El documento introduce los procesos de extrusión y moldeo por inyección para procesar polímeros. La extrusión es un proceso continuo que usa una extrusora de tornillo para fundir y bombear polímeros a través de un cabezal de extrusión. El moldeo por inyección usa una máquina inyectora para fundir termoplásticos e inyectarlos en un molde para dar forma al producto final.

1. Introducción al Procesamiento de Polímeros http://www.espol.edu.ec/

2. Extrusion Extrusión : proceso de conformado continuo de plástico en polvo o granulado Plásticos que pueden ser extruidos : termoplásticos Principios de una extrusora Función :desarrollar un presión suficiente para forzar el material a fluir través de un orificio (cabezal) El polímero debe tomar la forma de este orificio o “canal” (dado) Mezclar los ingredientes del plástico

3. Extrusión Generalidades: Proceso continuo Extrusión Masa homogénea :resinas + aditivos + rellenos , cristalinidad Vs. Energía, calor suministrados e interno Buena plastificación Flujo constante : dado, fractura del fundido, ensanchamiento del dado, presión constante

4. Función de la extrusión Recibir y almacenar el polímero Transportar el material sólido Calentar y comprimir Plastificar Homogenizar Construir presión Extruir o bombear el fundido

5. Extrusora simple (90%) Común en termoplásticos Tornillo rota en un cilindro y crea una acción como una bomba Menor rotación mayor empuje Tipo de extrusoras : (1) monotonillo o husillo 4 5 6 3 2 1

6. Tipos de Extrusoras: (2) Doble tornillos (twin screw) Doble tornillos (10%) Mayor capacidad de extrusión que tornillos simple Utilizo principalmente en procesamiento de plásticos en polvo/Compuestos  PVC o termoplásticos + rellenos Tornillos Co-Rotativos rotan en mismo sentido Anti-rotativos rotan en sentidos opuestos, son la mayoría, tiene mayor capacidad de transporte que los co-rotativos (mayoría)

7. Tipo de monotonillos Zona de salida= 12-13D Zona de Compresión= 3D Zona de Entrada = 5D Ventilación Convencional : 3 zonas del tonillo Para polímeros “fragiles” :Una seccion de ventilacion Tipo PVC para polímeros amorfos Tipo Nylon, elevadas T f β = h 1 / h 2

8. Mecanismo de transporte del flujo en el husillo Q s : Mecanismo de transporte por arrastre del fundido Q 1 Q 3 Q 2 Δ P 1 Δ P Q N 3N 2N v o P 2 > P 1 P 1 P 2 Q p : Mecanismo de transporte por flujo de presión Q e : Mecanismo de transporte por flujo de perdidas Q e Q s Q p Q= Q s – Q P + Q e

9. Consideraciones de materiales y productos en extrusión Termoplásticos Excepto PTFE que tiene elevada T f Importante alto peso molecular  bajo MFI Efecto Melt fraction : mantener forma del dado El polimero debe endurecerse Ancho distribución del peso molecular Bajo peso ayudan a lubricación. Ejemplo: PVC Termoestable Materiales elastoméricos : cauchos Pequeños radio L/D Problemas curado temprano o “gel” Aplicaciones: recubrimiento para cables

10. Línea completa de extrusión Sistema de manejo de la resinas Sistema de secado Extrusora Sistema de calibración de dispositivos Sistema de post-formado Dispositivos de enfriamiento Cortado

11. Tipos de líneas de extrusión Líneas de procesamiento de tuberías Líneas para procesamiento de películas y planchas usando el proceso de enrollamiento( Roll Stack Process) Líneas de procesamiento de Film por Chill Roll Casting Combinación de materiales Coextrusion Recubrimiento por Extrusión Laminación de extrusión Línea de soplado Compuesto por Extrusión Líneas de formado de perfiles por Extrusión

12. Tipos de linea de extrusion Línea de tubería Presión de aire interna es usada para controlar el apropiado diámetro, de igual manera el espesor Factores : velocidad de salida, presión interna, incrementados de velocidad

13. Lίnea de extrusion de tubo flexible

14. Coextrusion Feedblock Multimanyfold

15. Coextrusion Laminación por extrusión Incluye dos o mas substratos, tales como papel , papel aluminio y se los combina con un plástico como adhesivo Después de la laminación el film es maneja como un film regular Consideraciones en laminación de plásticos Tipo de materiales Compatibilidad

17. Procesamiento por Inyección Concepto es simple Derretir el plásticos, fluir dentro del molde y tomar forma del molde, enfriamiento y desmolde El moldeo por inyección permite realizar objetos en un proceso discreto discontinuo Casi todos los termoplásticos y algunos termoestables puede ser moldeados por inyección El proceso es automático y permite obtener alta repetibilidad de las partes o unidades Partes muy complejas pueden ser desarrollados Maquinas son muy cara

18. Inyección + Moldeo

19. Pasos del tornillo reciporcante Paso 1: Rotar el tornillo para derretir la resina y colectarla al final del tornillo Paso 2: tornillo mueve hacia adelante por un mecanismo hidráulico Paso 3: retracción del tornillo Paso 4: Enfriamiento y remover el objeto

20. Términos en moldeo por inyección “ Shot size” : peso maximo de resina que puede ser inyectado. El tama ñ o va de 20 gr an 20 kg La maquinas inyectoras son clasificadas por el tamaño del material a inyectar Como los termoplásticos tiene diferentes densidades el PS es material estantadard Maquinas de tornillo tiene un amplio rango de inyección mayor a las maquina de pistón

21. Términos en moldeo por inyección

22. Entradas (Gate) Diseño de las entradas: trabajo del fluido en una pequeña orificio o constricción T se incremente y viscosidad disminuye Importante para la homogenización Importante para el control de la orientación Importante para el control de las superficies

23. Dirección del esfuerzo

24. Sistemas d cierre Sistemas mecánicos de cierres Sistema hidráulico de cierres Sistema hidro-mecánico de cierre

25. Operaciones de inyección Tiempo de ciclo Presión de inyección

26. Rotomoldeo Introducción Rotomolde usa la rotación de una molde en una cámara caliente para formar un objeto o parte. Mas usado para partes de grande tamaño como tanques de 25.000 galones Moldes son baratos debido a que rotomoldeo no usa presión. Temperatura es baja debido que el plástico no se derrite completamente. Proceso Cargas de granos finos de termoplásticos. También pueden ser termoplásticos en solventes o termoestables. Elevar temperatura de modelo en un horno. Las piezas rotan en un carrusel. Se necesitan largas ciclos de calor, entonces el plásticos se vuelve “Pegaso” y se adhiere al molde Enfriamiento Descarga

27. Rotomoldeo Ventajas Bajas presiones Grueso en las esquinas y parte libre de esfuerzos Partes de gran tamaño son posibles Bajos costos Fácil de colorear y cambiar resinas Fácil de cambiar moldes Desventajas Simples formas Pobre control dimensional Paredes gruesa en todas las extensiones Ciclos de moldeado lentos Bajas propiedades mecánicas

28. Termoformado

29. Termoformado Ventajas Bajo costo de maquinaria Bajos requerimientos de temperatura Bajo costo de molde Bajas presiones requeridas Largas partes formadas Ciclos rápidos Desventajas Alto costo de materiales (planchas) Alto scrap Limitas formas de partes Un lago solo toca el molde Al esfuerzos interno

30. Soplado Producción de contenedores en gran numero y a bajo costo Tres variantes : Extrusión-soplado inyección-soplado Strech-soplado Características : Formación de un hueco Un vez es inflado entonces y que toca las paredes este es cerrado El molde es abierto y el producto es eyectado

31. Extrusión-soplado

32. Inyección - soplado

33. Streching - soplado

34. Moldeo por inyección compresión