1. El documento trata sobre procesos con materiales no ferrosos como polímeros y cerámicos. 2. Describe diferentes tipos de polímeros y procesos como moldeo por compresión, inyección, extrusión, soplado y termoformado para dar forma a polímeros. 3. También cubre procesos para dar forma a cerámicos como prensado y coccion para obtener piezas cerámicas.

1. Procesos con Materiales no
Ferrosos
UNIDAD II

2. Polímero
Un polímero es una
molécula muy grande o
macromolécula constituida
por la unión repetida de
muchas unidades pequeñas
(monómeros) a través de
enlaces covalentes.

3. Tipos de Polímeros
Elastómeros Plásticos Fibras
Termoplásticos Termoestables

4. Son materiales que cuando se someten a calor
se convierten en líquidos viscosos. Pueden
sujetarse repetidamente a ciclos de
calentamiento y enfriamiento. Un polímero
termoplástico se suaviza cuando se calienta.
Plásticos Termoplásticos

5. Plásticos Termoestables
Con calentamiento inicial, se ablandan y fluyen para ser
moldeados, pero las temperaturas elevadas producen
también una reacción química que endurece el material y lo
convierte en un sólido infusible. Si este polímero
termoestable se recalienta, se degrada en lugar de
ablandarse.
Gelificación
Endurecimiento
Curado Final

6. Es todo tipo de transformaciones
que afectan a su composición
original y repercuten en sus
propiedades y prestaciones
iniciales.
Degradación
Tiempo que se debe someter una
sustancia a condiciones de presión
y temperatura para que adquiera
sus propiedades.
Tiempo de Curado
Elastómero Fibras Termoestable Termoplástico
Calor No funde No funde No Funde Funde
Procesamiento
Con reacción
Química
Con reacción
Química
Con reacción
Química
Sin reacción Química

7. Temperatura de Transición Vítrea
Polímero Tg (°C) Tm (°C)
Nylon 11 45 185
PC 152 225
PVC 80 205
PS 100 235
PET 80 265

8. Moldeo por Compresión
Colocación Compresión y Curado Expulsión
Se coloca en el fondo de un molde calentado, una cantidad fija de compuesto
de moldeo (carga) se comprime la carga y se calienta la carga a través del
molde para que polimerice y cure el material, transformándose en una pieza
sólida, se abre el molde y se retira la parte de la cavidad.

9. • Simple
• Bajo Costo
• Genera poco desperdicio
• Deja poca concentración de
esfuerzos.
Ventajas
Desventajas
• Tiempo de operación

10. Moldeo por Transferencia
Se coloca una carga en una cámara inmediata a la cavidad del molde (pote),
donde se calienta; se aplica entonces presión para forzar al polímero suavizado
a fluir dentro del molde caliente, donde el polímero se cura. Se extrae y se
elimina el cull.
Mejora la técnica de moldeo por compresión ya que el paso a través de la canales
estrechos produce homogenización y calentamiento.

11. Polímeros más utilizados para el Moldeo
Resinas Fenólicas Melamina Hule
Resinas Ureicas Elastómeros

12. Moldeo de Espumas
• No se rellena el molde
completamente.
• Bajas presiones
• La densidad se controla
con la dosificación del
agente espumante.
• Pueden moldearse
elementos con
distribución de densidad
no uniforme.

14. Termoformado
El termoformado es un proceso en el cual se usa una
lámina plana de material termoplástico para darle la
forma deseada.

15. Técnicas de Termoformado
Por Gravedad Mecánico Libre a Presión
Libre al Vacio Combinaciones

16. Recomendaciones Generales
• Las características del producto terminado
dependen de la técnica de termoformado que
se aplique.
• El material debe ser calentado
uniformemente.
• El material debe de enfriarse lenta y
uniformemente mientras está en el molde.
• La pieza formada debe de enfriarse antes de
darle cualquier acabado.

17. Molde Positivo
(Macho)
Si la lámina recubre un molde positivo, entonces la
superficie interior será idéntica a la del molde convexo y la
superficie exterior la seguirá aproximadamente.
Otra diferencia es el adelgazamiento de la lámina de
plástico.
Molde Negativo
(Hembra)
Selección de Molde

18. Consideraciones para el Diseño de Moldes de Termoformado
Un molde macho es más fácil de usar, cuesta menos y es
el más adecuado para formar piezas profundas.
Los moldes deberán contar con suficientes orificios
de vacío para que la lámina revenida pueda
conformarse a las partes críticas del molde. Tamaño
1/32” hasta 1/8”
Las partes delgadas o más débiles, pueden
reforzarse con costillas de refuerzo. Las
costillas reforzarán también áreas planas de
gran tamaño.

19. El molde deberá tener un ángulo de
salida de por lo menos 3° y las aristas
redondeadeadas.
Una pequeña curvatura del molde en las
partes planas de las áreas grandes, permitirá
obtener áreas planas al enfriar el material.
La contracción que debe esperarse de la
temperatura de moldeo a la temperatura
ambiente es de 1% máximo.
La superficie de los moldes puede ser
forrada con materiales para disminuir las
marcas del molde.

20. Defectos en el Proceso
Burbujas
Humedad
Presecar la Hoja
Calentar la Hoja
por ambos lados
Calentamiento
Rápido
Disminuir
Distancia entre
hoja y calefactor
Calentamiento
No Uniforme
Verificar Horno
Detalles y Formas
Incompletas
Vacio
Insuficiente
Incrementar
Número de
Perforaciones
Incrementar
Diámetro de
Perforaciones
Vacio Lento Verificar Fugas
Calentamiento
Insuficiente
Aumentar
Temperatura
Aumentar
Tiempo de
Calentamiento

21. Defectos en el Proceso
Arrugas
Hoja muy
Caliente
Disminuir
temperatura del
molde
Disminuir
tiempo de
calentamiento
Orificios de vacio
muy grandes
Rediseño del
sistema de vacio
Superficie
Rugosa
Tapizar
Superficie
Cambio de Color
de la Hoja
La Hoja se
adelgaza
demasiado
Incrementar
grosor de la hoja
Enfriamiento
prematuro de la
hoja
Reducir tiempo
de operación
Calentar Molde
Aumentar vacio
Material no
Adecuado
Cambiar Material

22. Polímeros mas utilizados para el Termoformado
Polipropileno Acrílico Acetobutilato PEAD
Poliestireno SAN
Estireno.- Acrilonitrilo
Policarbonato ABS
SAN-butadieno

23. Consiste en pasar el plástico en estado
viscoelástico (Tg<T<Tm) por una serie de
rodillos (calandria) para producir una hoja
continua.
Calandrado
Alimentación
Cilindros de Calandria
Cilindros de Calibración
Cilindros de Enfriamiento
Embobinado

24. • Aplicable a materiales de alta viscosidad y
que se degradan fácilmente
• Buen acabado superficial
• Alta precisión de calibración en la
película.
• Posibilidad de obtener materiales planos.
• Velocidades de producción altas.
• No hay desperdicio de materiales.
Ventajas
Desventajas
• Las instalaciones de calandrado son
costosas
• Estrecho control sobre las temperaturas
de los rodillos, presiones y velocidades de
rotación.

25. Alguno de los rodillos puede estar grabado
para dar una textura a la hoja resultante.

26. Efecto de la Temperatura
Mayor
Temperatura
Mayor degradación
Mejor Calidad
Superficial
Menor riesgos de
defectos despegue
(WWWW)
Menor Viscosidad
Menor Presión
Posible Inclusión de
Burbujas

27. Efecto de la Velocidad
Mayor Velocidad
Mayor Presión
Mayor Ritmo de
Producción
Defectos
Superficiales

28. 1. Exceso de presión
2. Bajo rendimiento del proceso.
3. Deficiente homogenización.
4. Degradación superficial e inclusiones de aire.
5. Degradación térmica.

29. Recubrimiento por calandrado
Técnica adecuada para recubrimiento de sustratos: papel,
cartón, aluminio, tejidos, etc.
El recubrimiento polimérico se añade en forma de pasta, sol o
gel.

30. Calandrado de Bolsas
Extrusión
Inflado
Calandrado

31. Productos Obtenidos por Calandrado
Impermeables Bolsas
Cortinas de Baño Alfombras

32. Rotomoldeo
En este proceso una cantidad
de plástico frió en polvo o
líquido, se introduce en un
molde. El molde se cierra y se
hace rotar en torno a dos ejes
en el interior de un horno. El
plástico comienza a fundir y se
adhiere a las paredes internas
del molde. Una vez que el
interior del molde esta
completamente recubierto se
inicia la etapa de enfriamiento
mientras continua la rotación
del molde. Una vez solidificado
el plástico se extrae la pieza.

33. • No emplea presión
• Las maquinas y moldes son simples y
relativamente baratos.
• En el mismo equipo, e incluso en un mismo
ciclo se puede trabajar con moldes de
distintos tamaño y forma.
• Se puede obtener diversidad de productos
huecos, artículos muy grandes .
• Se puede disimular o evitar las líneas de
unión en las piezas.
Ventajas
Desventajas
• Ciclos largos
• Materiales que se emplean todavía son
limitados

34. Moldeo por Inyección
Consiste en inyectar un
polímero fundido en un
molde cerrado, donde
solidifica para dar el
producto. La pieza
moldeada se recupera al
abrir el molde para sacarla.

35. Unidad de Cierre Molde Sistema de Inyección
Tolva
Husillo
Calentadores
Cilindro
Mecanismo
Hidráulico
Molde Fijo
Molde
Móvil
Aguja de
Eyección
Partes de la Inyectora
Boquilla
Sistema de
Enfriamiento

36. MEZCLADORES
DE AGUJA ANILLOTIPO ZORRO SAXTON

37. Inyección
Por
MoldeoCarga del Material
Cierre del molde
Avance del grupo de inyección
Inyección del material en el
molde Mantenimiento de presión
Retroceso del grupo de inyección
Apertura del molde
Expulsión de la pieza
Refrigeración y Solidificación

38. • Versatilidad de Formas.
• Piezas terminadas
• Altos niveles de producción.
Ventajas
Desventajas
• Deformaciones de la pieza
• Produce Cull

39. Parámetros a Controlar
Presión de
Compactación
(Cierre)
Alta
Flash
(Rebabas)
Baja
Rechupes y
Huecos
Enfriamiento
Lento
Baja Productividad
Rápido
Enchuecamientos
Velocidad
de Inyección
Baja
Rechupes y
Huecos
Alta
Flash

40. Parámetros a Controlar
Temperatura
Baja
Líneas de Unión
Grietas
(Esfuerzos
Acumulados)
Obstrucciones
Llenado
Incompleto
Alta
Deformaciones Degradación
Cambio de
Color
Quemaduras
Carbonizaciones
(Puntos negros)

41. Extrusión de Plásticos
La extrusión es un proceso de compresión en el cual se fuerza al
material a fluir a través del orificio de un dado para generar un
producto largo y continuo, cuya forma esta definida por la forma
de la sección transversal del orificio de la boquilla.
Plato Rompedor

42. Viscoelasticidad

43. • Versatilidad de Formas
• Producción continua
• Poco desperdicios.
• Poca mano de obra
Ventajas
Desventajas
• Manejo de temperaturas
• Limitaciones geométricas

44. Defectos en la Extrusión
Fractura de Fusión Tallo de BambuPiel de Tiburón
Reducción
aguda de la
boquilla
Velocidad de
extrusión muy
variable
La fricción con la pared
produce un perfil
diferencial de
velocidades

45. Aplicaciones
Perfiles, tubos, etc Filmes de PEBD
Recubrimiento
de Cables Tubos

46. Soplado
El soplado es un proceso que usa presión de
aire para hacer formas huecas inflando
plástico suave dentro de la cavidad de un
molde.
Molde
Frío
Poca
Cristalinidad
Superficie
Brillante
Molde
Caliente
Mucha
Cristalinidad
Superficie
Mate

47. Fundir Material
Fabricación de Parison.
Introducir parison al molde.
Soplado del parison.
Enfriado de la pieza
Retirar pieza
El proceso de soplado se realiza en pasos:

48. EXTRUSIÓN-SOPLADO
• El 75% de la producción de piezas
sopladas es por extrusión.
• Alta productividad
• Piezas de gran volumen.
• El molde produce el corte y la costura.
Ventajas
Desventajas
• Se produce cull
• Poco control de espesor
• No todos los polímeros tienen
propiedades adecuadas.

50. INYECCIÓN-SOPLADO
• Pieza Terminada.
• No se produce cull.
• Control preciso de peso y del espesor
de la pared.
• Alta Productividad
• Mayor Cantidad e Materiales
• No hay costuras
Ventajas
Desventajas
• No se pueden producir botellas con
asas.
• No se suelen utilizar para botellas de
mas de 1 litro.

52. Aplicaciones

53. Cerámicos
La palabra cerámica deriva del
vocablo griego keramos, cuya
raíz sánscrita significa
"quemar". En su sentido
estricto se refiere a la arcilla
en todas sus formas. Sin
embargo, el uso moderno de
este término incluye a todos
los materiales inorgánicos no
metálicos.
Materia
Prima
Molienda y
Trituración
Preparació
n de la
Pasta
Formación
de Piezas
Secado y
Cocción

54. El prensado uniaxial tiene por
objeto la compactación de un
polvo cerámico dentro de un
molde rígido aplicando la
presión en una sola dirección.
En el prensado isostático el
polvo cerámico se introduce
en un molde se somete a altas
presiones en todas
direcciones.
Prensado

55. Tape Casting
La técnica consiste en el colado de la
suspensión sobre una superficie
portadora móvil y su extensión a un
espesor controlado por medio de una
cuchilla suave.
Cámara
de Secado
Superficie
Portadora
Cámara de
Barbotina y Cuchilla
Cuchilla

56. Slip Casting
Barbotina Molde de Yeso
Llenado de
Barbotina
Absorción de agua
por el molde Eliminación de
Exceso
Pieza Terminada
Consiste en vertir dentro de un molde poroso,
una barbotina líquida. En el molde se realiza la
osmosis, dejando una capa de arcilla en estado
sólido. Una vez obtenido este se vacia el
exceso de barbotina y se extrae la pieza.