Manual de do Acrilico

8/14/2019 Manual de do Acrilico

1/91

Manual TcnicoTERMOFORMADO


2/912 Manual de termoformado

NDICE

Principios del termoformado- Historia de la industria del termoformado- Productos fabricados por termoformado

Pol meros adecuados para el termoformado- Propiedades trmicas- Temperatura- La medicin del calor- Calor especfico- Conductividad trmica

L mina acr lica- Lmina acrlica uso general- Lmina acrlica de formado profundo

Sensacryl FP

Calentamiento del pl sticos- Transferencia de calor: conduccin,conveccin y radiacin

- Propiedades trmicas de los plsticos- Medios de transmisin de calor- Temperaturas y ciclos de formado- Determinacin de la temperatura correcta

en el material

Equipos de termoformado- Hornos de gas con circulacin forzada de

aire- Horno de calentamiento infrarrojo- Resistencias elctricas de calentamiento

linealEquipo complementario: vac o, aire a presi n yfuerzas mec nicas

- Formado al vaco- Formado con aire a presin- Formado mecnico- Tcnicas combinadas- Diseo de ayudas mecnicas

4

8

11

17

25

33



Moldes de termoformado- Elecci n del tipo de t cnica de termoformado- Criterios para el dise o de productos

termoformados- Criterios para el dise o del molde de

termoformado- Consideraciones en el dise o de moldes de

termoformado- Materiales empleados en la fabricaci n de

moldes de termoformado

T cnicas de termoformado- Termoformado bidimensional- Termoformado tridimensional (con moldes)- Tcnicas de moldeo en horno de

calentamiento infrarrojo

Enfriamiento de piezas termoformadas- Mtodos convencionales de enfriamiento- Mtodos no convencionales de enfriamiento

Corte de piezas termoformadas- Equipos de corte- Tcnicas de corte

Variables del termoformado.- Variables del material- Variables del molde- Variables en el pre-estirado- Variables en las ayudas mec nicas

Gu a de problemas y soluciones

Ap ndice

- Glosario de t rminos- PIstico reforzado con fibra de vidrio- Tabla de conversi n de unidades

41

56

62

63

68

73

79



Principios del termoformado

Desde principios del siglo XX se han conocido algunas t cnicas del formado de l minas, con materiales como el metal, vidrio y fibras naturales. Los verdaderos principiosdel termoformado se dieron con el desarrollo de los materiales termopl sticos, lo cualfue durante la segunda Guerra Mundial. Los a os de postguerra trajeron los grandesvolmenes de comercializaci n y el r pido desarrollo de equipos y maquinaria capacesde adaptarse a los m todos modernos de manufactura, para producir productos m

tiles y m s rentables.Durante los a os cincuenta, los vol menes de producci n de materiales termopl sticos y los productos hechos con ellos alcanzaron cifras impresionantes. La d cada delos 60's fue una era que ciment las bases del futuro desarrollando la industria del ter-moformado. En los 70's, los grandes consumidores y la competencia entre productos,demandaron m quinas de alta velocidad y productividad. Los productores de equiposatisfacieron tales necesidades con m quinas capaces de producir cerca de c ien milcontenedores individuales termoformados por hora. Tambi n hubo necesidad desofisticar los controles.

Desde la d cada de los 80's hasta la fecha, los termoformadores han ganado tal con-fianza en su proceso, que han ido mas all de sus expectativas y han establecidolneas continuas capaces de producir art culos terminados termoformados a partir yano de l mina, sino del pellet de resina; adem s de reciclar su desperdicio con un mnimo de control. Los equipos se han computarizado y hoy permiten un automonitoreoy funciones de diagn stico. Actualmente, los equipos muy complicados no requierenms de una persona para su manejo y control gracias a los avances de la electr nicaPor lo anterior, se cree que el mercado de trabajo de la industria del termoformadoexperimentar una escasez de personal t cnico entrenado y experimentado, ya quelos conocimientos tradicionales ya no ser an suficientes; por lo tanto, conferencias,seminarios, cursos, etc., servir an para incrementar el conocimiento general del ter-moformador, y dar an mayor madurez a sta bien cimentada industria.

Muchos de los productos termoformados en uso actualmente, han sido hechos parareemplazar sus formas de uso original; esta situaci n se ha dado tan r pidamente queya casi se ha olvidado cuales eran stas; por ejemplo, no es f cil recordar en que seempacaban las hamburguesas antes de los empaques de una sola pieza de polies-tireno o de que material se recubr an los interiores de los refrigeradores.

El listado que a continuaci n se proporciona, inicia con el producto de mayor n merode piezas termoformadas producidas y va en orden descendente hasta el de menorproducci n.

Historia de laindustria del

termoformado

Productosfabricados portermoformado



Industria del empaqueDesde el inicio del proceso de termoformado, la industria del empaque ha sido la m beneficiada debido a la alta productividad y las bondades que ofrece por costo-beneficio.

Actualmente, la mayor parte de los equipos de empacado (blister) son de alimentaci autom tica de alta velocidad. Estos equipos se denominan "forma-llena-sella" y sirven parael empacado de cosm ticos, carnes fr as, refrescos, dulces, art culos de papeler a, etc.

Industria de la comida para llevarEn la creciente industria de la "comida para llevar", existe una gran cantidad de pro-

ductos termoformados utilizados, que abarca desde contenedores de comida com-pleta (contenedores con divisiones) hasta los empaques para hamburguesas, sand-wiches, refrescos, etc.

Generalmente, la industria mencionada requiere una impresi n en los paquetes ter-moformados. Esta impresi n podr a realizarse antes o despu s del termoformado;ejemplos de estos productos son charolas, vasos, contenedores de sandwiches, ham-burguesas, hot dogs, etc.

Industria del empaque para alimentosLos supermercados son los grandes usuarios de contenedores termoformados. Losmateriales utilizados son termopl sticos de bajo costo. Estos contenedores est n dise ados para ser apilados o acomodados en diferentes formas. Ejemplos: contene-dores para carne, frutas, huevo, verduras.

TransporteEl transporte p blico y privado como el cami n, tren, metro, avi n, autom vil, etc.cuenta dentro de su equipo con numerosas partes de pl sticos termoformados; lamayor a de estos son usados para el acabado de interiores o partes externas que nosean estructurales. Entre otros: asientos, respaldos, descansabrazos, vistas de puer-tas, mesas de servicio, parabrisas, protectores de instrumentaci n, guardas, spoilers, etc.

Sealizacin y anuncios

Son fabricados generalmente en acr lico y pueden ser de una sola pieza y de grandesdimensiones. En estos anuncios o se alizaciones, usualmente se emplea acr lictransparente (cristal) y el color es pintado por el interior con pinturas base acr lica.

El uso del acr lico en exteriores hace que los anuncios sean resistentes a la intemperiey virtualmente libres de mantenimiento, adem s de soportar condiciones extremas defro o calor. Como ejemplos de stos se tienen los anuncios luminosos exteriores, inte-riores, se alamientos en lugares p blicos, oficinas, etc.



Art culos para el hogarExiste una gran cantidad de art culos para el hogar que tienen partes termoformadas;de hecho, son producciones de alto volumen. Se encuentran, por ejemplo, en gabi-netes, lavadoras, lavaplatos, secadoras de ropa, refrigeradores, ventanillas de aireacondicionado, humidificadores, gabinetes de televisi n y radio, etc.

Industria alimenticiaUno de los m s antiguos y mayores consumidores de productos termoformados, es laindustria alimenticia. El uso de charolas y otros accesorios tienen un potencial de con-sumo mayor puesto que, adem s de los grandes usuarios como son hospitales,guarder as, escuelas, ferias y otros, se agregan el sector militar y organizaciones deayuda internacional. Ejemplos: charolas, vasos y platos.

Industria m dicaLa industria m dica requiere de una gran variedad de productos y empaques esterili-zados para hospitales, cl nicas y consultorios. Las especificaciones de estos produc-tos suelen ser muy estrictas y el uso del reciclado de materiales, es inaceptable.

El uso del acr lico, por ser un material fisiol gicamente inocuo, se esta incrementandod a con d a. Ejemplos: equipo quir rgico, jeringas y agujas, mesas quir rgicas, gabi-netes, incubadoras, sillones dentales y platafornas de ejercicio, etc.

Agricultura y horticulturaLa comercializaci n de plantas de ornato en supermercados y tiendas especializadasha generado, desde hace tiempo, la necesidad de fabricar macetas y peque os con-tenedores, inclusive hasta de m ltiples cavidades para la exposici n y venta. Este tipode contenedores son fabricados con pl sticos reciclados y a bajo costo. Como ejem-plos se pueden citar: macetas, contenedores de diferentes tama os de una o variascavidades, peque os invernaderos, charolas para crecimiento de semillas, contene-dores para siembra, etc.

Construcci n y viviendaLa industria de la construcci n ha empleado productos termoformados desde hacevarios a os, aceler ndose r pidamente la popularidad de stos. Hay una gran canti-dad de productos que f cilmente se han sustituido por piezas termoformadas; dehecho, hay productos que no se podr an fabricar de otra forma, como los domos oarcos ca n. El acr lico en este sector se ve ampliamente utilizado por suspropiedades de resistencia a la intemperie y termoformabilidad.

Ejemplos de estos son: domos, arcos ca n, tinas de hidromasaje, m dulos de ba olavabos, canceler a para ba os, mesas, sillas, bases para l mparas, art culos de coci-na, relojes, fachadas, escaleras, divisiones, ventaner a, acuarios, etc.



EquipajeAlgunas empresas fabricantes de equipaje, estan optando por usar el proceso de ter-moformado puesto que presenta ventajas sobre los productos por inyecci n, ya quepor ser un moldeo libre de esfuerzos, se reducen las posibilidades de fracturas en losequipos de las piezas termoformadas. Ejemplos: maletas de todo tipo, portafolios, etc.

Equipo fotogr ficoUno de los productos m s antiguos en el termoformado, son las charolas para revela-do, adem s de los cubos para flash (el reflector met lico) y el magazine para c marasde piso, a n cuando su producci n requiere una t cnica de termoformado de precisi n



Pol meros adecuados para el termoformado

Bsicamente, todos los pol meros termopl sticos son adecuados para el proceso determoformado. Dichos materiales, cuando son sometidos a un calentamiento presen-tan una variaci n en su m dulo de elasticidad, dureza y capacidad de resistencia bajocarga. Con un incremento de temperatura que rebase el H.D.T., el comportamiento delmaterial tender a volverse en un estado ahulado, teniendo como valor cr tico la tem-peratura de revenido del pol mero termopl stico. Esto puede observarse en el r pid

pandeo de la hoja calentada, cuando la fuerza de gravedad se vuelve suficiente paracausar esta deformaci n.

La Tabla num. 1 contiene los pol meros adecuados y m s comunes para el termofor-mado, as como su temperatura de formado.

POL MEROS

TEMPERATURA DEDEFLECCI N AL CALOR

A 264PSI(C)

A 66PSI(C)

SINCARGA

(C)

TEMP. DELA HOJA

(C)

TEMP DELMOLDE

(C)

TEMP DEAYUDA

(C)

TEMPERATURA DETERMOFORMADO

Acrlico extruidoAcrlico cell-castAcetobutirato de celulosaPolietileno de alta densidadPolipropilenoPoliestirenoPoliestireno alto impactoSANABSPolivinilo de cloruro (RV.C.)Policarbonato

9496

65-75

55-6570-9585-95100

75-11570

130

98110

75-8060-80

110-11570-10090-95105

80-12075

140

120-150100140100120

95110160

135-175160-180140-160145-190145-200140-170170-180220-230120-180135-175180-230

65-7565-75

95

45-6545-65

70-8545

95- 120

170

9090

9080

140

Uno de los aspectos que menos se toma en cuenta en la pr ctica del termoforma-do, es el de las propiedades t rmicas de los pol meros, siendo ste uno de losaspectos m s relevantes y cr ticos del proceso. La cabal comprensi n de estos fac-tores disminuir el riesgo de largas corridas de pre-producci n o la mala ade-cuaci n del producto al entorno.

Propiedadest rmicas



AI hablar de propiedades t rmicas es indispensable establecer los conceptos rela-cionados a este tema. En primer lugar es necesario recordar que la energ a es fre-cuentemente disipada a trav s de la fricci n y entonces aparece en forma de calor ode la energ a t rmica interna de un cuerpo. Desde luego algunas veces en formadeliberada se incrementa el calor a una substancia para cambiar su temperatura o paraalterar su forma.

El calor espec fico y la conductividad t rmica son dos de las propiedades f sicas delos pol meros que se usan extensivamente en el termoformado.

En el debate del fen meno t rmico es indispensable incluir algunos t rminos y con-ceptos. La primera de estas propiedades t rmicas es la temperatura. La temperaturaes una medida del grado de "calor" o "fr o" de un objeto. Siendo indispensable esta-blecer una escala de temperatura, se tom como par metro las propiedades del agua,en particular el punto de fusi n del hielo y el punto de ebullici n del agua. Existen tresescalas para medir la temperatura de una substancia, la escala en grados cent grados(C), Farenheit ( F) y Kelvin ( K), siendo las primeras dos, las m s utilizadas.

El calor es simplemente una de las formas de energ a y por eso la unidad f sica apro-piada para medir el calor es la misma que para la energ a mec nica y esta es el joule.Como en el mismo caso de las escalas de temperatura, el agua es usada comopar metro de sustancia para la definici n de la unidad de calor. La cantidad de calorrequerida para elevar la temperatura de 1 kg. de agua en un grado (actualmente setoma como 14.5 C a 15.5 C) es definida como 1 calor a (cal.).

Cuando 1 calor a es suministrada a 1 kg. de agua, la temperatura del agua se incre-mentar 1 grado, por ejemplo, si la misma cantidad de calor es suministrada a lamisma masa de alcohol met lico, la temperatura se incrementar en aproximadamentea 1.7 grados, o si 1 cal. es suministrada a 1 kg. de aluminio, la temperatura del metalse incrementar unos 5 grados. De hecho cada substancia responder en diferentegrado cuando se somete a calor. La cantidad de calor requerido para elevar 1 kg. deuna substancia en un grado es denominado calor espec fico de esa substancia. Elagua sirve como par metro y se ha determinado como 1 cal./kg., tom ndose comobase para comparar con todos los materiales. Con excepci n del agua, la mayor partede los materiales tienen un calor espec fico m s bajo que los pl sticos.

Temperatura

La medici ndel calor

Calorespec fico



La conductividad t rmica es una de las tres formas por la cual energ a calor fica pudeser transferida de un lugar a otro; tiene lugar como resultado del movimiento molecu-lar y por lo tanto, requiere de la presencia de materia. La energ a calor fica es trans-ferida por colisiones en donde el r pido movimiento de tomos y mol culas del objetoms caliente pasa parte de la energ a al objeto m s fr o o con movimiento m s lentode tomos y mol culas. Cuando una substancia es calentada se expande, el calorprovoca que el volumen de una substancia se incremente y que su densidad disminu-ya. La conductividad t rmica del acr lico es de 5 x 10 -4 cal./seg. cm 2.

La expansion t rmica es el resultado de incrementar la temperatura de una substan-cia, y como consecuencia esta se expande, de hecho; casi todas las sustancias, s ldos, l quidos o gases tienen la propiedad de incrementar su tama o, cuando se elevasu temperatura. En lo que se refiere al termoformado, cuando un pol mero es calenta-do se incrementa la movilidad de las cadenas moleculares, por lo tanto tienden a se-pararse unas con respecto a otras, aumentando el volumen y rea del pol mero. Estapropiedad es de suma importancia sobre todo en piezas termoformadas que est expuestas a cambios bruscos de temperatura o intemperismo. En el termoformado lahoja de pl stico se expande m s r pido que el marco met lico, provocando arrugascercanas al marco, estas arrugas desaparecer n cuando la hoja se contraiga. Losvalores num ricos de los coeficientes para el calentamiento y enfriamiento son id nticos; esto quiere decir que toma el mismo tiempo para calentarse que para enfriarse.Hay que tomar en cuenta que se pueden presentar problemas cuando las partes ter-moformadas deban estar dentro de una tolerancia dimensional muy cerrada, otro tipode problemas se puede presentar, cuando el encogimiento ocurre en un molde macho,dificultndose desmoldar la parte. EI coeficiente de expansi n t rmica del acr lico esde 9x10 -5 cm./cm./ oC.

Conductividadt rmica

Expansi nt rmica



L mina acr lica

Caracter sticasEl pol mero termopl stico del metacrilato de metilo, tiene una estructura molecular de tipolineal y amorfo, que no forma enlaces transversales. El acr lico es un material termopl stico utilizado en aplicaciones donde se requiere estabilidad a la intemperie, alta trans-misin de luz, peso ligero, resistencia a ciertos agentes qu micos y estabilidad de color.

DisponibilidadPLASTIGLAS, l mina acr lica es fabricada por el proceso de vaciado en moldes (cell-cast), siendo el m todo m s com n y flexible para obtener una amplia gama de l minas de diversos grados, espesores, tama os y colores.

La lmina acr lica PLASTIGLAS se fabrica para aplicaciones de uso general, para usointerior y exterior, l mina para formado profundo con propiedades superiores en cuan-to a termoformabilidad, resistencia qu mica y al desgaste, adem s de la l mina acr lca Impacta MR con propiedades de impacto superiores a las de cualquier acr licimpacto del mercado.

Los productos de PLASTIGLAS se encuentran disponibles en una gama de m s deochenta colores como son transparentes, transl cidos, opacos, marmoleados, fluo-rescentes, perlescentes y acabado mate.

L mina acr licade uso general



PROPIEDAD* MTODO DEPRUEBA ASTM

UNIDAD VALOR UNIDAD VALOR

Peso espec ficoPoder de dispersi nndice de refracci nTrans. de luz (Cristal)Trans. de luz UV a 320 muHaze

Resistencia a la tensi nRupturaMdulo de elasticidadElongaci n a la rupturaResistencia a la flexi nRupturaMdulo de elasticidadResist. a la compresi nResist. a esfuerzo cortanteResistencia al impactoCharpyIzod

Dureza (rockwell)

Temperatura de formadoCoeficiente de expansi nCoeficiente de expasi nX volumen

Temp. m xima de servicioConductividad t rmicaFlamabilidadCalor espec fico

Resistencia diel ctricaConstante diel ctrica60 ciclos10 2 ciclos10 6 ciclosResistencia al arcoResistencia (volumen)Resistividad (superficie)

D792-64T

D542-50D1003-61

D1003-61

D638-64T

D790-63

D780-63TD732-46D256-56

D785-62

D696-44

D-635

D149-61D150-59T

D495-61D257-66D257-66

ND%%%

PSIPSI%

PSIPSIPSIPSI

ft/lbs.ft. Ibs./in

Fin/in/ F

FBTU/hr. ft. 2

in/min.BTU/lb. F

volt/mil

ohm-cmohm

ND%%%

Kg/cm 2

Kg/cm 2

%

Kg/cm 2

Kg/cm 2

Kg/cm 2

Kg/cm 2

Kg/mKg-cm/cm

Ccm/cm/ C

C

cal/seg. cm 2

cm/min.cal/gr C

Kvolt/mm

ohm-cmohm

1.190.0174

1.499253

700-76028,000-30,000

4.5

1,050- 1,12528,0001,260

630-700

0.483 x 10 4

M-100

140-1809 x 10 -5

2.7x10 -4

805x10 -4

30.35

20

443

sin huella1.6 x 10 16

1.9 x 10 15

1.190.0174

1.499253

10,000-11,000400,000-425,000

4.5

15,000-16,000400,00018,000

9,000-10,000

350.4-0.5

M-100

280-3604 x 10 -5

176141.2

0.35

500

443

sin huella1.6 x 10 16

1.9 x 10 15

PTICAS

MECNICAS

TRMICAS

ELCTRICAS

Absorci n de agua 0.2-0.3% por peso despu s de 24 de inmersi n

* Determinaci n con muestras de 3.0 mm de espesorEstos valores son t picos y de car cter informativo y no representan ninguna especificaci n.

Propiedadesf sicas de

l mina acr lica


13/91



ProteccionesPara protecci n, facilidad de manejo y de acuerdo a las necesidades de maquinadode la l mina acr lica PLASTIGLAS, ofrecemos cuatro diferentes tipos de protecci n:

Papel tipo KraftEsta protecci n es aplicada en ambas caras de la l mina para protegerla contra da oque pudiera sufrir durante su transporte, manejo, almacenaje y transformaci n. Por sualta resistencia esta protecci n es recomendada para procesos de transformaci muy largos. Adem s, permite efectuar trazos con marcador, l piz o cray n.

Pel cula antiest ticaEsta es una protecci n menos resistente que el papel, a base de una pel cula pl sticaantiest tica transparente la cual es aplicada en ambas caras de la l mina para prote-gerla de da os que pudiera sufrir durante el transporte, manejo, almacenaje ymaquinado.

Pel cula pl stica adhesivaEsta protecci n pl stica transparente es recomendada para largos procesos demaquinado ya que por su alta resistencia permite que la l mina quede protegidadurante los diferentes procesos de manufactura, presentando una resistencia al trans-porte, manejo y almacenaje similar a la de la protecci n de kraft.

Pel cula TermoformableEsta proteccion pl stica termoformable (transparente) es aplicada en una cara de lalmina; resulta ideal para la manufactura de productos termoformados con gran pro-fundidad (tinas de ba o), permite una protecci n durante el transporte, manejo, alma-cenaje y transformaci n similar a la de la pel cula pl stica adhesiva. Su uso serecomienda en hornos de gas con circulaci n forzada de aire y temperaturas entre180 C 200 C.

La lmina acr lica PLASTIGLAS se ofrece en M xico con protecci n est tica en ambascaras sin costo adicional en espesores de 1.5 hasta 6.0mm y con protecci n de papelkraft en espesores de 8.0 a 32.0mm., sin embargo usted puede elegir con cargo adi-

cional y bajo pedido otro tipo de protecci n.Caracter sticasSensacryl FP MR es un pol mero termopl stico de metacrilato de metilo, parcialmentereticulado con excelentes propiedades de termoformado, resistencia qu mica a sol-ventes, resistencia al desgaste y al manchado, lo que lo hace que sea un material conmayores posibilidades en el dise o y fabricaci n de muebles de ba o, spas, partesautomotrices y aplicaciones en general en donde la parte termoformada es reforzadacon fibra de vidrio.

L mina acr licade Formado

ProfundoSensacryl FP MR



La l mina acr lica Sensacryl FP MR presenta propiedades superiores de termoformadoque la l mina acr lica de uso general y uso en interiores. Entre las ventajas que estematerial presenta sobresale el que puede ser formada m s fcilmente, requiriendo unamenor fuerza de trabajo, alcanza un mayor estiramiento sin rasgarse, presenta unamayor resistencia a la temperatura permitiendo una mayor flexibilidad en la operaci n

SUBSTANCIA QU MICA

NaftaAlcohol et licoAcetato de amiloSoluci n de amonia (10%)Soluci n de cido c trico (10%)Urea (6.0%)

Per xido de hidr geno (3%)Hipoclorito de sodio (con.)Fenol (5% en agua)ToluenoAcetato de etiloAcetona

PROPIEDADES UNIDAD M TODOTama o

Espesor 180 X 120 cm.180 X 180 cm.

Resistencia a la tensi n (min.)Elongaci n a la ruptura (min.)Dureza Barcol (min.)Impacto Izod ranuradoTemperutura de formadoTemperatura de deformaci n bajocarga a 264 psi ( C)Conductividad t rmicaEstabilidad t rmica (dos horas a180 C)

ndice de flamabilidadGrado de flamabilidadResistencia qu micaResistencia al cigarrilloResistencia a la luz UV(mil horas, arco de carb n)Retenci n de impacto (720horas arco de carb n)Absorci n de aguaResistencia al manchado

180 X 120180 X 180

4 +- 0.44 +- 0.8

92004

480.44

180-20087

1.4No evidencia de

degradaci n

0.694

Pasa pruebaPasa prueba

Sin degradaci n

100

0.33Pasa prueba

cm.cm.mm.mm.psi%

No. Barcollb-ft/pulg 2

CC

BTU/hr. ft 2

in/minHB

%

%

PG 60POE-03-02BPG 60POE-03-02B

ASTM D638ASTM D638

ASTM D2538ASTM D256

ASTM D648

P MIL-8184

ASTM D635UL-94

ANSI Z 124.1ANSI Z 124.1ANSI Z 124.1

UL 1563

ASTM 570ANSI Z 124.1

Tabla No. 6. Resistencia qu mica de la l mina acr lica de moldeo profundo SensacrylFP

Tabla No.7 Propiedades de la l mina de moldeo profundo Sensacryl FP MR

VALOR

Generales

Mec nicas

T rmicas

Varios

Todos los valores est n referidos a la l mina acr lica 3.0 mm.Estos valores son t picos y de car cter informativo y no representan ninguna espec ficacin.



Propiedades f sicasLa lmina acr lica Sensacryl FP MR tiene excelentes propiedades mec nicas y de retar-dancia a la flama, tomando en consideraci n que la l mina acr lica de uso general tieneuna velocidad de quemado en prueba horizontal (ASTM-D635) de 25-30.4 mm/min.; lalmina acr lica Sensacryl FP MR tiene 15.2 mm/min.La tabla No.6 resume las propiedades t picas de este material.

Propiedades qu micasLa l mina acr lica Sensacryl FP MR, adem s de resistir a las substancias qu micas quese enIistan en la tabla No.4; aprueba la norma ANSI-Z124.2.1980.

Manejo y protecci nPara la protecci n y manejo de SensacryI FP MR, lmina Plastiglas de moldeo profundo,sta se presenta con tres tipos de protecci n:

Tipo PJ: Papel protector tipo kraft, adherido a ambas caras de la l mina. Protege con-tra da os que pudieran causarse durante su transporte, manejo, almacenaje ymaquinado. Este papel permite poder trazar sobre l con un marcador, l piz o cray nfacilitando as las operaciones posteriores.

Tipo PP: Es una protecci n menos resistente que el papel, a base de una pel cula pl stica est tica, que tambi n resiste los da os que pudiera sufrir el material durante eltransporte, manejo, almacenaje y maquinado.

Tipo PF: Pel cula pl stica termoformablej24 (incolora por una cara), bajo pedido, idealpara productos termoformados, con una resistencia al transporte, manejo, almacena-

je y transformaci n igual al tipo PJ. Por sus caracter sticas, es ideal en la fabricaci de piezas termoformadas con profundidad (tinas de ba o ). Su uso se recomienda enhornos de gas con recirculaci n forzada de aire y temperaturas entre 180 C y 200 C

Certificaci n del materialLa lmina acr lica Sensacryl FP MR ha sido sometida a pruebas de certificaci n de cali-dad en laboratorios especializados en los Estados Unidos de Norteamerica, de acuer-do a las normas ANSI-Z 124.2.1980 para tinas de ba o fabricadas con materiales pl sticos, y UL-94; pasando las pruebas de resistencia al cigarrillo y al desgaste. Despu de mil horas de exposici n en un intemper metro de arco de carb n, la l mina no pre-sent cambio de apariencia o color, conservando su resistencia al impacto en un100%.

Ciclos de termoformadoEn el proceso de termoformado de la l mina acr lica, la temperatura es el factor m importante; por lo que sta deber controlarse cuidadosamente. Bajas temperaturasocasionan esfuerzos internos excesivos en la pieza formada, disminuyendo su



resistencia y torn ndose susceptible a la deformaci n y al craqueo. Altas temperaturaspueden provocar que el material se ampolle (hierva), reduciendo su resistencia al ras-gado durante el formado, tambi n pueden producirse marcas del molde.

El rango de temperatura adecuado para el termoformado de Sensacryl FP MR, est entrelos 180 C y 200 C. El tiempo que debe someterse el material a calentamiento, dependedel espesor de la l mina, equipo de calentamiento y el tipo de formado que se empleen.El equipo de calentamiento recomendado para el termoformado de la l minSensacryl FP MR es en un horno con recirculaci n forzada de aire, puede utilizarse gaso resistencias el ctricas, y un buen control de temperatura y de tiempo. Considerandoque este material tiene un espesor de 3.2 mm., se sugiere que permanezca dentro delhorno a la temperatura indicada durante un periodo de ocho a diez minutos paraobtener el reblandecimiento m s adecuado. Si el material es colgado dentro del hornoen forma vertical, el calentamiento ser ms homog neo y, por consiguiente, el for-mado m s detallado. No debe esperarse una mejor distribuci n del espesor, lo cualslo puede ser controlado utilizando ayuda mec nica o pantallas que permitan la dis-tribuci n controlada de la temperatura por reas. El mejor ciclo de formado, tempe-raturas, tiempos y t cnicas para cada tipo de pieza, deber ser determinado en cadaequipo en particular, revisando la l mina hasta que est perfectamente reblandecida,esto se puede determinar cuando la l mina se agita y se forman pliegues uniformes alo largo de la superficie.



Calentamiento de pl sticos

En el proceso de termoformado, la operaci n de calentamiento es una de las etapasque emplea m s tiempo y en la que se pueden presentar las mayores dificultades, oca-sionando el mal aprovechamiento de recursos materiales y humanos. Es por eso, queeste cap tulo est dedicado a la transferencia de calor, teniendo como objetivo el tratarde aclarar los fen menos que se presentan en la operaci n del calentamiento de pl sticos.

An cuando los cient ficos han dividido la transferencia de calor en tres fen menosdistintos: conducci n, convecci n y radiaci n, ya en la pr ctica los tres son concur-rentes.

Conducci nEs la transferencia de calor de una parte de un cuerpo a otra del mismo cuerpo, o biende un cuerpo a otro que est en contacto f sico con l, sin desplazamiento apreciablede las part culas del cuerpo.

Convecci nEs la transferencia de calor de un punto a otro, dentro de un flu do, gas o I quido(mediante la mezcla de una porci n de flu do con otra). En la convecci n natural, elmovimiento del flu do se debe totalmente a diferencias de densidad como resultado dediferencias de temperatura. En la convecci n forzada, que es la que nos interesa, elmovimiento se produce por medios mec nicos. Cuando la velocidad es relativamentebaja, se debe entender que los factores de convecci n libre, tales como las diferenciasde temp ratura y densidad, pueden tener una influencia importante.

Radiaci nEs la transferencia de calor de un cuerpo a otro que no se encuentra en contacto conl, por medio del movimiento ondulatorio a trav s del espacio.

Para prop sitos del proceso de termoformado, se consideran tres medios para latransmisi n de calor, stos son:a) Contacto con un s lido, l quido o gas caliente.b) Radiaci n infraroja.c) Excitaci n interna o por microondas.

Los dos primeros son muy empleados en el termoformado de pl sticos y para variosde ellos el rango de temperatura es entre 120 C y 205 C (250 F y 400 F).

Transferenciade calor:

conducci n,convecci ny radiaci n



Los pl sticos son pobres conductores de calor; por lo tanto, las l minas de espesoresgruesos requieren un tiempo de calentamiento considerablemente largo. En la TablaNo. 8 se enlistan algunas propiedads t rmicas de algunos materiales para su com-paraci n. En el termoformado de pl sticos es importante tomar en consideraci n lelecci n del m todo de calentamiento y el tama o del equipo de calentamiento.

El calentamiento de la hoja por ambos lados (calentamiento tipo sandwich) ayuda adisminuir el tiempo empleado en esta operaci n. En algunos casos, el tiempo decalentamiento puede ser reducido si la hoja es precalentada y mantenida en una tem-peratura intermedia, sin embargo, esto rara vez se emplea en materiales de menos de

6 mm. de espesor.

Adicionalmente, la proporci n de calor requerida para elevar la temperatura en los pl sticos es alta, comparada con cualquier otro material; el agua es la excepci n. Para esti-mar el calor requerido en una hoja, se puede calcular mediante la siguiente formula:

Calor Requerido = Largo X Ancho X Espesor X Densidad del Material X (Calorespec fico X Diferencia de temperatura + Calor de fusi n)

Propiedadest rmicas de

los pl sticos

MATERIALESGRAVEDADESPEC FlCA

g/cm 3

CALORESPEC FICO

Btu/ Ib 0F

CALOR DEFUSI N

Btu/lb

CONDUCTIVIDADTRMlCA

Btu ft/sq ft hr 0F

COEFICIENTETRMICO DEEXP. LINEAL

in/in 0F10 -5

AireAguaHieloMadera suaveMadera duraR. fen licasR. ep xicasPolietilenoAcrlicoPolicarbonatoGrafitoVidrioCuarzoAluminioAceroCobre

0.00121

0.920.50.71.5

1.6-2.10.961.191.21.52.52.82.77.88.8

144144

55

17117188

0.241

0.50.40.40.30.3

0.370.350.300.200.200.200.230.10

0.092

0.0140.3431.26

0.0520.094

0.20.1-0.8

0.280.1080.112

870.594 y 8

9027

227

2.81.51.53-5

1.5-2.87

3.53.7

0.440.5

0.4 y 0.71.350.840.92

Tabla No.8 Propiedades t rmicas de algunos materiales



Medios detransmisi n

de calor

Para efectos pr cticos vamos a dividir los medios de transmisi n de calor en cuatrotipos y que son:

Calentamiento por contactoEl m todo m s r pido de calentamiento, es colocar la hoja de pl stico ntimamente encontacto con una placa caliente de metal. Se usa especialmente para la producci n enmasa de art culos peque os y delgados.

Calentamiento por inmersi nEste m todo consiste en sumergir la hoja de pl stico en alg n Iquido que transfiera elcalor lo m s uniforme posible y r pidamente, pero su uso est restringido al moldeode partes con l minas muy grandes o muy gruesas, ya que la manipulaci n y llimpieza de la pieza es dif cil.

Calentamiento por convecci nLos hornos con convecci n de aire son ampliamente usados, porque proveen uncalentamiento uniforme y pueden, en cierto grado, secar algunos materiales que con-tengan cierto porcentaje de humedad. Estos hornos proveen un gran margen deseguridad con respecto a las variaciones en tiempo de los ciclos de termoformado.

Nota importante:Todos los medios de calentamiento mencionados anteriormente, requieren un tiempoconsiderable de precalentamiento del equipo.

Calentamiento por radiaci n infrarojaEste m todo puede proporcionar calentamiento instant neo y por lo tanto, sus ciclosde exposici n son muy cortos, a veces basta con algunos segundos. Las principalesfuentes que proporcionan este tipo de energ a son:

- Lmparas de cuarzo que emiten en el visible y el cercano infrarojo.- Resistencias cer micas o met licas que emiten mayor energ a y en el lejano infrarojo.

La superficie de estos calentadores por radiaci n puede estar entre los 315 C a 705 CDebe observarse que a temperaturas m s altas, la masa de la radiaci n ocurre a lon-gitudes de onda m s baja. En contraste, a temperaturas m s bajas, la radiaci n seesparce sobre longitudes de onda mayores; y esto es sumamente importante, puestoque cada pl stico absorbe radiaci n infraroja en distintas regiones. Solo la radiaci absorbida se utiliza para calentar el pl stico directamente.

Calentamiento internoEste m todo no ha tenido suficiente aplicaci n en el termoformado, en virtud que elequipo es muy costoso. Adem s, no es aplicable a todos los termopl sticos y lostiempos de enfriamiento son demasiado largos, siendo aplicable a los procesos de for-mado donde se requiere calentamiento localizado en una zona espec fica del material,



por ejemplo, el formado de cantos de material que tienen un alto factor de p rdidacomo el P.V.C.En ciertas aplicaciones, los productos termoformados presentan secciones de paredno uniformes, a n cuando la l mina ha sido uniformemente calentada. El encogimien-to heterog neo de la l mina se debe al propio dise o de la parte. En estos casos espe-ciales, controlando el calentamiento por secciones dar zonas de pared m s uniformes. Este procedimiento se llama sombreado o empantallado, y consiste en colo-car un filtro no flamable que regule el calor (una malla de alambre, asbesto; etc.) entrela lmina y la fuente de calor, con esto disminuir el flujo de calor hacia ciertas reasdel material y evitar excesivos estiramientos de esa zona.

En los equipos m s sofisticados hoy en d a, se tienen controles electr nicos y ele-mentos de cer mica parab licos que permiten calentar con variabilidad diferenteszonas de la l mina.

Antes de iniciar con las temperaturas y ciclos de formado, se establecer n ciertos t rminos como son:

a) Temperatura de desmoldeob) Lmite inferior de operaci nc) Temperatura normal de formadod) Lmite superior de operaci n

Temperatura de desmoldeoTemperatura a la cual la pieza puede ser removida del molde sin distorsionarse. Enocasiones se puede remover a mayores temperaturas si se utilizan dispositivos deenfriamiento.

L mite inferior de operaci nEste representa la temperatura m s baja a la que el material puede ser formado sincrear esfuerzos internos. Esto significa que la l mina pl stica debe tocar cada esquinadel molde antes de que alcance su I mite m s bajo. El material que se procesa abajode este l mite presentar esfuerzos internos que posteriormente causar n distorsiones,prdida de brillo, craqueo u otros cambios f sicos en el producto terminado.

Temperatura normal de formadoEs la temperatura a la cual la l mina deber ser formada en una operaci n normal. Estatemperatura deber alcanzarse en toda la l mina. Termoformados de poca profundi-dad con ayuda de aire o vac o permitir n manejar temperaturas un poco m s bajas yse traduce en ciclos m s cortos; pero, por otra parte, se requieren temperaturas ele-vadas para formados profundos o para operaciones de pre-estiramiento, detalles oradios intrincados.

Temperaturasy ciclos de

formado



L mite superior de operaci nEs la temperatura en la cual la l mina termopl stica comienza a degradarse, as tambin, se torna demasiado fluida y no se puede manipular. Estas temperaturas sepueden exceder, pero solamente con formulaciones modificadas que mejoren laspropiedades f sicas de la l mina. El moldeo por inyecci n y extrusi n utiliza, de hecho,temperaturas mucho m s altas, pero s lo por periodos de tiempo muy cortos.

Recomendaciones generalesa) Las caracter sticas del producto terminado ser n determinadas por el tipo de t c-

nica de termoformado que se aplique.

b) El material debe ser calentado uniformemente al punto de revenido y formado, antesde que se enfr e por debajo de su temperatura de moldeo.

c) El acr lico debe de enfriarse lenta y uniformemente mientras est en el molde.

d) La pieza formada debe de enfriarse antes de darle cualquier acabado, como pinturapor aspersi n o serigraf a.

e) En el dise o de la pieza debe tomarse en consideraci n un encogimiento del 2% enambas direcciones y un aumento del 4% en el espesor, as como una contracci ndel 0.6% al 1% al enfriar.

Temperaturas y ciclos de formadoComo ya se mencion con anterioridad, uno de los pasos m s importantes en el pro-ceso de termoformado, es la determinaci n de la temperatura correcta en el material.En el acr lico, una adecuada selecci n de la temperatura de revenido o temperaturanormal de formado, evitar que:

A baja temperatura:Se concentren esfuerzos internos en la pieza termoformada que, posteriormente, concambios bruscos en la temperaratura ambiente se revelan en forma de fisuras ocraqueo.

A alta temperatura:En la pieza se produzcan burbujas y marcas de molde, por un excesivo calentamien-to.

En la Tabla No. 9 se definen los rangos de temperatura para la l mina acr lica Plastiglasde uso general y Sensacryl FP MR, lmina de moldeo profundo.



En M xico, debido al alto costo de la energ a el ctrica, es mas com n utilizar un hornode convecci n con recirculaci n forzada de aire por medio de gas para lo cual es degran utilidad una f rmula muy pr ctica para determinar el tiempo de permanencia deuna l mina de acr lico, tomando en cuenta el rango de temperatura de revenido previa-mente ajustado.

Frmula: 2.1 x E (mm) = T (minutos)En donde: 2.1 = Factor, E = Espesor del material en mil metros, T = Tiempo en minutos

Esta f rmula es aplicable a l minas Plastiglas de espesor delgado (1 a 6 mm). Paraespesores mayores es necesario cambiar el factor, quedando as :

Frmula: 3 X E (mm) = T (minutos)

Y como se ha mencionado anteriormente, existen variables que pueden modificarestas f rmulas, tales como: la temperatura ambiente donde se encuentra localizado elhorno, la poca del a o (especialmente en climas extremosos), la fluctuaci n en elespesor del material y las condiciones del equipo entre otras.

Temperaturas de formadoTodos los materiales termopl sticos tienen una temperatura espec fica de proceso.Estos rangos aplican sin tomar en cuenta como va a ser procesado el material. A con-tinuaci n se enlistan los materiales m s utilizados comparados con el acr lico:

TIPO DE MATERIALLMITE INFERIOR

(OC)LMITE SUPERIOR

(OC)

RANGO DE TEMPERATURA

Lmina acr lica PLASTIGLAS(Uso general)Lmina acr lica Sensacryl(Moldeo profundo)

160

180

180

200

Tabla No.9



Otro de los factores importantes en el proceso de termoformado, es la determinaci de la temperatura correcta en el material pl stico. Se debe considerar que, independi-entemente del medio de transmisi n de calor, la hoja debe ser calentada al rango detemperatura recomendado (rango de revenido), adem s de que la hoja deber tener uncalentamiento uniforme.

Ya en la pr ctica, no es f cil el establecer con precisi n la temperatura de la hoja, inclu-sive con term metros de contacto; por lo tanto, la determinaci n est basada en elcomportamiento de la hoja. El cambio gradual en el cual la hoja cede durante el pro-

ceso de calentamiento (punto de revenido), es uno de los signos que sirve paraestablecer una temperatura adecuada. Se han desarrollado algunos controles paraequipos de termoformado por radiaci n infraroja, donde la l mina es sujetada en posi-cin horizontal, y que utilizan el fen meno del "cede" o " pandeamiento" y controlan eltiempo y/o temperatura de calentamiento, por medio de c lulas fotoel ctricas.

MATERIALTEMP. DELA HOJA

(0C )

LIMITEINFERIOR

(0C )

LMITESUPERIOR

(0C )

TEMP. DELMOLDE

(0C )

TEMP. DELA AYUDAMEC. ( 0C

TEMP. DEDESMOLDEO

(0C )

NORMAL(0C )

Acrlico PLASTIGLASAcrlico Sensacryl FPABSPolicarbonatoPolietileno AD

160- 180180-200125-180200-250160-220

160180125200160

170190165235190

180200180250220

100140170

12013085

14085

65-7570-8070-85

90-12090-100

Tabla No. 10. Rangos de temperatura de formado

Determinaci nde la

temperaturacorrecta en el

material

Clamp

MarcoCaja de vac o

Celdas fotoel ctricasVlvula solenoide controladapor celdas fotoel ctricas



Sin embargo, este criterio no puede ser aplicado indiscriminadamente a todos losplsticos, ya que algunos materiales pueden sobrecalentarse antes de empezar aceder o pandearse. A n cuando se establece un rango de temperatura, puede noobtenerse el resultado que se espera como temperatura en la l mina; esto puede sercausado por:

a) Fluctuaciones en el espesor del material.b) Cambios de temperatura del equipo y/o medio ambiente.c) Fluctuaciones m nimas en el voltaje de la l nea (para equipo de calentamiento infrarojo).d) Probablemente el regulador del equipo de gas con circulaci n forzada de aire no es

el adecuado, no existe la suficiente presi n de gas; no es el quemador adecuado oeste ltimo est tapado con oll n, etc.

Existen pir metros en forma de cono, tablillas para calentamiento por radiaci infraroja o por gas (aire caliente), que pueden dar una medici n m s exacta. Aunqueposiblemente, la mejor forma de medir la temperatura en la l mina es mediante unapistola infraroja, que la mide por zonas; a n cuando este equipo es costoso, es elnico que mide con exactitud y confiabilidad la temperatura de la hoja.



Equipos de termoformado

Originalmente, los hornos de convecci n fueron los primeros equipos para el calen-tamiento de hojas pl sticas para termoformado y hasta hoy en d a se mantiene estapreferencia para el calentamiento de l minas de diferentes espesores y para una dis-tribuci n uniforme de la temperatura.

El calentamiento puede ser suministrado por medio de gas o por unidades de resisten-

cias el ctricas. La recirculaci n forzada de aire y deflectores para lograr que el aire cir-cule de 4,500 a 6,100 cm 3 /min (150 a 200 pies 3 /min), son cruciales para obtener unatemperatura homog nea. La temperatura del horno debe ajustarse a la temperatura deformado del pl stico.

El calentamiento por radiaci n infraroja, en comparaci n con la de inmersi n en aceiteo calentamiento por contacto (las dos ltimas muy limitadas en la pr ctica), esextremadamente r pida. Por ejemplo, el tiempo de calentamiento por radiaci n infraro-

ja en una l mina de 3.0 mm. se puede lograr en un minuto a 10 watts/pulg 2, aproxi-madamente.

Debido a que en el calentamiento por radiaci n infraroja el tiempo es extremadamentecorto, la energ a calor fica que absorbe la l mina puede provocar un sobrecalen-tamiento que inclusive, repercutir en la degradaci n del material (burbujas o que-maduras) si no se controla. Es importante considerar que en corridas largas, es nece-sario disminuir gradualmente la temperatura del horno.

En algunos casos, cuando el producto tenga secciones intrincadas o muy profundas,se correr el riesgo de un adelgazamiento considerable en el espesor del material; aques necesaria la utilizaci n de pantallas (pueden ser hechas con l mina perforada odesplegada met lica) para evitar el sobrecalentamiento.

Los elementos de radiaci n infraroja se pueden obtener en una gama muy amplia dedise os, en orden de importancia son:

1. Filamentos de tungsteno en tubos de cuarzo o l mparas (2,200 C de temperatura).2. Resistencia tipo resorte de nicromio en bases de cer mica refractaria.3. Resistencias de nicromio protegidas por tubular de l mina o acero inoxidable.

Existen fabricantes de m quinas termoformadoras de radiaci n infraroja en una granvariedad de tama os, capacidad, grado de automatizaci n y versatilidad.



Horno de gascon circulac nforzada de aire

Las especificaciones para la adquisici n de una m quina termoformadora var an,dependiendo del producto terminado que se pretende obtener y por lo tanto es nece-sario considerar:

Voltaje, wattaje, amperaje, rea til de formado, n mero de calefactores (inferior ysuperior), controles de regulaci n de temperaturas por zonas, grado de automati-zaci n, capacidad para aceptar ayudas mec nicas, tipo de sujeci n de la l mina(clamps mec nicos, neum ticos, etc.), ventiladores para el enfriamiento de la pieza,dimensiones generales, capacidad de producci n, costo-beneficio.

ste proporciona calor uniforme y temperatura constante con el m nimo riesgo desobrecalentar la l mina acr lica. Se deben utilizar ventiladores el ctricos para forzaral aire caliente a circular por la l mina acr lica a una velocidad aproximada de 4,500a 6,100 cm 3 /min., y dispositivos para distribuir el aire hacia todas las zonas del horno.

Los hornos de gas requieren de intercambiadores de calor para prevenir la acumu-lacin de tizne provocado por el flujo de gas, asi como controles para interrumpir elpaso de gas en caso de ser necesario.

Los hornos el ctricos pueden ser calentados, utilizando grupos de resistencias de1000 watts. En el caso de usar un horno con capacidad de 10 m 3, se consumir n,aproximadamente 25,000 watts de potencia y la mitad de sta ser utilizada paracompensar la p rdida de calor por fugas, transmisi n del aislamiento y por el uso depuertas. Se sugiere que el espesor de aislamiento sea de 2" como m nimo y que laspuertas del horno sean lo m s angostas posibles, para reducir al m ximo la p rdidade temperatura.

Se deben utilizar dispositivos autom ticos para el control estricto de temperaturaentre los 0 C y 250 C. Para obtener un calentamiento m s uniforme de la l mina esimportante que se cuelgue en forma vertical y esto se puede lograr contando con unsistema que sujete el material a lo largo con broches o canales con resortes y questos se recorran por medio de carretillas que se deslicen sobre rieles tipo cl set.

Criterios b sicos para la construcci n de un horno de gas con circulaci n forzadade aireLa mejor sugerencia que se puede hacer al respecto, es solicitar a cualquier fabri-cante de hornos industriales la construcci n de uno con las caracter sticas ya men-cionadas anteriormente, ya que la construcci n sobre todo del sistema de calen-tamiento y la puesta en operaci n es muy riesgosa para cualquier persona conconocimientos superficiales sobre el tema.

Este tipo de equipo debe ser aprobado por especialistas en instalaciones de gas as mismo debe ser registrado ante las autoridades correspondientes.



Es tambi n importante resaltar que la informaci n que aqu se proporciona, s lo esten funci n de la estructura met lica y sistema de fijaci n para la l mina de acr lico. Lconstrucci n del horno se puede dividir en los siguientes subsistemas:

a) Estructurab) Fijaci n de la l mina acr licac) Sistema el ctricod) Instalaci n de gase) Controles

Recomendaciones para la fabricaci n del hornoFabricaci n de la estructura con tubular de fierro comercial de 1 1/2 " X 1 1/2 " 2"X 2".

a) Cortar el tubular a las medidas, seg n dise o adaptado a las necesidades.b) Soldar las paredes laterales.c) Soldar la pared superior, inferior y trasera; para unirlas con las paredes laterales

y as contar con la estructura completa.d) Forrar la parte interna de la estructura con l mina negra cal. 18, remachada con

"pop" o punteada con soldadura el ctrica.e) Cubrir los huecos (espesor del tubular) con placa r gida de fibra de vidrio para ais-

lamiento t rmico clave RF-4100, u otro similar.f) Forrar la parte exterior de la estructura con l mina negra cal. 18 y remachar con

"pop" o soldar.g) Fabricar las puertas con estructura de tubular de PTR 1" X 1" y hacerla en la misma

forma que las otras paredes; estas deber n ser m s cortas para que pasen las gu ash) Colocar las puertas en el horno por medio de bisagras.i) Colocar en el horno gu as tipo cl set, stas deber n ser del doble de largo que el

horno. Se fijar n por medio de tornillos en la pared superior del horno. Una vez suje-tas al horno y ya en el lugar en donde va a quedar fijo ste, se sujetar n las gu aspor medio de soportes al techo o estructura del local.

ESTRUCTURA DEL HORNO DE GAS

CON RECIRCULACI N DE AIRE

Gu as tipo cl set

Soportes de placa en Ude 1/4

En esta secci n se ubicael ventilador el ctricopara forzar el aire

Todas las uniones deber nir soldadas con soldaduraelctrica

Perfil tubular rectangular de1 1/2 X 1 1/2 2 X 2



Placa de fierro de 1/4

Bisagra de fierro

Resorte

RondanaTuerca

Perfil tipo C cal No. 18

Lmina de acr lico

Manija de solerade 1/4

Barra de Cold-rolled de 5/16

SISTEMA DE FIJACI N DE LA L MINA DE ACR LICO

VISTA FRONTAL Y DETALLE DE LA PUERTA DEL HORNO Y SISTEMA DE CORREDERA

Sujeci n al techo del local por mediode cable trenzado de acero

Barra de cold-rolledde 1/2 de di metroen forma de gancho

Ensamble al sistemade sujeci n de lalmina de acr lico

ngulo de fierro de 1 1/2 x 1 1/2

Barra de Cold-rolledde 1/2 de di metro

Perfil tipo cl set de1 3/4 x 2 (riel 1500)

Carretilla del No. 50

Puerta del horno



Es com nmente utilizado en las m quinas termoformadoras autom ticas, calentandola lmina por medio de radiaci n a una velocidad de 3 a 10 veces m s r pido que enun horno con circulaci n forzada de aire, proporcionando as , ciclos de calentamientomuy reducidos, es necesario subrayar que la relaci n temperatura-tiempo se vuelvecr tica y es m s dif cil obtener un calentamiento uniforme del material.

Horno decalentamiento

infrarrojo

VISTA LATERAL Y DETALLE DE LA PUERTA DEL HORNO Y SISTEMA DE CORREDERA

Sujeci n al techo dellocal por medio de cabletrenzado de acerongulo de fierro de

1 1/2 x 1 1/2

ngulo de fierro de2 1/2 x 2 1/2

Perfil tipo c l set de1 3/4 x 2 (riel 1500)

Carretilla del No. 50

Puerta del horno



La energ a infrarroja es absorbida por la superficie expuesta del acr lico, alcanzandorpidamente temperaturas sobre 180 C para despu s ser transmitida al centro delmaterial por la conducci n de temperatura.

El calentamiento por radiaci n infrarroja se puede obtener usando elementos tubularesde metal, resistencias el ctricas de espiral (tipo resorte), o agrupando l mparas de luzinfraroja. Para lograr una distribuci n del calentamiento m s uniforme, se puede mon-tar entre los elementos de calentamiento y el material una red o malla met lica quefuncione como difusor de temperatura. Asimismo, es conveniente colocar la planchade calentamiento infraroja, aproximadamente a 30 cms. del material y la plancha infe-

rior a aproximadamente 50 cms. de distancia.

Para regular la entrada de energ a alequipo, es recomendable utilizar disposi-tivos tales como transformadores varia-bles o medidores de porcentaje que ayu-den al control de temperatura. Es reco-mendable tambi n hacer una planeaci nde las cargas de energ a el ctrica, losequipos de gran capacidad, inclusivenecesitar n una subestaci n el ctrica.

Una resistencia el ctrica puede usarse nicamente para formar dobleces en l nearecta; para sto, es necesario contar con una resistencia el ctrica de tipo resorte (No.20) o del tipo blindada (aproximadamente 1 Kw. X 1.2 Mts.).

Las resistencias lineales son de alambre, encerradas en tubos de cer mica Pyrex. Elmaterial no deber entrar en contacto con el tubo para evitar marcas en la superficie.Se recomienda una distancia de 6 mm. del tubo al material para lograr un calen-tamiento uniforme en material delgado.

Cuando se va a calentar por este procedimiento material de m s de 3.0 mm. de espe-sor, es aconsejable colocar resistencias en ambos lados del mismo. En la siguienteilustraci n, se ejemplifica como una dobladora con placas de asbesto al principio dela producci n proporcionar un doblez adecuado, pero conforme se avanza en la pro-ducci n la zona de calentamiento se amplifica dando por resultado un doblez conradio mayor, es por esto que una resistencia con recirculaci n de agua es mucho m conveniente para el doblez de acr lico.

Resistenciasel ctricas de

calentamientolineal



Lmina de acr lico Zona de calentamiento

Resistencia el ctrica

Placas deasbesto

Lmina de acr lico Zona de calentamiento

Resistencia el ctrica

Placas deasbesto

Criterios b sicos para la construcci n de una resistencia el ctricade calentamiento linealEl termoformado bidimensional o doblez lineal, se puede realizar con una resistenciatipo resorte o una resistencia tubular. La construcci n de estos equipos estar condicionada al espesor, tipo de doblez y volumen a producir. Generalmente, una resisten-cia de 1.2 mts. de largo es lo m s usual, aunque una de 60 cms. tambi n es acep-table, las especificaciones para esta resistencia ser n de 1 Kw. por cada 1.2 mts, ascon una regIa de tres es posible deducir el consumo ya sea para una resistencia demayor o menor longitud.

Las dobladoras de acr lico m s comunes son las construidas con placas de asbestocomo paredes laterales, stas son adecuadas siempre y cuando no se requiera unvolmen a producir alto, ya que las placas de asbesto al estar sometidas a la mismaradiaci n infraroja tender a calentarse y por lo tanto, aumentar el rea de calen-tamiento, con la consecuente desviaci n de los est ndares de producci n de unapieza. Es decir, al inicio de la producci n, se tendr n radios peque os y, conforme seavanza en la producci n, la zona de calentamiento ser ms ancha, provocando unradio mayor.

Una dobladora de resistencia el ctrica con recirculaci n de agua ser ms eficaz y seproducir n piezas con una mejor calidad de doblado. Este equipo requiere de perfilestubulares que permitir n la recirculaci n de agua, misma que mantendr fra la super-ficie y s lo permitir una zona de calentamiento uniforme. A continuaci n se enlistanlos materiales requeridos para la construcci n de estas dobladoras.

La incorporaci n de un re stato para controlar la intensidad de temperatura en la l mina de acr lico es importante, ya que proporcionar el ritmo adecuado en una produc-cin y, obviamente, una disminuci n en el costo de la energ a el ctrica.



DOBLADORA CON PLACASDE ASBESTO

DOBLADORA CONRECIRCULACI N DE AGUA

Resistencia tipo resorte, tubular o c inta denicromio.Cable del No.16 o 18 con aislante de fibra de vidrio.Terminales.Cable de uso rudo 2 X 14.Clavija.Dimmer 500, 1000, 2000 3000 watts.Placa de asbesto de 1/8", 3/16" o 1/4".

Resistencia tipo resorte, tubular o c inta denicromio.Cable del No.16 o 18 con aislante de fibra de vidrio.Terminales.Cable de uso rudo 2 X 14.Clavija.Dimmer 500, 1000, 2000 3000 watts.Perfil tubular de aluminio de 3/4" x, 3/4".Manguera, 6 mts.Abrazaderas.Tanque de almacenamiento de 10 a 20 lts. aprox.Bomba de agua para jard n.



Equipo complementario: vac o, aire a presi n yfuerzas mec nicas

El proceso de termoformado consiste en calentar y reblandecer una hoja de cualquiermaterial termopl stico y someterla a que adopte la configuraci n del molde corres-pondiente para as , obtener un producto casi terminado con una morfolog a particular.

A veces ser necesario utilizar una fuerza externa para darle forma a una hoja plana enotra forma diferente y que se le obligue a que copie todo el contorno y los detalles delmolde. El nivel de energ a o gasto de esta fuerza debe ser ajustable para que la hojade pl stico pueda ser f cilmente obligada a adoptar otra forma.

Las fuerzas de formado m s comunmente utilizadas en el proceso de termoformadoson: vac o o aire a presi n, fuerzas mec nicas y la combinaci n de estas tres. La selec-cin de una fuerza de formado en el proceso de formado, generalmente est condicionada al tama o del producto, volumen a producir y la velocidad de los ciclos de for-mado.

Adicionalmente a este criterio, tambi n deben ser considerados los factores que enseguida se mencionan, ya que cualquiera de stos puede marcar una diferencia en laselecci n de la fuerza de formado:

a) Las limitaciones intr nsecas de cada material termopl stico.b) La construcci n y material del molde.c) El equipo de termoformado disponible.

El m todo m s antiguo para formar una hoja de pl stico en una pieza utilitaria, es elformado al vac o. La descripci n original para el proceso de termoformado fue pre-cisamente el de "formado al vac o".

El principio b sico del proceso de formado al vac o es el contar con una l mina ter-mopl stica reblandecida en un molde perfectamente sellado y donde el aire atrapado

Formado alvac o

ser evacuado por la fuerza de vac o osucci n. A medida que el aire es evacua-do del molde, causa una presi n negativasobre la superficie de la hoja y por lotanto, la presi n atmosf rica natural ce-der para forzar a la hoja calentada aocupar los espacios vac os, tal como sepuede apreciar en esta ilustraci n.

LminaAcrlica



Equipos de vac oExiste una gran variedad de bombas de vac o: de pist n reciprocante, de diafragma,de paletas, de rotor exc ntrico, etc tera. Todas estas proporcionan un buen vac opero no son capaces de evacuar un volumen grande de aire a gran velocidad; por estaraz n es necesario conectar un tanque de reserva que sirva como un "acumulador devac o". Por otra parte, hay compresores que pueden desplazar un gran volumen deaire pero son limitados en cuanto a fuerza de vac o.

Un adecuado sistema de vac o requiere de una bomba capaz de desplazar de 710 a735 mm. de Hg. (28 a 29 Pulg. Hg o de 0.5 a 1 Psi absoluto) en el tanque de almace-

namiento previo al ciclo de formado.

La l nea, ducto o tuber a entre el tanque de almacenamiento y el molde deber ser loms corta posible y con un m nimo de codos. Es importante eliminar fugas de aire portuber a da ada, mangueras perforadas, copIes o niples flojos, asi como v lvulas nonecesarias. Se recomienda ut ilizar v lvulas de acci n rpida o de bola. Las bombas devac o est n disponibles en uno o dos pasos. Una bomba de vac o de dos pasos puedeevacuar presiones abajo de 10 Psi; la capacidad de desplazamiento o evacuaci n parauna bomba de un paso se reduce a la mitad. En la Tabla No.11 se muestran las capaci-dades t picas para bombas de vac o.

Tabla No. 11 Especificaciones t picas para bombas de vac o

ESPECIFICACIONES CAPACIDAD TE RICA DE VAC O

No. DEClLINDROS

122223

DIMETRO(mm)

7676

102127140140

CARRERA(mm)

70707080

102102

POTENCIA

REQUERIDA

(Kw)

0.560.741.48

2.2/3.73.75.6

DIAM. DE

SALIDA DE

LA TUBER A192532385252

DOS PASOS(M3 /MIN)

----0.2550.4530.8501.402.80

UN PASO(M3 /MIN)

0.2550.5100.9061.702.804.22

VELOCIDAD

(RPM)

800800800750900900

Tanques de vac oCon excepci n de algunos equipos de vac o, la mayor parte son suministrados con untanque de almacenamiento. Tomando en cuenta que la presi n de trabajo es de aproxi-madamente 10 Psi (alrededor de 21 Pulg. Hg /530 mm. Hg) de vac o, entonces el vo-lumen del tanque de almacenamiento deber ser 2.5 veces mayor al volumen com-prendido entre el molde, la caja de vac o y la tuber a. Doblando el volumen del tanquede almacenamiento (y con otras condiciones similares) se podr incrementar la presi en un 15% (11.5 Psi), conforme a lo establecido, el l mite te rico para el proceso deformado al vac o es de s lo 14.7 Psi.



Tanque de almacenamiento (400 lts)

Manguera flexible de 2

Vlvula de bola

Vlvula solenoide Deflector de aire

Soportes

En muchos de los casos un r pido desplazamiento de vac o es de gran importancia.Esto s lo puede ser efectuado localizando el tanque de vac o lo m s cercano al moldey reduciendo lo m s posible la fricci n en la tuber a, esto se puede lograr mediante:

a) Un mayor di metro de la tuber a.b) Contar con curvas generosas en la tuber a, evitando codos a 90 0.c) Cambios en la secci n transversal de la tuber a (cambios de di metros).

Muchos equipos que se ofrecen en el mercado transgreden estas reglas. En general,se requiere un di metro de 1 pulg. en la tuber a para desplazar 1 pie 3 de aire, parapiezas grandes un di metro de 2 3 pulg. ser adecuado. Es recomendable tambi contar con una manguera flexible de pl stico reforzada en su interior con una alma dealambre u otro material para que no permita que se colapse; esto es convenienteconectarlo entre el molde y la tuber a, como se muestra en la siguiente ilustraci n:

Aplicaci n de las fuerzas de vac oEn general, las bombas operan constantemente para mantener el vac o en el tanquede almacenamiento, existiendo una variaci n en la lectura del vacu metro con cadaciclo. El vac o que se provoca en la parte formada debe ser mantenido el tiempo sufi-ciente para que se enfr e y resista la fuerza interna del material que tender a conser-var la forma original, causando ondulaciones y pandeo.

Como regIa general, entre m s r pido se haga el vac o, la apariencia de la pieza sermejor, ocasionalmente es conveniente una velocidad de formado lenta para piezasmuy profundas o de secciones intrincadas. Cuando un molde hembra es muy profundo



y donde la configuraci n se vuelve un problema, un vac o lento puede dar al pl stico m tiempo para contraerse en la secci n transversal, de este modo se puede eliminar una con-figuraci n deficiente.

En operaciones donde la fuerza de vac o es reemplazada por aire a presi n, se debeconsiderar que es m s dif cil obtener un sellado satisfactorio del molde. La fuerza deformado f cilmente puede multiplicarse hasta 10 veces si el aire a presi n est a 100Psi. Sin embargo pocas veces los moldes pueden resistir tal presi n.

Para el formado con aire a presi n, es necesario tomar todas las precauciones posi-bles. Un molde de tama o regular requiere eventualmente una presi n de cierre dealgunas toneladas, que naturalmente una prensa com n (tipo "C") no resiste. Es con-veniente entonces utilizar una serie de "clamps" o sujetadores de acci n rpida queson muy apropiados para este uso. Un molde pobre en construcci n con la presi que se ejerce, puede actuar como una bomba y explotar. Un molde de aluminio o metalmaquinado es una buena selecci n; moldes hechos con madera o resinas no deber ser utilizados a menos que se refuercen con metal.

El equipo de formado a presi n debe ser m s fuerte que el de formado a vac oIgualmente deber contar con tanque similar para el compresor. La tuber a no requierede especificaciones estrictas ya que la caida de presi n es despreciable. Si en unatuber a la caida de presi n es de 5 Psi, la p rdida de presi n en el sistema de vac ser de 10 Psi, el 50% de la presi n, pero si el sistema de presi n es de 100 Psi,entonces ser del 5%. Es conveniente tambi n instalar una v lvula de reducci n depresi n y un man metro, as como un baffle o filtro a la entrada del molde, para que elaire fr o nunca est en contacto directo con la hoja caliente. Algunas veces ser nece-sario incorporar calentadores al sistema de aire que ayudar n en grandes soplados,que deber n permanecer calientes hasta que la parte se forme en el molde.

De ser posible, es tambi n necesario contar con filtros para eliminar el agua que tiendea condensarse en el sistema y que a la larga puede corroer el equipo, adem s de quecombinados con part culas del aire podr n tapar los orificios de ventilaci n en losmoldes. Un mantenimiento peri dico del equipo es indispensable.

Formado conaire a

presi n

El molde cuando as lo requiera debercontar con orificios para ventilaci n deaire atrapado y as evitar arrugas o for-mados deficientes.

El formado con presi n de aire se havuelto popular sobre todo en piezaspeque as. Las ventajas de este m todo

Acrlico

Acrlico

Molde

Molde

Orificios de vac o

Salida de aire

VACO

AIRE A PRESI N



son: mejoras en las tolerancias dimensionales, la velocidad de formado se puedeincrementar considerablemente, as como una mejor definici n de los detalles finos.

Formadomec nico

El proceso de termoformado no est limi-tado a las t cnicas neum ticas; sonvarias las fuerzas mec nicas que sepueden aplicar. La forma m s simple delformado mec nico es utilizado en el for-mado bidimensional, en este caso la hojacalentada es acomodada sobre la super-

ficie de un molde curvo que usualmentetiene una superficie suave y la gravedades suficiente para curvar la hoja; es nece-sario que el borde de la hoja sea sujetadopara mantenerlo en posici n hasta que la pieza enfr e. Este es el caso de la fabricaci del arco ca n donde los extremos son firmemente sujetados y no hay variaci n en elespesor.

Formado mec nico molde macho-hembraEl moldeo macho-hembra es usado entre otras cosas, para el formado de piezas com-plicadas. En esta t cnica de moldeo, una hoja calentada es formada entre dos moldesopuestos entre si pero con contornos similares (macho-hembra). Cuando los moldesse unen entre si, los contornos forzar n a la hoja a tomar id ntica forma, entre el espa-cio creado entre los dos moldes. Cualquier protuberancia en el molde macho, mec nicamente forzar al pl stico en la contraparte (molde hembra). Para una mediana o altaproducci n se utilizan equipos mec nicos para el cierre de los moldes; en otros casosel movimiento es producido por servomotores. Si ambos moldes, tienen una tempera-tura controlada, se puede lograr una reducci n en el tiempo de enfriamiento.

Hay tres criterios b sicos para tener un buen desempe o en el termoformado me-diante esta t cnica:

El primero consiste en que la fuerza aplicada, cualquiera que sea la fuente (neum ticahidrulica o mec nica) deber tener la fuerza suficiente para inducir al pl stico a defor-marse, naturalmente una superficie muy grande o un molde muy intrincado requeriruna mayor fuerza de presi n.

El segundo se refiere a una adecuada ventilaci n del aire atrapado. La presi n que seejerce entre los moldes provoca que entre stos y la hoja quede aire atrapado quedeber ser removido para una buena configuraci n de la pieza. Esto se puede lograrbarrenando uno o los dos moldes en las zonas donde se detecte la anomal a.

El tercero est en relaci n a la profundidad l mite de estiramiento, que es el resultadode las fuerzas empleadas en el proceso. Es f cilmente comprensible que un esti-



ramiento m ximo s lo tiene xito cuando el molde tiene ngulos de salida mayores alos 5 y radios de curvatura muy grandes y suavizados, los ngulos muy cercanos a90 pueden llegar a disminuir el estiramiento e inclusive rasgar el material pl stico.

Este m todo sofisticado de termoformado no debe ser empleado en la totalidad de laconfiguraci n del molde, estando limitado su uso a s lo algunas partes del molde.

El formado mec nico molde macho-hembra no depende solamente de las fuerzas quese empleen; usualmente este tipo de formado puede ser combinado con vac o, aire apresi n o las dos al mismo tiempo. Consecuentemente, el molde macho-hembra notiene que coincidir exactamente, el molde macho podr ser relativamente inferior endimensiones y substancialmente diferente en forma al molde hembra.

Cuando est n hechos de esta forma pueden actuar como "empujadores" en la hojaplstica. Este tipo de asistencia se denomina ayuda mec nica, porque presiona elmaterial reblandecido en el molde hembra. El prop sito de esta ayuda es el de pre-estirar el material para que la forma final sea lograda en combinaci n de vac o y/o pre-sin de aire.

Usando ayudas mec nicas en el proceso, se tiene la ventaja de una mejor distribuci del espesor del material, sobre cualquier otro proceso. Con la combinaci n de estastcnicas se puede obtener muchas variantes en el proceso. Dichas variantes puedenser cambios en la presi n de vac o, el tiempo de aplicaci n de vac o o presi n, lvelocidad de cierre de los moldes, o los ciclos de formado.

Usualmente las ayudas mec nicas se construyen en madera. Las maderas duras otropicales son las m s usadas en la fabricaci n de ayudas. En algunos casos es posi-ble incorporar postizos de otros materiales pl sticos como nylon, poliuretano r gidoacrilamidas, aluminio o acero que son f cilmente maquinables.

En casos en que el volumen a producir lo requiera, es posible incorporar un sistemade enfriamiento y/o calentamiento. La decisi n de calentar y/o enfriar la ayuda, sedebe tomar en cuenta desde el dise o ya que posteriormente ser muy dif cil si noimposible el tratar de acondicionar un elemento calefactor, por este motivo deber realizarse los maquinados necesarios para la incorporaci n del sistema.

Cuando la ayuda est muy fr a, la hoja seguramente se enfriar sobre sta. El enfria-miento suele ocurrir entre los puntos que comprenden la ayuda y la hoja y entre la hojay el molde. En casos muy extremos, la hoja podr encogerse sobre la ayuda duranteel formado.

Si la ayuda mec nica esta muy caliente, la hoja se deslizar sobre el borde de la ayuda,en este caso la ayuda simplemente presionar sobre la hoja. Puede ocurrir un esti-ramiento en la hoja entre el rea que comprende la ayuda y el borde del molde.

T cnicascombinadas

Dise o deayudas

mec nicas



La forma de la ayuda va a tener unainfluencia determinante en la pared oespesor de la pieza final. En la siguienteilustraci n se pueden apreciar tres tiposdiferentes de ayuda.

Ayuda tipo superficie planay cantos romos Ayuda tipo envase de lata Ayuda tipo esf rica

Ayuda tipo superficie plana y cantos romossta permite que la hoja tenga un estiramiento entre la ayuda y el borde del molde ymientras tanto se presentar un enfriamiento de la hoja en la parte en contacto con laextremidad o borde de la ayuda. Una pieza formada por este m todo tendr un fondogrueso y paredes delgadas.

Ayuda tipo envase de lataEn esta segunda alternativa, la hoja entra en contacto y se enfr a r pidamente s lo enla peque a zona perimetral de la ayuda. El estiramiento es similar al tipo de ayudaplana, pero la zona central en la ayuda permite un estiramiento adicional.

Ayuda tipo esf ricaPor otro lado, en este tipo s lo un rea peque a entra en contacto con la ayuda. Puedeocurrir que en este caso exista un estiramiento significativo mientras la ayuda avanza,por lo tanto el rea perimetral entre el borde y la ayuda disminuir .



Elecci n deltipo de

t cnica determoformado

Citerios parael dise o

de productostermoformados

Moldes de termoformado

Uno de los aspectos m s importantes que se deben tomar en cuenta para el termo-formado de piezas, es la t cnica de termoformado a emplear, ya que si por las carac-ter sticas del producto se utiliza una t cnica inadecuada, lo m s probable es que sepresenten problemas antes de obtener una pieza con las especificaciones que sedeterminaron desde un principio y en muchos de los casos se puede tener un fracasocon las consecuentes p rdidas de tiempo, dinero y recursos. Por eso, antes de pro-

ceder a fabricar un molde debemos considerar lo siguiente:

1. La forma y dimensiones de la pieza.

2. La apariencia deseada.

3. La t cnica de termoformado.

Con base en estos factores, se podr planear y anticipar posibles defectos de laspiezas. En este cap tulo se analizar n todas las variables que se presentan cuando serequiere fabricar un molde de termoformado.

Hay que mencionar que la t cnica de termoformado aunque vers til y flexible, difiereen cuanto a apariencia y caracter sticas en comparaci n a los productos fabricadospor moldeo en inyecci n. En la siguiente tabla comparativa se podr n analizar susdiferencias b sicas. En conclusi n, para el dise o de piezas termoformadas es nece-sario establecer los siguientes criterios:

1. Deber considerarse un adelgazamiento en el espesor del material, esto dependerms que nada de la forma, tama o y t cnica ut ilizada (Cap tulo 8). En t rminos gene-rales se puede considerar que el adelgazamiento en el espesor del material es direc-tamente proporcional a la altura de la pieza.

2. Deber considerarse un ngulo de salida de moldeo entre 3 y 5 .3. Deber tomarse en cuenta una contracci n en la pieza del 0.6 al 1% al enfriar.

4. Por lo general, la superficie de la pieza termoformada ser lisa, aunque es posibleobtener algunas texturas.

5. En el dise o de la pieza es conveniente incluir radios grandes; es posible obteneraristas, pero podr n causar rasgaduras en el material.



VARIABLESPROCESO

INYECCIN TERMOFORMADO

Espesor.ngulos de salida del molde.Temperatura de moldeo .Tolerancia dimensional.

Insertos.

Acabado superficial .

Producci n.

Molde.

Posibilidad de hacer nervaduras,agujeros de todo tipo, roscas, etc.

Scrap.Desperdicio de material.

Radios.

Tiempo de desarrollo de la pieza(desde el dise o, molde ypruebas).Tratamiento y acabadosposteriores.

Constante.0.5 a 1 .

200 C - 240 C.Excelente.

Es posible la inserci n deelementos en otros materiales.Se pueden lograr superficieslisas o con cualquier textura.

Alta producci n, cientos o milesde piezas diarias.

De acero con aleaciones otratados alto costo, dise o

complejo, molde macho hembra.

Si.

Muy poco.Es recuperable.

Es necesario redondear lasaristas, aproximadamente

1.5 del espesor del material.

De 3 a 6 meses.

Se puede aplicar cualquiertratamiento o acabado (pintado,

hot-stamping, metalizado,serigraf a, etc.).

Variable.3- 5 .

160 C - 180 C.Relativamente buena, no para

piezas de precisi n.Se puede preparar la superficiedel molde para admitir insertos.Slo superficies lisas y algunas

texturas no muy profundas.Media producci n algunasdecenas de piezas diarias

Variedad de materiales, costorelativamente bajo, dise o

sencillo, se puede utilizar moldehembra o macho.

No.

Depende de la forma de la pieza,aproximadamente un 25% dedesperdicio y es recuperable.

Se requieren radios comparativa-mente m s grandes, desde 1cm.

a 5 cm. depende de la forma yprofundidad.

1 mes m ximo.

Se puede aplicar cualquiertratamiento o acabado (pintado,

hot-stamping, metalizado,serigraf a, etc.) .

Tabla No.12 Diferencias B sicas entre el Proceso de Inyecci n y el de Termoformado



Los criterios que se presentan a continuaci n, son los factores clave en el xito parala producci n de piezas termoformadas. Estos son el punto medular para cualquierdesarrollo que se pretenda fabricar, pero tambi n es de vital importancia profundizaren estos conceptos, m s adelante se analizar a detalle aquellas consideraciones enel dise o de moldes. Luego entonces estos criterios b sicos y las consideraciones enel dise o de moldes ser n los par metros fundamentales para la construcci n demoldes de termoformado, no importando la complejidad que stos puedan tener. Hayque hacer menci n tambi n que en la construcci n de moldes es necesaria la evalua-cin de los siguientes conceptos:

1. Forma y dimensiones de la pieza.

2. Apariencia de la pieza.

3. Volumen estimado de fabricaci n.

Ponderando estos conceptos, posiblemente el m s importante sea el del volumenestimado de producci n, ya que de ste depender la definici n del tipo de molde,material, acabado, t cnica de termoformado, etc. A continuaci n se presentar los criterios para el dise o del molde:

Criterios parael dise o del

molde determoformado

1. Un molde macho es m s f cil de usar,cuesta menos y es el m s adecuado paraformar piezas profundas. En general unmolde hembra no deber emplearse paraformar piezas que requieran una profun-didad mayor de la mitad del ancho de lapieza. El molde hembra se usar cuandola pieza terminada requiera que la caracncava no tenga contacto con el molde.

2. Los moldes deber n contar con sufi-

cientes orificios de vac o para que lalmina revenida pueda conformarse a laspartes cr ticas del molde, los orificios devac o deber n hacerse en las partes m profundas y en las reas en donde el airepueda quedar atrapado, deben ser losuficientemente peque os para nocausar marcas (de 1/32" a 1/8" de di metro). Se puede lograr un vac o m efectivo si el orificio es agrandado por laparte interna.



3. Deber proveerse de conductos quepermitan la circulaci n de agua o aceite atrav s del molde cuando se requiera uncontrol de temperatura en el mismo.

4. Cuando las dimensiones de la pieza

formada sean cr ticas, los moldes de-ber n construirse de dimensiones mayo-res para compensar la contracci n delmaterial.La contracci n que debe esperarse de latemperatura de moldeo a la temperaturaambiente es de 1% m ximo.

5. Una peque a curvatura del molde enlas partes planas de las reas grandes,permitir obtener reas planas al enfriar elmaterial.

6. No se podr n obtener piezas con pare-des a 90 , el molde deber tener un ngu-lo de salida de por lo menos 3 .

7. Es recomendable redondear las aris-tas, ya que el formado en v rtice acumu-la esfuerzos internos. La resistencia de lapieza ser mayor dise ando orillas,esquinas y cantos redondeados.

3 0



8. Las partes delgadas o m s d biles,pueden reforzarse con costillas de refuer-zo. Las costillas reforzar n tambi n reasplanas de gran tama o.

9. Si es necesario moldear incrustando uninserto permanente, debe considerarse,la diferencia del coeficiente de expansi nde los diferentes materiales, de lo con-trario podr fallar a causa de un insertoforzado, por la diferencia de expansionesy contracciones de los materiales en con-tacto.

10. La superficie de los moldes puede serforrada con franela de algod n, fieltro,terciopelo, gamuza u otros materialespara disminuir las marcas del molde. Loms usual es utilizar franela de algod n.

Consideraciones

en el dise o demoldes determoformado

Una de las grandes ventajas del proceso de termoformado es la diversidad y tipo de

moldes que se pueden fabricar a un costo muy bajo y en tiempos relativamente cor-tos, teniendo una gran aceptaci n en varias aplicaciones sobre otros procesos.

Generalmente y a diferencia de los moldes para inyecci n, s lo la mitad del molde senecesita y depende de la forma del producto, la apariencia deseada y la t cnica selec-cionada (puede ser molde macho o hembra).

La elecci n de cual es la indicada se vuelve m s importante cuando la parte a termo-formar es m s profunda. Cuando son piezas poco profundas, perfiles peque os ocuando el adelgazamiento en el espesor del material es despreciable, entonces laelecci n depender de la apariencia de la pieza. Si el detalle del molde es importante,entonces el lado de la hoja de pl stico que toca la superficie del molde, deber ser lavista de la pieza.

AIgunas veces un radio mayor o apariencia suave es deseable o si la hoja de materialpresenta una superficie agradable, entonces en estos casos la cara que no toca lasuperficie del molde ser la vista de la pieza, adem s de que se puede obtener uncontrol dimensional m s cerrado con la superficie del molde.

Adelgazamiento en el espesor del materia lBajo todas las condiciones de termoformado donde las piezas son formadas por unahoja o l mina de pl stico, el rea de la superficie se volver ms larga, habr un esti-ramiento y por lo tanto el espesor del material se volver ms delgado.



Uno de los factores decisivos para este adelgazamiento es el radio, definido general-mente como el radio m ximo de profundidad o altura con el m nimo espacio a trav de la abertura. Para estimar este adelgazamiento, uno deber determinar el rea de lahoja disponible para el termoformado y dividirla entre el rea de la pieza final, incluyen-do el desperdicio. Siempre es deseable que los moldes y las piezas termoformadastengan radios de curvatura generosos. Te ricamente existe una f rmula para determi-nar el porcentaje de adelgazamiento del material, considerando que el material es uni-formemente revenido y estirado.

A=3B=4C=2D=1E=1

A=3B=4C=2D=1E=1

En la pr ctica, con un micr metro o calibrador se puede determinar el espesor direc-tamente en la pieza termoformada, cortando peque os pedazos en las distintas sec-ciones; otros m todos son usar hojas transl cidas y correlacionando la intensidad del

color contra el adelgazamiento de la hoja. Tambi n se puede determinar el espesor,cuadriculando con un marcador de aceite la hoja antes de termoformarla y observar elestiramiento del material.

% de adelgazamiento= = =espesor final de material

espesor original del material

rea disponible de la hojarea total de la pieza formada

A X BA X B X E (2C + 2D)

Una consideraci n que debe tomarse encuenta es la posibilidad de que se for-men arrugas en alguna zona cr tica o enla parte inferior de un molde macho ohembra. Si la hoja revenida no es capazde contraerse de la dimensi n A a la E, elexceso de material formar arrugas.



En el caso de un molde hembra ocurrelo contrario, la hoja se alargar hasta loscuatro v rtices de la superficie delmolde, resultando extremadamente del-gada. Este efecto puede observarse enla mayor a de las tinas termoformadas.

A continuaci n se muestran algunas t cnicas para prevenir arrugas.

Cuando se utiliza una temperatura baja de moldeo, la hoja conservar una mayortenacidad y elasticidad. Para piezas grandes, se recomienda incrementar el tiempo otemperatura de moldeo con zonas dif ciles de termoformar y as se minimiza este tipode defecto. En el caso de una l mina de moldeo profundo, por tener una estructuraparcialmente entrecruzada (cross-linking) tiende a minimizar el defecto de las arrugas.Cuando se tienen moldes m ltiples se debe de prever el espacio suficiente para pre-venir las arrugas, una distancia de 1.75 veces la altura de la pieza , ser adecuada.

Encogimiento y tolerancias dimensionalesEl encogimiento y tolerancias dimensionales en el termoformado son diferentes parapiezas formadas en molde macho y aquellas formados en molde hembra. En un moldemacho el encogimiento puede disminuir si la pieza se enfr a el mayor tiempo en elmolde. Si el enfriamiento se produce hasta la temperatura ambiente en el molde, elencogimiento ser m nimo. Esto tendr por resultado que la dimensi n interna de lapieza ser muy cercana a la dimensi n del molde, pero con un ciclo de operaci n bas-tante improductivo.



El hecho es, sin embargo, que en los moldes machos la pieza deber desmoldarsetodav a cuando est caliente, de lo contrario ser difcil el desmoldeo. A esto precisa-mente se refiere el encogimiento t rmico, que es la diferencia proporcional entre latemperatura ambiente y la temperatura al momento de desmoldar. De esta manera,par

Manual de do Acrilico

Documents

Transcript of Manual de do Acrilico