

TERMOFORMADO:

Procedimiento exclusivo para termoplásticos, la resina se proporciona en forma de fina láminas al cual se le calienta para poder conformarlo.

Con aire a presión o vacío, se obliga a la hoja a cubrir la cavidad interior del molde y adoptar su configuración, se utiliza para la fabricación de diversos recipientes como vasos, copas, pequeñas botellas todos descartables, la producción es en serie, utilizándose planchas o láminas del tamaño adecuado para 100 a 200 piezas.

EL CALANDRADO.

Se utiliza para revestir materiales textiles, papel, cartón o planchas metálicas y para producir hojas o películas de termoplástico de hasta 10 milésimas de pulgada de espesor y las láminas con espesores superiores. En el calandrado de películas y láminas el compuesto plástico se pasa a través de tres o cuatro rodillos giratorios y con caldeo, los cuales estrechan el material en forma de láminas o películas, el espesor final de del producto se determina por medio del espacio entre rodillos.

La superficie resultante puede ser lisa o mate, de acuerdo a la superficie de los rodillos. Para la aplicación de recubrimientos a un tejido u otro material por medio del calandrado, el compuesto de recubrimiento se pasa por entre dos rodillos horizontales superiores, mientras que el material por recubrir se pasa por entre dos rodillos inferiores conjuntamente con la película, adhiriéndola con el material a recubrir. Otro procedimiento utiliza resina líquida a la cual se le agrega colorante y endurecedor y mediante dos rodillos de los cuales el inferior está en contacto con una bandeja con el compuesto líquido que impregna el material a recubrir, a los rodillos se les proporciona calor para acelerar la polimerización del compuesto.

EXTRUSIÓN.-

Se usa principalmente para termoplásticos. La extrusión es el mismo proceso básico que el moldeado por inyección, la diferencia es que en la extrusión la configuración de la pieza se genera con el troquel de extrusión y no con el molde como en el moldeado por inyección.

En la extrusión el material plástico, por lo general en forma de polvo o granulado, se almacena en una tolva y luego se alimenta una larga cámara de calefacción, a través de la cual se mueve el material por acción de un tornillo sin fin, al final de la cámara el plástico fundido es forzado a salir en forma continua y a presión a través de un troquel de extrusión preformado, la configuración transversal del troquel determina las forma de la pieza.

A medida que el plástico extruido pasa por el troquel, alimenta una correa transportadora, en la cual se enfría, generalmente por ventiladores o por inmersión en agua, con éste procedimiento se producen piezas como tubos, varillas, láminas, películas y cordones.

En el caso de recubrimiento de alambres y cables, el termoplástico se estruje alrededor de una longitud continua de alambre o cable, el cual al igual que el plástico pasa también por el troquel, después de enfriado el alambre se enrolla en tambores.

FUNDICIÓN.-

Mediante éste procedimiento se trabajan tanto termoplásticos como duroplásticos, en estado líquido por lo general o en estado granulado o en polvo, para la producción de diversas piezas, la diferencia entre la fundición y el moldeo es que no se utiliza la presión, el calor se utiliza sólo para resinas en forma de polvo o granulados, la masa se calienta hasta que esté fluido y se vierte en el molde, luego se cura a temperaturas que varía según el plástico y luego se retira del molde.

Mecanismo básico de un Termoformadora

MAQUINA TERMOFORMADORA GN-PLASTICS PARA PRODUCCION EN SERIE.

Lámina de Polietileno y piezas elaboradas por termoformado.

Procedimiento artesanal de conformado de láminas plásticas con modelo de madera para la obtención de la carrocería de un auto de juguete.

Una vez conformada la lámina se procede a extraer el modelo de madera por partes en el orden indicado: 1, 2, 3, 4 y finalmente la pieza de madera grande la número 5. Por lo general la lámina plástica es resina poliéster líquida reforzada con fibra de vidrio, en la cual esta actúa como carga y con su respectivo colorante y endurecedor.

CORTE ESQUEMATICO DE INYECTORA DE PLASTICO

MOLDE DE ACERO PARA LA INYECCION DE UN TINA PLASTICA

Empaque y etiqueta: Una sola pieza por inyección

La industria del empaque saca provecho de los avances en el proceso de inyección; a través de la tecnología de etiquetado dentro del molde, ha conseguido producir envases con una apariencia visual muy superior, con mejores propiedades y ha logrado eliminar procesos secundarios de impresión. El proceso representa grandes oportunidades de diferenciación para los clientes de moldeadores de empaques y envases

Tradicionalmente, la decoración y adición de información sobre un producto se realizan en una fase posterior al moldeo de la pieza, con procedimientos de impresión y etiquetado. Sin embargo, en los últimos años se han dado grandes pasos en las tecnologías de transformación, y se observa una marcada tendencia a integrar el proceso de decoración al proceso de moldeo por inyección. Es así que la técnica de etiquetado dentro del molde, o In-Mold Labeling (IML) está ganando cada vez más presencia en la producción de artículos plásticos, sobre todo en el sector de envases. La empresa Husky (Canada) es una de las impulsoras de este sistema innovador. Actualmente el 40% de los nuevos empaques que se hacen en Europa emplean la tecnología IML, y se proyecta que ésta tendrá un crecimiento del 20% anual. Husky, proveedor de sistemas completos de IML, asegura que la demanda global de este tipo de soluciones está creciendo a tasas de dos dígitos, y que el principal motor de crecimiento es la

habilidad de los contenedores de diferenciar productos con mejor calidad en la decoración.

PROCEDIMIENTO DE MOLDEO DE ENVASE CON ETIQUETADO DENTRO DEL MOLDE EN UNA INYECTORA DE 4 CAVIDADES POR LADO (COINYECCION)

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