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Moldeo rotacional

Una máquina de moldeo rotacional o fundición centrífuga accionada por tres motores (tripotencia). El moldeo rotacional ( BrE : molding ) consiste en un molde calentado que se ll...

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Una máquina de moldeo rotacional o fundición centrífuga accionada por tres motores (tripotencia).

El moldeo rotacional ( BrE : molding ) consiste en un molde calentado que se llena con una carga o peso de inyección del material. A continuación, se hace girar lentamente (normalmente alrededor de dos ejes perpendiculares), lo que provoca que el material ablandado se disperse y se adhiera a las paredes del molde, formando una pieza hueca. Para lograr un espesor uniforme en toda la pieza, el molde gira continuamente durante la fase de calentamiento y continúa girando durante la fase de enfriamiento para evitar el hundimiento o la deformación. Este proceso se aplicó a los plásticos en la década de 1950, pero en sus inicios se utilizó poco debido a su lentitud y a que estaba restringido a un número limitado de plásticos. Con el tiempo, las mejoras en el control del proceso y los avances en los polvos plásticos han propiciado un mayor uso.

En comparación, el rotocasting (también conocido como moldeo rotacional) utiliza resinas autocurables o curables por UV (a diferencia de los termoplásticos) en un molde sin calentar, pero comparte con el moldeo rotacional la baja velocidad de rotación. Este tipo de rotocasting no debe confundirse con el moldeo centrífugo .

Historia

En 1855, una patente registrada por R. Peters en Gran Bretaña documentó el primer uso de un mecanismo giratorio que producía "dos movimientos centrífugos perpendiculares entre sí" mediante engranajes cónicos y calor. Este proceso de moldeo rotacional se utilizó para crear proyectiles de artillería y otros recipientes huecos, cuyo objetivo principal era lograr uniformidad en el espesor y la densidad de la pared. En una patente estadounidense de 1905, F.A. Voelke describió un método que incluía un polímero para la producción de artículos utilizando cera de parafina. El desarrollo condujo al proceso de G.S. Baker y G.W. Perks para producir huevos de Pascua de chocolate huecos en 1910. El moldeo rotacional se desarrolló aún más cuando R.J. Powell mencionó la relación comúnmente utilizada de 4:1 entre los ejes mayor y menor de rotación a bajas velocidades. Su patente cubrió este proceso para moldear objetos huecos de yeso en la década de 1920. Estos primeros métodos que utilizaban diferentes materiales guiaron los avances en la forma en que el moldeo rotacional se utiliza hoy en día con plásticos. [ 1 ] [ 2 ]

Los plásticos se introdujeron en el proceso de moldeo rotacional a principios de la década de 1950. Una de las primeras aplicaciones fue la fabricación de cabezas de muñecas. La maquinaria consistía en una máquina de horno de caja E Blue, inspirada en un eje trasero de General Motors, alimentada por un motor eléctrico externo y calentada por quemadores de gas montados en el suelo. El molde era de níquel-cobre electroformado y el plástico era un plastisol de cloruro de polivinilo (PVC) líquido . El método de enfriamiento consistía en colocar el molde en agua fría. Este proceso de moldeo rotacional dio lugar a la creación de otros juguetes de plástico. A medida que aumentaba la demanda y la popularidad de este proceso, se utilizó para crear otros productos como conos de tráfico, boyas marinas y reposabrazos de coche. Esta popularidad llevó al desarrollo de maquinaria de mayor tamaño. También se creó un nuevo sistema de calentamiento, pasando de los chorros de gas directos originales al actual sistema indirecto de aire a alta velocidad. En Europa, durante la década de 1960, se desarrolló el proceso Engel. Esto permitió fabricar grandes contenedores huecos de polietileno de baja densidad . El método de enfriamiento consistía en apagar los quemadores y dejar que el plástico se endureciera mientras seguía balanceándose en el molde. [ 3 ]

En 1976, se fundó en Chicago la Asociación de Moldeadores Rotacionales (ARM, por sus siglas en inglés) como una asociación comercial mundial. El objetivo principal de esta asociación es aumentar el conocimiento de la tecnología y el proceso de moldeo rotacional. [ 3 ]

En la década de 1980, se introdujeron nuevos plásticos, como el policarbonato , el poliéster y el nailon , en el moldeo rotacional. Esto dio lugar a nuevas aplicaciones para este proceso, como la creación de depósitos de combustible y piezas moldeadas industriales. La investigación realizada desde finales de la década de 1980 en la Universidad Queen's de Belfast ha permitido desarrollar un sistema de monitorización y control más preciso de los procesos de refrigeración, basado en el desarrollo del sistema «Rotolog». [ 3 ] [ 4 ]

Equipos y herramientas

Las máquinas de moldeo rotacional se fabrican en una amplia gama de tamaños. Normalmente constan de moldes, un horno, una cámara de enfriamiento y husillos de moldeo. Los husillos están montados sobre un eje giratorio, lo que proporciona un recubrimiento uniforme del plástico dentro de cada molde. [ 5 ]

Los moldes (o utillaje) se fabrican a partir de chapa de acero soldada o mediante fundición. El método de fabricación suele depender del tamaño y la complejidad de la pieza; las piezas más complejas se fabrican generalmente con utillaje de fundición . Los moldes se fabrican normalmente de acero inoxidable o aluminio . Los moldes de aluminio suelen ser mucho más gruesos que los de acero equivalentes, ya que el aluminio es un metal más blando. Este grosor no afecta mucho a los tiempos de ciclo porque la conductividad térmica del aluminio es mucho mayor que la del acero. Debido a la necesidad de desarrollar un modelo antes de la fundición, los moldes de fundición tienden a tener costes adicionales asociados a la fabricación del utillaje, mientras que los moldes de acero o aluminio fabricados, sobre todo cuando se utilizan para piezas menos complejas, son menos costosos. Sin embargo, algunos moldes contienen tanto aluminio como acero. Esto permite grosores variables en las paredes del producto. Aunque este proceso no es tan preciso como el moldeo por inyección , ofrece al diseñador más opciones. La adición de aluminio al acero proporciona mayor capacidad calorífica , lo que hace que el material fundido se mantenga en estado fluido durante más tiempo.

Proceso de desmoldeo de una pieza de plástico procedente de un molde de moldeo rotacional.

Configuración y equipo estándar para moldeo rotacional

Normalmente, todos los sistemas de moldeo rotacional incluyen moldes, horno, cámara de enfriamiento y husillos. Los moldes se utilizan para crear la pieza y suelen ser de aluminio. La calidad y el acabado del producto dependen directamente de la calidad del molde utilizado. El horno calienta la pieza y, al mismo tiempo, la hace girar para darle la forma deseada. La cámara de enfriamiento es donde se coloca la pieza hasta que se enfría, y los husillos están montados para girar y aplicar una capa uniforme de plástico en el interior de cada molde.

Máquinas de moldeo rotacional

Máquina de rock and roll

Imagen de una máquina de moldeo rotacional Rock and Roll con una inclinación de 45 grados.
Una máquina de moldeo rotacional de rock and roll construida en 2009.

Se trata de una máquina especializada diseñada principalmente para producir piezas largas y estrechas. Algunas son del tipo concha, con un solo brazo, pero también existen máquinas de tipo lanzadera con movimiento oscilante, con dos brazos. Cada brazo rota o hace girar el molde 360 ​​grados en una dirección y, al mismo tiempo, lo inclina y lo balancea 45 grados por encima o por debajo de la horizontal en la dirección opuesta. Las máquinas más modernas utilizan aire caliente forzado para calentar el molde. Estas máquinas son ideales para piezas grandes con una gran relación longitud-anchura. Debido a las cámaras de calentamiento más pequeñas, se ahorra en costes de calefacción en comparación con las máquinas biaxiales. [ 6 ]

Máquina de concha

Esta es una máquina de moldeo rotacional de un solo brazo. El brazo suele estar sostenido por otros brazos en ambos extremos. La máquina de tipo concha calienta y enfría el molde en la misma cámara. Ocupa menos espacio que las máquinas de moldeo rotacional de lanzadera y de brazo oscilante equivalentes. Su costo es bajo en comparación con el tamaño de los productos fabricados. Está disponible en escalas más pequeñas para escuelas interesadas en la creación de prototipos y para modelos de alta calidad. Se puede acoplar más de un molde al mismo brazo. [ 7 ]

Máquina rotativa vertical o de giro vertical

La zona de carga y descarga se encuentra en la parte frontal de la máquina, entre las zonas de calentamiento y enfriamiento. Estas máquinas varían en tamaño, desde pequeñas hasta medianas, en comparación con otras máquinas rotativas. Las máquinas de moldeo rotacional vertical son energéticamente eficientes gracias a la compacidad de sus cámaras de calentamiento y enfriamiento. Estas máquinas tienen las mismas (o similares) capacidades que las máquinas de carrusel horizontales de múltiples brazos, pero ocupan mucho menos espacio. [ 8 ]

Máquina lanzadera

La mayoría de las máquinas de vaivén tienen dos brazos que mueven los moldes de un lado a otro entre la cámara de calentamiento y la estación de enfriamiento. Los brazos son independientes entre sí y giran los moldes biaxialmente. En algunos casos, la máquina de vaivén tiene un solo brazo. Esta máquina mueve el molde en dirección lineal dentro y fuera de las cámaras de calentamiento y enfriamiento. Su costo es bajo para el tamaño del producto fabricado y su tamaño se mantiene al mínimo en comparación con otros tipos de máquinas. También está disponible en menor escala para escuelas y prototipos. [ 7 ]

Máquina de brazo oscilante

La máquina de brazo oscilante puede tener hasta cuatro brazos con movimiento biaxial. Cada brazo es independiente, ya que no es necesario operarlos todos simultáneamente. Cada brazo se monta en una esquina del horno y oscila hacia dentro y hacia fuera. En algunas máquinas de brazo oscilante, un par de brazos se monta en la misma esquina, de modo que una máquina de cuatro brazos tiene dos puntos de pivote. Estas máquinas son muy útiles para empresas con ciclos de enfriamiento prolongados o que requieren mucho tiempo para desmoldar las piezas, en comparación con el tiempo de cocción. Es mucho más fácil programar el mantenimiento o probar un nuevo molde sin interrumpir la producción en los demás brazos de la máquina.

Imagen de una máquina de carrusel con 4 brazos independientes.
Una máquina de carrusel con cuatro brazos independientes.

Esta es una de las máquinas biaxiales más comunes en la industria. Puede tener hasta cuatro brazos y seis estaciones, y está disponible en una amplia gama de tamaños. La máquina viene en dos modelos diferentes: fijo e independiente. Un carrusel de brazos fijos consta de tres brazos fijos que deben moverse juntos. Un brazo estará en la cámara de calentamiento, otro en la cámara de enfriamiento y el tercero en el área de carga/recarga. El carrusel de brazos fijos funciona bien cuando se utilizan tiempos de ciclo idénticos para cada brazo. La máquina de carrusel de brazos independientes está disponible con tres o cuatro brazos que pueden moverse de forma independiente. Esto permite trabajar con moldes de diferentes tamaños, con diferentes tiempos de ciclo y necesidades de espesor. [ 8 ]

proceso de producción

El proceso de moldeo rotacional es un proceso de conformado de plástico a alta temperatura y baja presión que utiliza calor y rotación biaxial (es decir, rotación angular en dos ejes) para producir piezas huecas de una sola pieza. [ 9 ] Los críticos del proceso señalan sus largos tiempos de ciclo : normalmente solo se pueden realizar uno o dos ciclos por hora, a diferencia de otros procesos como el moldeo por inyección, donde las piezas se pueden fabricar en pocos segundos. El proceso tiene ventajas claras. La fabricación de piezas grandes y huecas, como tanques de petróleo, es mucho más fácil con el moldeo rotacional que con cualquier otro método. Los moldes rotacionales son mucho más baratos que otros tipos de moldes. Se desperdicia muy poco material con este proceso, y el material sobrante a menudo se puede reutilizar, lo que lo convierte en un proceso de fabricación muy viable económica y ambientalmente.

Proceso de moldeo rotacional
Proceso de moldeo rotacional
Imagen de un tanque de plástico que ha sido retirado de su molde una vez finalizado el ciclo de enfriamiento.
Descarga de un tanque de polietileno moldeado en una máquina de transporte.
Proceso de moldeo rotacional

El proceso de moldeo rotacional consta de cuatro fases distintas:

  1. Introducir una cantidad medida de polímero (normalmente en forma de polvo) en el molde.
  2. Calentar el molde en un horno mientras gira, hasta que todo el polímero se haya fundido y adherido a la pared del molde. La pieza hueca debe girar sobre dos o más ejes a diferentes velocidades para evitar la acumulación de polvo de polímero. El tiempo que el molde permanece en el horno es crítico: si permanece demasiado tiempo, el polímero se degradará, reduciendo su resistencia al impacto. Si permanece muy poco tiempo en el horno, la fusión del polímero puede ser incompleta. Los gránulos de polímero no tendrán tiempo de fundirse y coalescer completamente en la pared del molde, lo que dará lugar a grandes burbujas en el polímero. Esto perjudica las propiedades mecánicas del producto final.
  3. Enfriamiento del molde, generalmente mediante un ventilador. Esta etapa del ciclo puede ser bastante larga. El polímero debe enfriarse para que se solidifique y el operario pueda manipularlo con seguridad. Esto suele tardar decenas de minutos. La pieza se contraerá al enfriarse, separándose del molde y facilitando su extracción. La velocidad de enfriamiento debe mantenerse dentro de un rango determinado. Un enfriamiento muy rápido (por ejemplo, mediante pulverización de agua) provocaría un enfriamiento y una contracción descontrolados, dando como resultado una pieza deformada.
  4. Extracción de la pieza.

Mejoras recientes

Hasta hace poco, el proceso dependía en gran medida del método de ensayo y error y de la experiencia del operario para determinar cuándo retirar la pieza del horno y cuándo estaba lo suficientemente fría para extraerla del molde. La tecnología ha mejorado en los últimos años, permitiendo controlar la temperatura del aire dentro del molde y eliminando gran parte de la incertidumbre del proceso.

Gran parte de la investigación actual se centra en reducir el tiempo de ciclo y mejorar la calidad de las piezas. El área más prometedora es la presurización del molde. Es bien sabido que aplicar una pequeña cantidad de presión interna al molde en el momento preciso de la fase de calentamiento acelera la coalescencia de las partículas de polímero durante la fusión, produciendo una pieza con menos burbujas en menos tiempo que a presión atmosférica . Esta presión retrasa la separación de la pieza de la pared del molde debido a la contracción durante la fase de enfriamiento, lo que facilita el enfriamiento de la pieza. El principal inconveniente es el riesgo de explosión de una pieza presurizada para el operario. Esto ha impedido que los fabricantes de rotomoldeo adopten la presurización del molde a gran escala.

Agentes desmoldantes

Un buen agente desmoldante (ARM) permite retirar el material de forma rápida y eficaz. Los agentes desmoldantes pueden reducir los tiempos de ciclo, los defectos y el oscurecimiento del producto terminado. Existen varios tipos de agentes desmoldantes, que se pueden clasificar de la siguiente manera:

  • Recubrimientos de sacrificio: el recubrimiento de MRA debe aplicarse cada vez, ya que la mayor parte del MRA se desprende de la pieza moldeada al separarla del molde. Las siliconas son compuestos típicos de MRA en esta categoría.
  • Recubrimientos semipermanentes: si se aplica correctamente, el recubrimiento durará varias aplicaciones antes de requerir una nueva aplicación o retoque. Este tipo de recubrimiento es el más común en la industria del moldeo rotacional actual. El componente químico activo de estos recubrimientos suele ser un polisiloxano .
  • Recubrimientos permanentes: generalmente se trata de algún tipo de recubrimiento de politetrafluoroetileno (PTFE), que se aplica al molde. Los recubrimientos permanentes evitan la necesidad de que el operario los aplique, pero pueden dañarse por un uso inadecuado.

Materiales

Más del 80% de todo el material utilizado pertenece a la familia del polietileno: polietileno reticulado (PEX), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE) y material reciclado. Otros compuestos son plastisoles de cloruro de polivinilo (PVC) , nylons y polipropileno .

Orden de los materiales más comúnmente utilizados por la industria: [ 10 ]

Estos materiales también se utilizan ocasionalmente (no en orden de uso): [ 10 ]

Materiales naturales

Recientemente, se ha hecho posible utilizar materiales naturales en el proceso de moldeo. Mediante el uso de arenas y fragmentos de piedra reales, se puede crear un compuesto de arenisca que es 80% material natural sin procesar.

El moldeo rotacional de yeso se utiliza para producir estatuillas huecas .

El chocolate se moldea mediante rotación para formar dulces huecos.

Productos

Los diseñadores pueden seleccionar el mejor material para su aplicación, incluyendo materiales que cumplan con los requisitos de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA). Se pueden incorporar aditivos para resistencia a la intemperie, retardo de llama o eliminación de estática. El diseño puede incluir inserciones, gráficos, roscas, asas, rebajes menores , superficies planas sin ángulos de inclinación o detalles superficiales finos. Los diseños también pueden ser de paredes múltiples, huecas o rellenas de espuma.

Entre los productos que se pueden fabricar mediante moldeo rotacional se incluyen tanques de almacenamiento, muebles, señales de tráfico y bolardos, macetas, casetas para mascotas, juguetes, contenedores de basura, piezas de muñecas, conos de tráfico, balones de fútbol, ​​cascos, canoas, botes de remos, refugios contra tornados, [ 11 ] cascos de kayak, bodegas subterráneas para almacenar vides y verduras y toboganes de parques infantiles. El proceso también se utiliza para fabricar productos altamente especializados, incluidos contenedores aprobados por la ONU para el transporte de materiales nucleares fisionables, [ 12 ] protectores antipiratería para barcos, [ 13 ] juntas para máscaras de oxígeno inflables [ 14 ] y componentes ligeros para la industria aeroespacial. [ 15 ]

Consideraciones de diseño

Diseño para moldeo rotacional

Guía de diseño para el moldeo rotacional

Otro aspecto a considerar son los ángulos de desmoldeo. Estos son necesarios para extraer la pieza del molde. En las paredes exteriores, un ángulo de desmoldeo de 1° puede funcionar (siempre que no haya superficies rugosas ni agujeros). En las paredes interiores, como el interior del casco de un barco, puede ser necesario un ángulo de desmoldeo de 5°. [ 16 ] Esto se debe a la contracción y a la posible deformación de la pieza.

Otra consideración es la de las nervaduras de soporte estructural. Si bien las nervaduras sólidas pueden ser deseables y factibles en el moldeo por inyección y otros procesos, una nervadura hueca es la mejor solución en el moldeo rotacional. [ 17 ] Se puede lograr una nervadura sólida insertando una pieza terminada en el molde, pero esto aumenta el costo.

El moldeo rotacional destaca por producir piezas huecas. Sin embargo, se debe tener cuidado al realizar este proceso. Cuando la profundidad del hueco es mayor que el ancho, pueden surgir problemas con el calentamiento y enfriamiento uniformes. Además, debe dejarse suficiente espacio entre las paredes paralelas para permitir que el material fundido fluya correctamente por todo el molde. De lo contrario, pueden aparecer fisuras. Un escenario ideal para paredes paralelas sería un espacio de al menos tres veces el espesor nominal de la pared, siendo cinco veces el espesor nominal lo óptimo. También deben considerarse las esquinas afiladas de las paredes paralelas. Con ángulos menores de 45°, pueden aparecer puentes, fisuras y huecos. [ 18 ]

Limitaciones y consideraciones materiales

Otra consideración es el flujo de fusión de los materiales. Ciertos materiales, como el nailon , requerirán radios mayores que otros. La rigidez del material fraguado también puede ser un factor. Es posible que se requieran medidas estructurales y de refuerzo adicionales cuando se utilice un material endeble. [ 19 ]

Espesor de pared

Una ventaja del moldeo rotacional es la posibilidad de experimentar, especialmente con el espesor de las paredes. El costo depende totalmente del espesor de la pared: las paredes más gruesas son más costosas y requieren más tiempo de producción. Si bien la pared puede tener prácticamente cualquier espesor, los diseñadores deben recordar que cuanto más gruesa sea, más material y tiempo se requerirán, lo que aumentará los costos. En algunos casos, los plásticos pueden degradarse debido a períodos prolongados a alta temperatura. Los diferentes materiales tienen distinta conductividad térmica , lo que significa que requieren diferentes tiempos en la cámara de calentamiento y en la cámara de enfriamiento. Idealmente, la pieza se probará para utilizar el espesor mínimo requerido para la aplicación. Este mínimo se establecerá como espesor nominal. [ 20 ]

Para el diseñador, si bien es posible variar el espesor, se requiere un proceso llamado rotación de parada. Este proceso tiene la limitación de que solo un lado del molde puede ser más grueso que los demás. Una vez que el molde gira y todas las superficies están suficientemente recubiertas con el flujo fundido, la rotación se detiene y se permite que el flujo fundido se acumule en el fondo de la cavidad del molde. [ 20 ]

El espesor de la pared también es importante para los radios de las esquinas. Se prefieren radios exteriores grandes a radios pequeños. Asimismo, se prefieren radios interiores grandes a radios interiores pequeños. Esto permite un flujo de material más uniforme y un espesor de pared más homogéneo. Sin embargo, una esquina exterior suele ser más resistente que una esquina interior. [ 20 ]

Proceso: ventajas, limitaciones y requisitos de materiales

Ventajas

El moldeo rotacional ofrece ventajas de diseño respecto a otros procesos de moldeo. Con un diseño adecuado, las piezas ensambladas a partir de varias partes pueden moldearse como una sola, eliminando los altos costos de fabricación. El proceso también presenta ventajas de diseño inherentes, como un espesor de pared uniforme y esquinas exteriores resistentes y prácticamente libres de tensiones. Para mayor resistencia, se pueden incorporar nervaduras de refuerzo a la pieza. Además de integrarse en la pieza, también se pueden añadir al molde.

La posibilidad de añadir piezas preacabadas al molde supone una gran ventaja. Se pueden añadir roscas metálicas, tuberías y estructuras internas, e incluso plásticos de diferentes colores, antes de la incorporación de los gránulos de plástico. Sin embargo, es fundamental asegurarse de que la mínima contracción durante el enfriamiento no dañe la pieza. Esta contracción permite realizar socavados leves y elimina la necesidad de mecanismos de expulsión (para la mayoría de las piezas).

El moldeo rotacional puede utilizarse como una alternativa viable al moldeo por soplado para productos como botellas de plástico y envases cilíndricos. Esta sustitución resulta eficiente solo a pequeña escala, ya que la eficiencia del moldeo por soplado depende de la producción en grandes cantidades.

Otra ventaja reside en los propios moldes. Al requerir menos utillaje, se pueden fabricar y poner en producción mucho más rápido que con otros procesos de moldeo. Esto es especialmente cierto para piezas complejas, que con otros procesos pueden requerir una gran cantidad de utillaje. El moldeo rotacional también es el proceso ideal para tiradas cortas y entregas urgentes. Los moldes se pueden cambiar rápidamente o se pueden usar diferentes colores sin purgar el molde. Con otros procesos, puede ser necesario purgar el molde para cambiar de color.

Gracias a la uniformidad del espesor, no se producen grandes deformaciones, lo que permite la fabricación de paneles delgados de gran tamaño (aunque puede producirse cierta deformación). Además, el flujo de plástico (estiramiento) es mínimo, predominando la colocación del material dentro de la pieza. Estas paredes delgadas también reducen los costos y el tiempo de producción.

Otra ventaja en cuanto a costes del moldeo rotacional es la mínima cantidad de material que se desperdicia en la producción. No hay bebederos ni canales de alimentación (como en el moldeo por inyección), ni recortes ni restos de material (como en el moldeo por soplado). El material que se desperdicia, ya sea como desecho o por fallos en las pruebas de las piezas, generalmente se puede reciclar.

Limitaciones

Las piezas moldeadas por rotación están sujetas a restricciones diferentes a las de otros procesos de plástico. Al ser un proceso de baja presión, a veces los diseñadores se enfrentan a zonas de difícil acceso en el molde. Un polvo de buena calidad puede ayudar a superar algunas dificultades, pero generalmente los diseñadores deben tener en cuenta que no es posible crear roscas afiladas como las que se consiguen con el moldeo por inyección. Algunos productos a base de polietileno pueden introducirse en el molde antes de cargarlo con el material principal. Esto puede ayudar a evitar poros que de otro modo aparecerían en ciertas zonas. Esto también podría lograrse utilizando moldes con secciones móviles.

Otra limitación reside en los propios moldes. A diferencia de otros procesos en los que solo es necesario enfriar el producto antes de retirarlo, en el moldeo rotacional se debe enfriar todo el molde. Si bien es posible utilizar sistemas de refrigeración por agua, el tiempo de inactividad del molde sigue siendo prolongado, lo que incrementa tanto los costos económicos como los ambientales. Algunos plásticos se degradan con los largos ciclos de calentamiento o durante el proceso de convertirlos en polvo para su posterior fundición.

Las etapas de calentamiento y enfriamiento implican la transferencia de calor primero del medio caliente al material polimérico y luego de este al entorno de enfriamiento. En ambos casos, el proceso de transferencia de calor ocurre en un régimen transitorio; por lo tanto, su cinética despierta gran interés al considerar estas etapas. En la etapa de calentamiento, el calor tomado del gas caliente es absorbido tanto por el molde como por el material polimérico. El molde para moldeo rotacional generalmente tiene un espesor de pared relativamente pequeño y está fabricado con metales de alta conductividad térmica (aluminio, acero). Por regla general, el molde transfiere mucho más calor del que el plástico puede absorber; por lo tanto, la temperatura del molde debe variar linealmente. La velocidad de rotación en el moldeo rotacional es bastante baja (de 4 a 20 rpm). Como resultado, en las primeras etapas del ciclo de calentamiento, el material cargado permanece como una capa de polvo en el fondo del molde. La forma más conveniente de cambiar el ciclo es mediante la aplicación de láminas de PU en formas laminadas en caliente.

Requisitos de materiales

Debido a la naturaleza del proceso, la selección de materiales debe tener en cuenta lo siguiente:

  • Debido a las altas temperaturas dentro del molde, el plástico debe tener una alta resistencia a los cambios permanentes en sus propiedades causados ​​por el calor (alta estabilidad térmica ).
  • El plástico fundido entrará en contacto con el oxígeno del interior del molde. Esto puede provocar la oxidación del plástico fundido y el deterioro de sus propiedades. Por ello, el plástico elegido debe contener una cantidad suficiente de moléculas antioxidantes para prevenir dicha degradación en estado líquido.
  • Dado que no se ejerce presión para introducir el plástico en el molde, este debe fluir con facilidad a través de las cavidades del mismo. El diseño de la pieza también debe tener en cuenta las características de fluidez del plástico seleccionado.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Beall 1998 , pág. 6.
  2. ↑ "Panorama general de la industria del moldeo rotacional" . Roto World (revista).
  3. 1 2 3 Ward, Noel Mansfield (Invierno de 1997). "Una historia del moldeo rotacional" . Sociedad Histórica de Plásticos . Archivado del original el 15 de octubre de 2006. Recuperado el 3 de diciembre de 2009 .
  4. ↑ "Información sobre moldeo rotacional" . RotationalMolding.com . Consultado el 23 de agosto de 2020 .
  5. ^ Todd , Allen y Alting 1994 , págs . 
  6. ↑ Beall 1998 , pág. 154.
  7. 1 2 Beall 1998 , pág. 152.
  8. 1 2 Beall 1998 , pág. 155.
  9. ↑ John Vogler (1984). Reciclaje de plásticos a pequeña escala . Publicación de tecnología intermedia. pág. 8. 
  10. 1 2 Beall 1998 , pág. 18.
  11. ↑ "Refugios contra tormentas, refugios contra tornados, refugios subterráneos, Granger ISS" . www.grangeriss.com . Consultado el 25 de febrero de 2018 .
  12. ↑ "Contenedores IBC y bidones de alta especificación para todas las aplicaciones de Francis Ward" . Archivado del original el 20 de agosto de 2014. Recuperado el 19 de agosto de 2014 .
  13. ↑ "Baliza de seguridad para impedir el abordaje no autorizado de buques" .
  14. ↑ "¿Qué es el moldeo rotacional?" . Asociación de Moldeadores Rotacionales . El sello de la mascarilla de oxígeno inflable está hecho de PVC y proporciona flexibilidad para la comodidad del paciente.
  15. ↑ "Piezas de rotomoldeo de alto rendimiento" (PDF) . Archivado (PDF) del original el 19 de agosto de 2014.
  16. ↑ "Dando el toque correcto a los diseños de moldeo rotacional | Machine Design" . machinedesign.com . Archivado del original el 25 de marzo de 2009.
  17. ↑ Beall 1998 , pág. 69.
  18. ↑ Beall 1998 , págs. 75–77.
  19. ↑ Beall 1998 , pág. 71 . 
  20. 1 2 3 Beall 1998 , pág. 70.

Bibliografía

  • Beall, Glenn (1998), Moldeo rotacional , Publicaciones Hanser Gardner, ISBN 978-1-56990-260-8.}
  • Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Guía de referencia de procesos de fabricación , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.
  • Thompson, R (2007), Procesos de fabricación para profesionales del diseño , Thames & Hudson.
  • Revyako, M (2010), "Ciertos problemas de transferencia de calor y masa en el moldeo rotacional", Journal of Engineering Physics & Thermophysics , 83 (5): 1089, Bibcode : 2010JEPT...83.1089R , doi : 10.1007/s10891-010-0434-z , S2CID 119972566 . 

Lecturas adicionales

  • Crawford, R. , Throne, James L., Moldeo rotacional de plásticos , William Andrew Inc. (2002). ISBN 1-884207-85-5
  • Crawford, R., Kearns, M., Guía práctica para el moldeo rotacional , Rapra Technology Ltd. (2003). ISBN 1-85957-387-8
  • Guía técnica de moldeo rotacional. Archivada el 17 de abril de 2014 en Wayback Machine .
  • Vídeos del proceso de moldeo rotacional
  • Asociación de Moldeadores Rotacionales
  • Asociación de Moldeadores Rotacionales de Australasia
  • Federación Británica de Plásticos - Descripción general del moldeo rotacional