Hispanopedia Wiki
El moldeo por soplado (o moldeo ) es un proceso de fabricación para dar forma a piezas huecas de plástico . También se utiliza para dar forma a botellas de vidrio u otras piezas huecas.
En general, existen tres tipos principales de moldeo por soplado: moldeo por extrusión-soplado, moldeo por inyección-soplado y moldeo por inyección-estirado-soplado.
El proceso de moldeo por soplado comienza ablandando el plástico mediante el calentamiento de una preforma o parison . La parison es una pieza de plástico con forma de tubo que tiene un orificio en un extremo por donde entra el aire comprimido.
La pieza de plástico se sujeta en un molde y se le inyecta aire. La presión del aire infla el plástico, que se adapta a la forma del molde. Una vez que el plástico se ha enfriado y endurecido, el molde se abre y la pieza se expulsa. Unos canales de agua dentro del molde facilitan la refrigeración.
Historia
El principio del proceso se basa en la técnica del soplado de vidrio . Enoch Ferngren y William Kopitke fabricaron una máquina de moldeo por soplado y la vendieron a Hartford Empire Company en 1938. Este fue el inicio del proceso comercial de moldeo por soplado. Durante la década de 1940, la variedad y la cantidad de productos aún eran muy limitadas, por lo que el moldeo por soplado no se popularizó hasta más tarde. Una vez que la variedad y los índices de producción aumentaron, la cantidad de productos fabricados no tardó en incrementarse.
Los mecanismos técnicos necesarios para producir piezas huecas mediante la técnica de soplado se establecieron muy pronto. Debido a la fragilidad del vidrio, tras la introducción del plástico, este se utilizó para sustituirlo en algunos casos. La primera producción en masa de botellas de plástico se realizó en Estados Unidos en 1939. Alemania comenzó a utilizar esta tecnología un poco más tarde, pero actualmente es uno de los principales fabricantes de máquinas de moldeo por soplado.
En la industria de refrescos de Estados Unidos , el número de envases de plástico pasó de cero en 1977 a diez mil millones de unidades en 1999. Hoy en día, se fabrican aún más productos y se espera que esta cifra siga aumentando.
Para metales amorfos , también conocidos como vidrios metálicos masivos, se ha demostrado recientemente el moldeo por soplado bajo presiones y temperaturas comparables a las del moldeo por soplado de plástico. [ 1 ]
Tipologías
Moldeo por extrusión y soplado
En el moldeo por extrusión-soplado, el plástico se funde y se extruye en forma de tubo hueco. La pieza resultante es un tubo de plástico con un orificio en un extremo para permitir la entrada de aire o gas comprimido, conocido como preforma. La preforma se introduce en un molde metálico enfriado. Se sopla aire en la preforma, inflándola hasta darle la forma de la botella , el recipiente o la pieza hueca. Una vez que el plástico se ha enfriado, se abre el molde y se expulsa la pieza. [ 2 ]
"El moldeo por extrusión-soplado directo es una forma de impulsar el material hacia adelante similar al moldeo por inyección, donde un tornillo de Arquímedes gira, alimentando el material plástico a través de un tubo calentado. Una vez que el plástico se funde, el tornillo deja de girar y se mueve linealmente para expulsar el material fundido. Con el método del acumulador, un acumulador recoge el plástico fundido y, después de que el molde anterior se ha enfriado y se ha acumulado suficiente plástico, una varilla empuja el plástico fundido y forma la preforma. En este caso, el tornillo puede girar de forma continua o intermitente. [ 3 ] Con la extrusión continua, el peso de la preforma provoca que se arrastre a sí misma, lo que dificulta la calibración del espesor de la pared de la preforma. Los métodos del cabezal acumulador o del tornillo alternativo utilizan sistemas hidráulicos para expulsar la preforma rápidamente, reduciendo el efecto del peso y permitiendo un control preciso sobre el espesor de la pared mediante el ajuste de la abertura de la matriz con un dispositivo de programación de preformas.
Los equipos de extrusión continua incluyen sistemas de moldeo por soplado con rueda giratoria y maquinaria de lanzadera , mientras que la maquinaria de extrusión intermitente incluye maquinaria de tornillo alternativo y maquinaria de cabezal acumulador .
Recorte giratorio
Los envases, como los frascos, suelen tener un exceso de material debido al proceso de moldeo. Este exceso se elimina haciendo girar una cuchilla alrededor del envase, lo que separa el material. El plástico sobrante se recicla para crear nuevos moldes. Las recortadoras giratorias se utilizan en diversos materiales, como PVC, HDPE y PE+LDPE. Los diferentes tipos de materiales tienen características físicas propias que afectan al recorte. Por ejemplo, los moldes fabricados con materiales amorfos son mucho más difíciles de recortar que los fabricados con materiales cristalinos. A menudo se utilizan cuchillas recubiertas de nitruro de titanio en lugar de acero estándar para aumentar la vida útil hasta 30 veces.
Moldeo por inyección-soplado
El proceso de moldeo por inyección-soplado (IBM) se utiliza para la producción en grandes cantidades de objetos huecos de vidrio y plástico . En este proceso, el polímero se inyecta sobre un núcleo; a continuación, este núcleo se gira hasta una estación de moldeo por soplado para su inflado y enfriamiento. Este es el menos utilizado de los tres procesos de moldeo por soplado y se emplea habitualmente para fabricar botellas pequeñas para uso médico y monodosis. El proceso se divide en tres etapas: inyección, soplado y eyección.
La máquina de moldeo por inyección-soplado se basa en un conjunto de extrusora y husillo que funde el polímero . El polímero fundido se introduce en un canal caliente donde se inyecta a través de boquillas en una cavidad calentada y un núcleo. El molde de la cavidad da forma a la parte externa y se sujeta alrededor de una varilla que da forma a la parte interna de la preforma. La preforma consiste en un cuello de botella/frasco completamente formado con un tubo grueso de polímero unido, que formará el cuerpo, similar en apariencia a un tubo de ensayo con cuello roscado.
El molde de preforma se abre y la varilla central gira y se sujeta dentro del molde de soplado hueco y refrigerado. El extremo de la varilla central se abre y permite la entrada de aire comprimido a la preforma, que se infla hasta adquirir la forma del producto final.
Tras un periodo de enfriamiento, el molde de soplado se abre y la varilla central gira hasta la posición de expulsión. El artículo terminado se retira de la varilla central y, opcionalmente, se puede someter a una prueba de estanqueidad antes del embalaje. El molde de soplado y preforma puede tener varias cavidades, normalmente de tres a dieciséis, según el tamaño del artículo y la producción requerida. Dispone de tres juegos de varillas centrales que permiten la inyección, el moldeo por soplado y la expulsión simultáneos de la preforma.
Moldeo por soplado y estirado por inyección
El moldeo por inyección-estirado-soplado tiene dos métodos principales: el proceso de una etapa y el de dos etapas. El proceso de una etapa se subdivide a su vez en máquinas de 3 y 4 estaciones.
Etapa única
En el proceso de una sola etapa, tanto la fabricación de la preforma como el soplado de la botella se realizan en la misma máquina. El método anterior de 4 estaciones (inyección, recalentamiento, soplado y eyección) es más costoso que la máquina de 3 estaciones, que elimina la etapa de recalentamiento y utiliza el calor latente de la preforma, ahorrando así en costos de energía y reduciendo el utillaje en un 25 %. El proceso explicado: Imaginemos que las moléculas son pequeñas esferas redondas. Cuando se juntan, tienen grandes espacios de aire y poco contacto superficial. Al estirar primero las moléculas verticalmente y luego soplar para estirarlas horizontalmente, el estiramiento biaxial hace que las moléculas adquieran forma de cruz. Estas "cruces" encajan entre sí, dejando poco espacio a medida que aumenta la superficie de contacto, lo que hace que el material sea menos poroso y aumenta la resistencia de la barrera contra la permeación. Este proceso también aumenta la resistencia, haciéndola ideal para el llenado con bebidas carbonatadas.
De dos etapas
En el proceso de moldeo por soplado y estirado por inyección de dos etapas, el plástico se moldea primero en una preforma mediante inyección. Estas preformas se fabrican con los cuellos de las botellas, incluyendo las roscas (el acabado) en un extremo. Posteriormente, tras enfriarse, se introducen en una máquina de moldeo por soplado y estirado con recalentamiento. En este proceso, las preformas se calientan (normalmente con calentadores infrarrojos) por encima de su temperatura de transición vítrea y, a continuación, se soplan con aire a alta presión para formar las botellas mediante moldes metálicos. La preforma siempre se estira con una varilla central como parte del proceso.
Véase también
Referencias
- ↑ Jan Schroers; Thomas M. Hodges; Golden Kumar; Hari Raman; Anthony J. Barnes; Quoc Pham; Theodore A. Waniuk (febrero de 2011). "Moldeo por soplado termoplástico de metales" . Materials Today . 14 ( 1–2 ): 14–19 . doi : 10.1016/S1369-7021(11)70018-9 .
- ↑ John Vogler (1984). Reciclaje de plásticos a pequeña escala . Publicación de tecnología intermedia. pág. 6.
- ↑ Tecnología de moldeo por extrusión-soplado, Hanser Gardner Publications, ISBN 1-56990-334-4
Bibliografía
- Lee, Norman (1990), Manual de moldeo por soplado de plástico , Van Nostrand Reinhold, ISBN 978-0-442-20752-6.
- Lee, Norman (2006), Guía práctica para el moldeo por soplado , Smithers Rapra Technology, ISBN 978-1-85957-513-0.
- Lee, Norman (2008), Guía de diseño para moldeo por soplado (2.ª ed.), Hanser-Gardner Publications, ISBN 978-1-56990-426-8.
- Moldeo por extrusión y soplado, Publicaciones Hanser-Gardner, ISBN 1-56990-334-4
- Ottmar Brandau, Moldeo por soplado y estiramiento, PETplanet Publisher GmbH, ISBN 3-9807497-2-X
- Yam, KL, "Enciclopedia de tecnología de embalaje", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6
- Embalaje
- Procesos de moldeo
- procesos industriales