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Procesos de Transformación

Existen alrededor de 15 procesos para transformar plásticos en productos finales, siendo los primeros 6 los más usados en el mundo:

 

  • Inyección
  • Inyección soplo / bi-orientado
  • Extrusión
  • Extrusión soplo
  • Termoformado
  • Rotomoldeo
  • Calandreo
  • Inmersión
  • Recubrimiento por cuchillas
  • Lecho fluidizado
  • Transferencia
  • Pultrasión
  • Compresión
  • Asperción
  • Vaciado

INYECCIÓN

El moldeo por inyección conocido comúnmente como “inyección” es el proceso más conocido y más utilizado en la industria del plástico. Una gran variedad de productos son fabricados por medio de inyección, los cuales varían en tamaño, complejidad y aplicación.

En el año 2010 se estima que el mercado mundial llegó a estar cerca de los 79,079.5 kilo toneladas con un valor estimado de 168 mil millones de dólares y se estima que puede alcanzar 116,171.4 kilo toneladas para el 2018 con un crecimiento anual del 4.9%.

 

Inyección por moldeo es un proceso de manufactura para la fabricación de piezas plásticas a partir de termoplásticos y termofijos, en donde el plástico se funde mediante calor y fricción y es forzado hacia el interior de un molde mediante presión.

 

Este proceso requiere de una maquina de inyección, materia prima (pellets de plástico) y un molde.

 

Las principales partes de una máquina de inyección son:
  • Tolva: La tolva almacena los pellets de plástico y los alimenta al barril mediante gravedad.
  • Barril: El barril soporta al husillo y es calentado mediante resistencias eléctricas que se encuentran en el exterior a lo largo de todo el husillo
  • Husillo: Se utiliza para comprimir, fundir y transportar el plástico. Y es responsable por más de la mitad del calor requerido para fundir el plástico el cual se obtiene mediante fricción. Cuenta con tres zonas, zona de alimentación, zona de dosificación y zona de compresión.
    En la zona de alimentación, los pellets entran en contacto con el husillo.
    Después pasan a la zona de compresión en donde los pellets se compactan y crean fricción entre ellos mismos. Esta fricción ocasiona que los pellets se empiecen a fundir y en la zona de dosificación se termina de fundir todo el plástico.
  • Molde: Le da la forma final al plástico y consiste de dos placas con una cavidad. El plástico entra por el canal y llena toda la cavidad. Los pellets de plástico se colocan en la tolva en donde caen dentro del barril, que es calentado por medio de resistencias y en donde se encuentra el husillo. El ciclo de inyección inicia cuando el husillo gira y carga material.
    A medida que los pellets de plástico se mueven hacia adelante por medio del giro del husillo, estos se van fundiendo conforme pasan por las diferentes zonas hasta ser inyectados por medio de presión dentro del molde. Una vez que toda la cavidad está completamente llena, el molde se mantiene cerrado un determinado tiempo que puede ir desde unos cuantos milisegundos hasta varios segundos dependiendo de la pieza deseada para permitir el enfriamiento del plástico.
    Una vez pasado este tiempo el molde se abre y expulsa a la pieza, mientras tanto el husillo carga más material para la siguiente inyección, ya que la pieza fue expulsada se cierra el molde e inicia otro ciclo

 

INYECCIÓN DE SOPLO


El proceso de inyección soplo se utiliza para la fabricación principalmente de botellas, frascos y otro tipo de contenedores. Es una mezcla entre el proceso de inyección y el proceso de extrusión soplo. Se divide en dos fases las cuales pueden ser continuas o en etapas.

A diferencia del proceso de extrusión soplo en donde el material fundido pasa directamente molde que le dará la forma deseada y es un proceso de un solo paso, en inyección soplo, se inyecta una pieza plástica universal en forma de tubo de ensayo llamada “preforma” y posteriormente pasa al molde que le dará la forma deseada.

Antes de que la preforma pueda ser expandida tiene que ser acondicionada, ya sea calentando o enfriando la pieza para que esté a la temperatura adecuada. Si la preforma fue inyectada en una inyectora convencional y después almacenada o dejada enfriar, se requiere recalentarla para ablandar la pieza y permitir la expansión de esta misma y si fue inyectada en la misma máquina, es necesario disminuir la temperatura para tener una mejor estabilidad térmica.

Ya que está a la temperatura adecuada, pasa a la fase de soplado en donde la preforma puede ser expandida de forma simple o bi-orientada. Si se sopla de forma simple, aire es introducido por el cuello de la preforma la cual se expande tomando la forma del molde. La pieza es expulsada del molde y se vuelve a iniciar el ciclo.

Si se sopla de manera bi-orientada, un tubo o varilla expande la preforma hacia abajo en dirección vertical mientras aire sopla a todo lo largo del tubo para lograr la expansión horizontal logrando así que la pieza esté bi-orientada.

 

EXTRUSIÓN


El proceso de extrusión es un proceso de manufactura de alto volumen en el cual el material plástico es fundido bajo el mismo principio que el proceso de inyección. Con este proceso se pueden fabricar compuestos, masterbatch, tuberías, burletes, marcos de ventanas, película y lámina plástica.

El principio por el cual se funden los pellets de plástico es el mismo que en el proceso de inyección, pero a diferencia de este proceso que se basa en ciclos, el proceso de extrusión es un proceso continuo en donde el husillo se mantiene fijo y solo gira sobre su propio eje. Una vez fundido el plástico, en lugar de entrar a un molde con una cavidad, pasa por un molde llamado dado. El dado define que tipo de producto terminado será, si será tubería, burletes, película, lámina, etc y le da la forma deseada a dicho producto. Dentro del proceso de extrusión, hay diferentes tipos de extrusiones para diferentes productos. Y dependiendo del producto que se requiere es el proceso que se utilizará. Los procesos son:

  • Extrusión de tubería
  • Extrusión de perfiles
  • Extrusión de compuestos y masterbatch (pellets de plástico)
  • Extrusión de película tubular (película de plástico)
  • Extrusión soplo (principalmente envases y contenedores

Para los procesos de tubería, perfiles, compuestos y masterbatch, el proceso es similar. Después de que el plástico sale del dado, pasa por un baño de agua en donde el material se enfría. Los plásticos son buenos aislantes térmicos y por lo tanto es difícil enfriarlos rápidamente. Los rodillos sirven para jalar y mantener el plástico que sale del extrusor en movimiento pero también para darle el espesor deseado al producto final. Por último pasa por un cortador en donde el producto se corta dependiendo de la longitud que se desee.

 

EXTRUSIÓN DE TUBERÍA

En la fabricación de tubería, el proceso es el mismo que el proceso general de extrusión hasta el dado. En el dado de este proceso se coloca un perno en su interior para darle el espacio que se requiere para generar el tubo. Después de pasar por el dado, el plástico pasa por un baño de agua presurizado en donde el material se enfría y se le da el espesor deseado a las paredes.

 

EXTRUSIÓN DE SOPLO

El proceso de extrusión soplo, también conocido como soplado, es utilizado para la fabricación de productos huecos de plástico principalmente botellas de diferentes tamaños. Al igual que extrusión de tubería, extrusión soplo se basa en el mismo proceso general de extrusión hasta el dado. En este caso, el dado dirige el flujo del plástico fundido hacia abajo de forma vertical en donde un perno genera el tubo llamado párison.

Una vez que la parte inicial del párison llega al límite inferior del molde, este se cierra y se inyecta aire a presión.

La gran mayoría de estos equipos hacen este proceso por etapas. En donde en la segunda etapa, el molde se mueve a otra estación en donde se inyecta el aire. Esto permite que se tengan más moldes trabajando para uno o diferentes modelos de productos.

 

En otras máquinas el aire se inyecta en la misma estación donde se encuentra el extrusor.

Ya que el párison tomó la forma de molde, este se abre para expulsar la pieza y volver a empezar el ciclo.
 

EXTRUSIÓN DE PELÍCULA TABULAR

El proceso de extrusión de película tubular es el proceso primario para la fabricación de película plástica. Este proceso es el mismo que un proceso de extrusión ordinario. La película se obtiene pasando el material plastificado resultado del proceso de extrusión por un dado con salida de forma anular. Aire se inyecta a través de un agujero que se encuentra en el centro del dado. La presión ocasiona que el plástico se expanda generando una burbuja.
 

El aire que entra dentro de la burbuja remplaza el que sale de modo que la misma y constante presión se mantiene en el interior de la burbuja y garantiza un espesor uniforme de la película. La burbuja se eleva y pasa por unos rodillos aplanadores para unir la película. Posteriormente recibe un estiramiento y enfriamiento por medio de rodillos y finalmente se embobina para poder pasar a procesos de acabado como impresión, sello y corte.

 

TERMOFORMADO

Termoformado es el proceso preferido para la fabricación de vasos desechables, envases, ampollas, estuches, y otros productos para la industria alimenticia, medicina y en general para la industria al por menor, aunque también es usado para fabricar piezas grandes como domos, piezas automotrices y lanchas.

 

El proceso de termoformado se puede realizar con tres diferentes métodos:
  • Por vacío
  • Por fuerza mecánica
  • Por presión

 

El proceso inicia con una lámina de plástico previamente extruida. Esta lámina tiene un cierto espesor y una forma determinada de acuerdo al molde que se utiliza, se precalienta para permitir que el plástico sea lo suficientemente maleable para tomar la forma del molde.

En el termoformado por vacío, el cual fue el primer método desarrollado, se utiliza presión negativa para jalar la lámina plástica hacia la cavidad del molde para que esta tome la forma deseada.

En el termoformado por presión, una presión positiva se ejerce sobre la lámina plástica para que esta tome la forma del molde.
 
En el termoformado por fuerza mecánica, se usan moldes con una cavidad positiva y una cavidad negativa. Los moldes positivo y negativo se unen ejerciendo una fuerza mecánica sobre la lámina, forzándola a tomar la forma del molde.