Transformación de materiales plásticos - … · Los plásticos son: 1. Materiales orgánicos 2....
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1
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.051
Transformación de materiales plásticos
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.052
Materia prima
PETROLEO
96 %Transporte,Calefacción,
etc.
Etileno PolietilenoPE
MonómeroCloruro de
Vinilo(VCM)
Propileno
Cloruro dePolivinilo
PVC
PolipropilenoPP
Otros plásticos
4 %
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.053
Moléculas y macromoléculas
HidrógenoHidrógeno CarbonoCarbono
Etileno (C2H4)Polietileno
PVC – Poli (cloruro de vinilo)
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.054
El concepto de “plásticos”
Los plásticos son:
1. Materiales orgánicos
2. Constituidos por macromoléculas
3. Producidos por transformación de sustancias naturales, o por síntesis directa, a partir de productos extraídos del petróleo, del gas natural, del carbón o de otras materias minerales.
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.055
Producción mundial de materias plásticas en el año 2000
PolipropilenoPoliestireno + PS expansible Plásticos
técnicos
PVC
Otros(incl. PET)
Polietileno( alrededor de 50 millones de T )
Poliuretanos 34%19%
4%9%
17%5%
12%
150 Millones de T
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.056
Los Plásticos en España
PRODUCCION
- 90 empresas- 9.980 empleados- 3.664 MM €
-
TRANSFORMACION
- 4.110 empresas- 85.020 empleados- 10.136 MM €
SECTOR DE PLASTICOS
• 4.200 empresas• 95.000 empleados• 13.800 MM € de valor (2,1% del PIB)
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.057
Evolución de los Plásticos en España
Producción
Importación
Exportación
Consumo
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
55 60 65 70 75 80 85 90 95 99 00 01
Año
kTConsumo por habitante
kg/hab 0
50
100
150
55 60 65 70 75 80 85 90 95 99 00 01
AñoK
g/ha
bita
nte
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.058
Productos plásticos para todas aplicaciones
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.059
Aplicaciones
Automovil8%
Textil 4%
Agricultura5%
Mobiliario9%
Electrodomes-ticos3%
Electrico2%
Colas/ adhesivos
4%
Medicina3%
Otros13%
Construcción14%
Envase35%
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0510
Plásticos en la Construcción
Tuberías 59 % Persianas 11%
Otros 9 %
Espumas 7%
Ventanas 4%
Cristales 3%
Suelos 1%
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0511
Los 5 principales
Bolsas 29%Film 31%Agricultura 13%Tuberías 7%Envases 2%Otros 18%
PEbd Bolsas 24%Tuberías 10%Envases 42%Otros 24%
PEad
PP
Fibras y rafia 18%Automóvil 26%Tuberías y Film 16%Menaje 8%Mobiliario 7%Tapones 6%Otros 15%
PS
Envases y embalajes 20%Productos consumo 42%Construcción 10%Eléctrico 10%Mobiliario 2%Otros 16%
PVCTuberías 55%Film 16%Cables 7%Perfiles 11% Otros 11%
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0512
Masa fundidaMolde refrigerado
Pieza sólida
Moldeo por inyección: técnica por la cual un polímero se funde, por calor, y en estado líquido o viscoso se inyecta a alta presión en un molde cerrado hasta llenarlo, donde se enfría y solidifica.A continuación se abre el molde y se extrae la pieza.
El polímero, líquido o viscoso, fluye a través de conductos de geometría más o menos compleja llenando un molde cuyas paredes están mucho más frías.
TransformaciónINYECCIÓN
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0513
TransformaciónINYECCIÓN
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0514
Unidad de Inyección
Molde
Unidad de Cierre
TransformaciónINYECCIÓN
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0515
TransformaciónEXTRUSIÓN
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0516
TransformaciónEXTRUSIÓN
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0517
TransformaciónEXTRUSIÓN
En un cilindro sometido a calor, un tornillo sin fin impulsa la masa a moldear hacía adelante, la compacta, la reblandece y la homogeneiza. Al final del recorrido, el cabezal confiere a la masa plastificada la forma deseada, por ejemplo, de perfil, de tubería, de plancha, de hoja, etc.
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0518
TransformaciónEXTRUSIÓN
Línea de extrusión para tubos de PVC
Elementos para tubos corrugados de PP
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0519
TransformaciónEXTRUSIÓN
Esquema de una Extrusora
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0520
TransformaciónEXTRUSIÓN
Control gravimétrico
Control espesores
Extrusora 120
Cabezal
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0521
TransformaciónEXTRUSIÓN
Línea de extrusión tubos de PE hasta DN 1600 mm
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0522
TransformaciónEXTRUSIÓN
Sistema de corteCarro de arrastreMarcado
Control diámetro Fabricación en barras … y ya está
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0523
El marcadoTRAZABILIDAD
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0524
TransformaciónEXTRUSIÓN - SOPLADO
Este proceso se utiliza para la fabricación de cuerpos huecos entermoplásticos. Una extrusora sitúa un parisón (macarrón) tubular y plastificado entre las dos mitades abiertas de un molde. El molde se cierra, soldando por pinzamiento uno de sus extremos y se insufla aire a presión por el otro, lo que le obliga a adaptarse a las paredes refrigeradas del molde, adoptando su figura y convirtiéndose en un cuerpo hueco.
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0525
TransformaciónEXTRUSIÓN – SOPLADO DE FILM
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0526
TransformaciónCALANDRADO
El PVC es calentado y laminado entre dos o varios cilindros has formar una lámina continua. Al salir de la calandra, la lámina puede recibir un acabado complementario por estampado, gofrado, flocaje, impresión o metalizado.
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0527
TransformaciónMOLDEO ROTACIONAL
Para cuerpos huecos de dimensiones medias o grandes, de espesor uniforme.
El termoplástico es introducido en el molde bajo la forma de polvo muy fino.
Se cierra el molde, se calienta y se somete a un movimiento de rotación respecto a 3 ejes perpendiculares entre sí.
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0528
Sistemas de unión SOLDADURA A TOPE (PE)
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0529
Sistemas de unión ELECTROFUSIÓN (PE)
40 Voltios
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0530
(De – e)σ = p −−−−−−−−2 . e
σ. 2 . e = p . Dm Dm = De – e
σ σ
De
p
Dm
e
De . pe2 σ + p
=
Diseño de tubos para presión
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0531
Diseño de tubos para presión
p
C
e
El espesor del tubo es esencial
D . pe = -------
2 σ + p
σ = Tensión de diseño del tubo
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0532
Diseño de tubos sin presión
P
PP
P
p ~ 0
Altura de construcción “H”
Aquí la altura de construcción “H” es importante,aumenta el Momento de Inercia I y por tanto la rigidez anular SN
E . ISN = ------ (kN/m2)
Dm3
E = Módulo de elasticidad del material del tubo
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0533
Ventajas de los plásticosBajo peso
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0534
Ventajas de los plásticosFlexibles
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0535
Ventajas de los plásticosSin incrustaciones, oxidación o corrosión
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0536
Debido a su inercia química, los productos plásticos, resisten a la mayoría de agentes químicos. Ver UNE 53389 : 2002
Ventajas de los plásticosResistencia química
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0537
Ventajas de los plásticosIdentificación por color
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0538
Ventajas de los plásticosLarga vida útil
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0539
Ventajas de los plásticosReciclables
Los transformadores de plásticos utilizan sus propios materiales de puesta en marcha y de rechazos.
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0540
Ventajas de los plásticosAptos para agua potable
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0541
Ventajas de los plásticosBajo costo de mantenimiento
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0542
Una nueva válvula cardiaca, un nuevo filtro para agua.
Dos vidas salvadas por los plásticos.
Los plásticos aportan calidad de vida y, además, salvan vidas...
Necesidad de los plásticos
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3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0543
El futuro ya llegó
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.0544
¡¡¡ Gracias por vuestra atención !!!
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