El
moldeo rotacional o rotomoldeo es una técnica de procesamiento de
polímeros que permite obtener piezas huecas de tamaño mediano a muy
grande con relativamente poco material y buena estabilidad.
Principios del moldeo rotacional
El
moldeo rotacional o rotomoldeo es el proceso de transformación del
plástico empleado para producir piezas huecas, en el que plástico en
polvo o líquido se vierte dentro de un molde luego se lo hace girar en
dos ejes biaxiales mientras se calienta. El plástico se va fundiendo
mientras se distribuye y adhiere en toda la superficie interna.
Finalmente el molde se enfría para permitir la extracción de la pieza
terminada. En los últimos años, el Rotomoldeo ha llamado fuertemente la
atención de la comunidad industrial debido a las cualidades que
presenta. Este proceso se va sofisticando día a día de manera que
actualmente es considerado entre los procedimientos de transformación
con mayor madurez tecnológica debido a las innovaciones en equipo,
materiales y técnicas de control que han sido incorporados.
Este proceso ofrece gran libertad de diseño, pues es posible fabricar artículos sorpresivamente complejos con herramentales relativamente sencillas y de bajo costo que en ciertos casos sería imposible moldear con otro procedimiento.
En la fabricación de ciertas piezas huecas, con geometría de curvas complejas, pared uniforme, y “contrasalidas”, el rotomoldeo es una alternativa con menor costo frente al moldeo por soplado. Sin mencionar que debido a las bajas presiones empleadas en el moldeo rotacional se producen piezas con tensiones internas mínimas, presentando un buen comportamiento mecánico debido a su mayor solidez en comparación con las piezas producidas a través del Soplado o la Inyección.
Los
niveles productivos del rotomoldeo pueden variar de algunas cuantas
piezas, a cientos o miles de artículos, también es adecuado para la
producción en baja escala con vista a la obtención de prototipos.
Además, a causa de la libertad de diseño, este proceso sobresale entre
las técnicas de alta velocidad y productividad. Además, el bajo costo de
este proceso permite la experimentación con diversos materiales,
distribución en el calibre de pared o con el acabado de las piezas.
Desde pequeñas piezas como los son partes de muñecas y pelotas, con las cuales el Rotomoldeo se posicionó en el mercado hace años, hasta artículos de alto desempeño físico o alta capacidad en volumen; el Moldeo Rotacional se presenta con varias ventajas frente a otros procedimientos de transformación para obtener piezas huecas tridimensionales donde las juntas del molde son prácticamente invisibles.
El moldeo rotacional transforma materiales termoplásticos, dentro de los cuales los más comunes son: Polietileno de Alta Densidad, Polivinilo Clorado en su presentación como Plastisol y Poliamida. Mientras el Plastisol tiene una consistencia liquida, el PEAD y la Poliamida se alimentan como polvos. De otra forma no podrían ser fundidos ni moldeados ya que el calor para realizar esto se transmite al material por conducción, proceso optimizado al aumentar el área de contacto en un polvo; considerando además, que en este estado el plástico puede “fluir” para tocar todas las paredes del molde mientras vaya girando.
Los espesores de pared de los artículos rotomoldeados por lo general permanecen constantes, donde el espesor puede ir de 1mm hasta el grosor que se requiera de acuerdo a las funciones de la pieza. Las paredes delgadas gemelas presentan excelentes propiedades de resistencia a la carga.
Es posible fabricar artículos tanto simétricos como asimétricos, en formas complejas y aún aquellas que presentan contrasalidas. Este proceso ofrece gran flexibilidad en cuanto al tamaño del producto, siendo factible moldear desde pequeños bulbos, para lavado auditivo, hasta tanques de almacenamiento de más de 15,000 litros; sin embargo, la mejor productividad se obtiene con moldes medianos y grandes. Las roscas, orificios e insertos metálicos se pueden incorporar a la pieza dentro del mismo proceso (dependiendo del diseño), eliminando costos por operaciones secundarias necesarias en otros procesos de transformación.
Por
último, existen bajos niveles de desperdicio ya que este proceso no
requiere el uso de coladas, ni bebederos. El material excedente o no
deseado es poco en comparación con otros procesos para fabricar piezas
huecas.
Ventajas del rotomoldeo
Realizar
productos innovadores o mejorar los existentes aprovechando la
potencialidad del rotomoldeo es una actividad que supone una profunda
integración entre las competencias técnico constructivas, las relativas a
la proyección y la creatividad.
La
técnica del rotomoldeo se está imponiendo progresivamente como una
importante respuesta tanto para el mundo del diseño como para una amplia
gama de aplicaciones industriales.
Podemos enumerar algunas ventajas:
-Gran flexibilidad en el diseño de piezas
-Permite formas de contorno complicado con diferentes espesores y acabados superficiales.
-Fabricación del producto en una sola pieza, hueca sin necesidad de soldaduras. El espesor de la pared es uniforme y puede ser aumentado o disminuido, sin necesidad de modificar el molde.
-Fabricación del producto en una sola pieza, hueca sin necesidad de soldaduras. El espesor de la pared es uniforme y puede ser aumentado o disminuido, sin necesidad de modificar el molde.
-Se pueden fabricar piezas con insertos metálicos y otros tipos de refuerzos.
-Se adapta tanto a pequeñas como a grandes producciones. Pueden fabricarse piezas de distinto color y tamaño en un mismo ciclo.
-Se adapta tanto a pequeñas como a grandes producciones. Pueden fabricarse piezas de distinto color y tamaño en un mismo ciclo.
-Bajo coste en moldes y utillaje.
-Cambio rápido del color.
DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
El
proceso de rotomoldeo consiste en cuatro pasos, tal y como se puede
apreciar en la figura siguiente. Una cantidad de plástico, ya sea en
forma líquida o en polvo, se deposita en el molde. Tras cerrarlo, el
molde se rota biaxialmente en el interior de un horno. El plástico se
funde y cubre las paredes internas del molde. El molde se retira del
horno y se traslada a una zona de enfriamiento. Finalmente se abre el
molde y se retira la pieza hueca.
La
maquinaria de rotomoldeo es relativamente más económica que la
maquinaria que se usa habitualmente en otras técnicas de procesado de
plásticos. Esta técnica permite procesar distintos moldes con diferentes
formas y tamaños al mismo tiempo. Los productos rotomoldeados apenas se
encuentran sometidos a esfuerzos mecánicos, ya que no se usan presiones
ni soldaduras. Mediante esta técnica se pueden conseguir formas y
contornos complejos, piezas espumadas, dobles capas, etc. La uniformidad
en cuanto a piezas con paredes gruesas es bastante buena comparada con
piezas procesadas por soplado o termoconformado.
A
pesar de que la maquinaria y moldes para esta tecnología son simples,
es necesario el conocimiento del comportamiento de los materiales para
la obtención de productos de calidad. Hay que tener en cuenta aspectos
como la porosidad, la distribución de tamaño, la distribución del
pigmento, el tiempo de cada ciclo, las dilataciones o compresiones, las
velocidades de enfriamiento y calentamiento, el material del molde y la
velocidad de rotación. Todas estas variables deben ser cuidadosamente
ajustadas para evitar problemas.
Como
hemos mencionado, la materia prima utilizada puede estar tanto en
estado sólido (gránulos finos o polvo), tal el caso de PE, EVA y PC,
como así también líquido, ejemplo: plastisol.
De
acuerdo al tipo de materia prima utilizada, dependerán los tiempos de
cada etapa del ciclo. Para un plastisol el calentamiento tiene la
función de solidificar el material y el posterior enfriado solo tiene la
función de bajar la temperatura de la pieza conformada. En el caso del
HDPE, el calentamiento tiene la finalidad de proporcionar la temperatura
necesaria para la fusión del material para que se disperse por toda la
superficie del molde durante la rotación, mientras que la etapa de
enfriado solidifica el material para la obtención de la pieza conformada
Maquinaria utilizada
La
maquinaria utilizada es relativamente simple comparada con otros
procesos de transformación (ejemplos: inyección, extrusión, etc.)
El rotomoldeo se puede clasificar por las diferentes formas de calentamiento utilizadas:
· Por flama abierta
· En hornos cerrados
En
el rotomoldeo por flama abierta el calentamiento se realiza por
mecheros que rodean al molde al “aire libre”. Lo que provoca que la
mayor parte del calor se disipe al medio ambiente. Por otro lado estas
maquinas no pueden hacer giros biaxiales al mismo tiempo. Están
sometidas a realizar giros de 360 grados y el siguiente giro lo tienen
en aproximadamente 45 grados. Razones por la cual no se pueden realizar
piezas complejas por el método de llama abierta. En el método por
horneado el molde es introducido en un horno cerrado en donde se hace
girar. Este último método permite un mejor control de los parámetros de
temperatura.
Flama Abierta (Dos Brazos)
En horno (desplazamiento lineal)
En
estos hornos los moldes son introducidos en el horno alternativamente
en un eje lineal. Mientras uno esta en etapa de calentamiento, el otro
esta en etapa de enfriado y desmolde por flujo de aire proveniente de
ventiladores.
Horno Basculante (Rock & Roll)
En
el horno basculante o “rock and roll”, el molde gira el eje
longitudinal mientras se balancea, sin completar el giro, sobre su eje
lateral. Por lo general, se trata de moldes para obtención de piezas de
un largo considerable como el caso de canoas de seis o más metros.
Estación simple (clam shell)
Este
método cuenta con un único brazo portador de un único molde, que se
introduce en un horno tipo almeja o “clam shell” para el calentamiento
del material.
También existen equipos
de rotomoldeo que mediante uno o mas brazos introducen el molde en un
horno para la fusión del material, siendo el mismo brazo el que lo
introduce en una estación de enfriamiento. Las más comunes son las
siguientes.
A.- 1 Brazo 3 Estaciones
B.- 2 Brazos 5 Estaciones
CARROUSEL
3 Brazos 3 Estaciones
3 Brazos 3 Estaciones
CARROUSEL
4 Brazos 4 Estaciones
4 Brazos 4 Estaciones
MOLDES PARA ROTOMOLDEO
Cada
brazo puede poseer uno o varios moldes. Lo que va a depender del tamaño
de pieza que se desea obtener. Para piezas relativamente pequeñas cada
brazo puede poseer hasta 30 moldes individuales. El movimiento biaxial
se consigue mediante un juego de engranajes cónicos que transmite el
giro de un eje interno del eje de giro primario, al eje de giro
secundario.
Molde de cuatro cavidades
Molde Multicavidades
MATERIALES UTILIZADOS PARA MOLDES
Comúnmente
los materiales para la confección de los molde para el rotomoldeo
suelen estar constituidos por lamina negra, acero inoxidable o aluminio.
Dependiendo
de la superficie de los moldes se pueden lograr diferentes superficies
en el producto terminado. Por ejemplo se pueden lograr superficies
esmeriladas mediante la aplicación de un enarenado (sand blast) a la superficie interna del molde (en contacto con el plástico).
Lámina negra
La lámina negra es de acero blando (bajo contenido de carbono) o de hierro.
Acero Inoxidable acabado Sand blast (enarenado)
Los
moldes de acero inoxidable presentan la ventaja de una mayor
durabilidad que la lamina negra y el aluminio, pero presentan un mayor
costo. Además, para la elaboración de moldes complejos se opta por el
aluminio puesto que presenta una mayor maleabilidad.
Aluminio Fundido
El aluminio, como hemos dicho, posee una mejor maleabilidad pero requiere un modelo inicial. Lo que incrementa su costo.
Molde de Aluminio De 6 Partes
Molde y producto
Moldes
Grandes dimensiones
MOLDE Y PIEZA
Tanque para diesel
Tanque para diesel
APLICACIONES
Las aplicaciones del rotomoldeo son amplias y variadas utilizándose principalmente en:
Productos
• Depósitos Agua, Gasóleo, Aceite
• Conductos de Aire
• Carrocerías
• Sillas
• Papeleras
• Lámparas
• Señales y rótulos
• Neveras
• Depósitos Agua, Gasóleo, Aceite
• Conductos de Aire
• Carrocerías
• Sillas
• Papeleras
• Lámparas
• Señales y rótulos
• Neveras
Sectores
• Vehículo Industrial
• Obra Pública
• Autobús
• Mobiliario Urbano
• Mobiliario de Diseño e Iluminación
• Maquinaria Agrícola
• Vehículo Industrial
• Obra Pública
• Autobús
• Mobiliario Urbano
• Mobiliario de Diseño e Iluminación
• Maquinaria Agrícola
Juguetes
Fosas Sépticas
Piezas Técnicas
INTRODUCCIÓN
El moldeo rotacional, también conocido
como rotomoldeo, es un proceso de moldeo para creación de muchos tipos
de objetos huecos en su mayoría, por lo general de plástico.
Un molde hueco caliente se llena con una carga de un material, que luego se hace girar lentamente (por lo general alrededor de dos ejes perpendiculares entre sí) haciendo que el material ablandado se disperse y se adhiera a las paredes del molde. A fin de mantener un grosor uniforme en toda la pieza, el molde sigue girando en todo momento durante la fase de calentamiento y para evitar la deformación o bandeo también durante la fase de enfriamiento.
El proceso fue aplicado a los plásticos en la década de 1940, pero en los primeros años era poco utilizado porque era un proceso lento, restringido a un pequeño número de plásticos. Durante las últimas dos décadas, las mejoras en el control de procesos y desarrollos con polvos plásticos se ha traducido en un aumento significativo en el uso.
Un molde hueco caliente se llena con una carga de un material, que luego se hace girar lentamente (por lo general alrededor de dos ejes perpendiculares entre sí) haciendo que el material ablandado se disperse y se adhiera a las paredes del molde. A fin de mantener un grosor uniforme en toda la pieza, el molde sigue girando en todo momento durante la fase de calentamiento y para evitar la deformación o bandeo también durante la fase de enfriamiento.
El proceso fue aplicado a los plásticos en la década de 1940, pero en los primeros años era poco utilizado porque era un proceso lento, restringido a un pequeño número de plásticos. Durante las últimas dos décadas, las mejoras en el control de procesos y desarrollos con polvos plásticos se ha traducido en un aumento significativo en el uso.
HISTORIA
En
1855 R. Peters de Gran Bretaña documentó el primer uso de la rotación
de dos ejes y calor. Este proceso de moldeo rotacional fue utilizado
para crear proyectiles de artillería de metal y otros recipientes huecos. En
1905, en los Estados Unidos, FA Voelke utilizó este método para el
moldeado de objetos de cera. Esto llevó a SG de Baker’s y a GW Perks’s a
hacer huevos de chocolate huecos en 1910. El moldeo rotacional también
fue utilizado por RJ Powell para el moldeo de yeso blanco en la década
de 1920. Estos primeros métodos con distintos materiales direccionaron
los avances en la forma en que se utilizan hoy en día el moldeo
rotacional con los plásticos.
Los
plásticos fueron introducidos en el proceso de moldeo rotacional en la
década de 1950. Una de las primeras aplicaciones fue la fabricación de
cabezas de muñecas. La maquinaria constaba de un horno con quemadores de
gas y un motor eléctrico para el giro del molde. El molde estaba hecho
de níquel-cobre electro-formado, y el plástico utilizado era un plastisol.
El método de enfriamiento consistía en colocar el molde en agua fría.
Este proceso de moldeo rotacional llevó a la creación de juguetes de
plástico. Como la demanda y la popularidad de este proceso se
incrementaron, fue utilizado para crear otros productos tales como conos
de carretera, boyas marinas y apoyabrazos de coches. Esta popularidad
llevó al desarrollo de las grandes máquinas. Un nuevo sistema de
calefacción también se creó, al pasar de los quemadores de gas directos
originales al actual sistema indirecto de alta velocidad del aire
caliente. En Europa, durante la década de 1960 fue desarrollado el
proceso de Engel. Esto permitió la creación de grandes recipientes
huecos de polietileno de baja densidad. El método de enfriamiento
consiste en apagar los quemadores, lo que permite que el plástico se
endurezca sin dejar de mecerse en el molde.
En
1976 fue creada, en Chicago, la Association of Rotational Moulders
(ARM) como una asociación comercial a nivel mundial. El objetivo
principal de esta asociación es aumentar el conocimiento de la
tecnología y el proceso del moldeo rotacional. En otras partes del mundo
también se han creado asociaciones de rotomoldeo.
En
la década de 1980, nuevos plásticos, como el policarbonato, el
poliéster y el nylon, se introdujeron en moldeo rotacional. Esto ha dado
lugar a nuevos usos para este proceso, tales como la creación de
depósitos de combustible y molduras industriales. La investigación que
se ha hecho desde finales de la década de 1980 en la Universidad Queen
de Belfast ha llevado al desarrollo de un monitoreo más preciso y
control de los procesos de refrigeración (basado en el desarrollo
del "Rotolog sistem":Sistema de diagnóstico que proporcionan un medio
en tiempo real de seguimiento y control del proceso de moldeo mediante
la medición de temperaturas en el interior del molde).
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
Las máquinas de moldeo rotacional se hacen en una amplia gama de tamaños. Normalmente consisten en moldes, un horno, una cámara de enfriamiento y brazos del molde. Los brazos están montados sobre un eje de rotación, lo que proporciona una capa uniforme de plástico dentro de cada molde.
Los moldes (o herramientas) están fabricados por lo general en chapa de acero soldado o aluminio fundido. El método de fabricación es a menudo impulsado por el tamaño y la complejidad de la pieza, las piezas más intrincadas probablemente son hechas por fundición. Los moldes de aluminio son generalmente mucho más gruesos que un molde equivalente de acero, ya que es un metal más débil. Este espesor no afecta significativamente los tiempos de ciclo ya que la conductividad térmica del aluminio es muchas veces mayor que el acero. Debido a la necesidad de desarrollar un modelo antes, los moldes que se realizan por fundición tienden a tener costos adicionales asociados con la fabricación de los modelos. Los moldes que se utilizan para piezas de menor complejidad (mediante operaciones mecánicas), son menos costosos. Algunos moldes combinan aluminio y acero. Esto permite espesores variables en las paredes del producto. Aunque este proceso no es tan preciso como el moldeo por inyección, proporciona al diseñador más opciones. El uso de aluminio proporciona más capacidad calorífica, haciendo que el fundido se mantenga en estado líquido por un período más largo.
Las máquinas de moldeo rotacional se hacen en una amplia gama de tamaños. Normalmente consisten en moldes, un horno, una cámara de enfriamiento y brazos del molde. Los brazos están montados sobre un eje de rotación, lo que proporciona una capa uniforme de plástico dentro de cada molde.
Los moldes (o herramientas) están fabricados por lo general en chapa de acero soldado o aluminio fundido. El método de fabricación es a menudo impulsado por el tamaño y la complejidad de la pieza, las piezas más intrincadas probablemente son hechas por fundición. Los moldes de aluminio son generalmente mucho más gruesos que un molde equivalente de acero, ya que es un metal más débil. Este espesor no afecta significativamente los tiempos de ciclo ya que la conductividad térmica del aluminio es muchas veces mayor que el acero. Debido a la necesidad de desarrollar un modelo antes, los moldes que se realizan por fundición tienden a tener costos adicionales asociados con la fabricación de los modelos. Los moldes que se utilizan para piezas de menor complejidad (mediante operaciones mecánicas), son menos costosos. Algunos moldes combinan aluminio y acero. Esto permite espesores variables en las paredes del producto. Aunque este proceso no es tan preciso como el moldeo por inyección, proporciona al diseñador más opciones. El uso de aluminio proporciona más capacidad calorífica, haciendo que el fundido se mantenga en estado líquido por un período más largo.
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| Molde de chapa de acero inoxidable |
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| Moldes de aluminio fundido |
Instalación estándar y equipo para moldeo rotacional
Como se dijo, normalmente todos los sistemas de moldeo por rotación cuentan con un número de piezas, incluidos los moldes, horno, cámara de refrigeración y brazos del molde. Los moldes se utilizan para crear la pieza, y suelen ser de aluminio o de hierro o acero. La calidad y el acabado del producto están directamente relacionados con la calidad del molde que se utiliza. El horno se utiliza para calentar el molde y fundir el plástico. La cámara de refrigeración es donde se coloca el molde, cargado con resina, hasta que se enfríe. Los moldes giran sobre sus ejes dando una capa uniforme de plástico dentro de los mismos.
Como se dijo, normalmente todos los sistemas de moldeo por rotación cuentan con un número de piezas, incluidos los moldes, horno, cámara de refrigeración y brazos del molde. Los moldes se utilizan para crear la pieza, y suelen ser de aluminio o de hierro o acero. La calidad y el acabado del producto están directamente relacionados con la calidad del molde que se utiliza. El horno se utiliza para calentar el molde y fundir el plástico. La cámara de refrigeración es donde se coloca el molde, cargado con resina, hasta que se enfríe. Los moldes giran sobre sus ejes dando una capa uniforme de plástico dentro de los mismos.
TIPOS DE MÁQUINAS PARA MOLDEO ROTACIONAL
En cuanto a sistemas de calentamiento las máquinas se dividen en las de flama abierta y las de horno o llama cerrada. La principal diferencia está en la eficiencia del calentamiento del molde.
En cuanto a sistemas de calentamiento las máquinas se dividen en las de flama abierta y las de horno o llama cerrada. La principal diferencia está en la eficiencia del calentamiento del molde.
 |
| Máquina de llama abierta |
En
las máquinas de flama abierta, el calentamiento se da mediante una
serie de quemadores alrededor del molde, lo que ocasiona que la mayor
parte del calor que se produce vaya hacia el medio ambiente. Por otro
lado, estas máquinas no pueden realizar giros biaxiales al mismo tiempo.
Están sometidas a realizar un giro de 360 grados y el siguiente giro lo
tienen en más o menos 45 grados. Por lo tanto, en flama abierta no se
pueden realizar piezas complejas. En cambio, esta es la ventaja que
ofrecen las maquinarias de horno, en las cuales se pueden realizar
piezas complejas y, al proveer una mejor distribución térmica, consumen
menos gas.
En cuanto a sistemas de operación están las máquinas de desplazamiento lineal, de carrusel, de giro basculante y de almeja (clamshell). A continuación se describe cada una de ellas
En cuanto a sistemas de operación están las máquinas de desplazamiento lineal, de carrusel, de giro basculante y de almeja (clamshell). A continuación se describe cada una de ellas
Máquina Rock and Roll
Esta es una máquina especializada de un solo molde. Se gira el molde 360 grados en una dirección y al mismo tiempo se mece el molde 45 grados hacia uno y otro lado en la otra dirección. Las máquinas más modernas utilizan el aire forzado caliente para calentar el molde. Estas máquinas son utilizadas para las piezas grandes que tienen gran longitud y poco ancho, como por ejemplo canoas.
Esta es una máquina especializada de un solo molde. Se gira el molde 360 grados en una dirección y al mismo tiempo se mece el molde 45 grados hacia uno y otro lado en la otra dirección. Las máquinas más modernas utilizan el aire forzado caliente para calentar el molde. Estas máquinas son utilizadas para las piezas grandes que tienen gran longitud y poco ancho, como por ejemplo canoas.
Máquina Clamshell
Esta es una máquina de moldeo rotacional de un solo brazo. El brazo por lo general es soportado desde ambos extremos, con mecanismos para introducir y sacar el molde en la cámara de calentamiento tipo almeja. La máquina calienta y enfría el molde en la misma cámara. Esto hace que ocupe un espacio menor que otros equipos de moldeo rotacional. Es de bajo costo en comparación con el tamaño de los productos elaborados. Está disponible en escalas más pequeñas para las escuelas interesadas para la creación de prototipos y modelos de alta calidad. Más de un molde se puede conectar al brazo simple.
Esta es una máquina de moldeo rotacional de un solo brazo. El brazo por lo general es soportado desde ambos extremos, con mecanismos para introducir y sacar el molde en la cámara de calentamiento tipo almeja. La máquina calienta y enfría el molde en la misma cámara. Esto hace que ocupe un espacio menor que otros equipos de moldeo rotacional. Es de bajo costo en comparación con el tamaño de los productos elaborados. Está disponible en escalas más pequeñas para las escuelas interesadas para la creación de prototipos y modelos de alta calidad. Más de un molde se puede conectar al brazo simple.
Máquina Shuttle o lineal
Esta es una máquina de brazo único que se mueve la torreta del molde de ida y vuelta entre las cámaras calefacción y enfriamiento. Esta máquina mueve el molde en una dirección lineal de entrada y salida a las cámaras calefacción y enfriamiento. Es de bajo costo para el tamaño del producto elaborado. También está disponible en una escala más pequeña para las escuelas y creación de prototipos.
Esta es una máquina de brazo único que se mueve la torreta del molde de ida y vuelta entre las cámaras calefacción y enfriamiento. Esta máquina mueve el molde en una dirección lineal de entrada y salida a las cámaras calefacción y enfriamiento. Es de bajo costo para el tamaño del producto elaborado. También está disponible en una escala más pequeña para las escuelas y creación de prototipos.
Máquina carrusel
Esta es una de las máquinas más comunes en la industria. Puede tener hasta seis brazos y viene en una amplia gama de tamaños. La máquina viene en dos modelos diferentes: fija e independiente. Un carrusel fijo se compone de tres brazos fijos que deben avanzar juntos. Uno de los brazos está en la cámara de calentamiento, mientras que el otro está en la cámara de enfriamiento y el otro en la de la zona carga / descarga. El carrusel fijo funciona bien cuando se trabaja con el mismo molde. Las máquinas carrusel independiente están disponibles con más brazos que pueden moverse por separado de los demás. Esto permite usar moldes de diferentes tamaños, con calefacción y necesidades de espesores diferentes.
Esta es una de las máquinas más comunes en la industria. Puede tener hasta seis brazos y viene en una amplia gama de tamaños. La máquina viene en dos modelos diferentes: fija e independiente. Un carrusel fijo se compone de tres brazos fijos que deben avanzar juntos. Uno de los brazos está en la cámara de calentamiento, mientras que el otro está en la cámara de enfriamiento y el otro en la de la zona carga / descarga. El carrusel fijo funciona bien cuando se trabaja con el mismo molde. Las máquinas carrusel independiente están disponibles con más brazos que pueden moverse por separado de los demás. Esto permite usar moldes de diferentes tamaños, con calefacción y necesidades de espesores diferentes.
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| Máquina carrusel de brazos independientes |
PROCESO DE PRODUCCIÓN
El proceso de moldeo rotacional es un proceso de formación de plástico de alta temperatura y baja presión que utiliza calor y la rotación de dos ejes (es decir, la rotación angular de dos ejes) para producir piezas huecas de una sola pieza. El punto crítico del proceso es su tiempo de ciclo largo (por lo general, se puede producir sólo uno o dos ciclos en una hora, a diferencia de otros procesos como el moldeo por inyección, donde las piezas se pueden hacer en unos pocos segundos). El proceso tiene claras ventajas. la fabricación de piezas grandes, huecas, como los tanques de aceite es mucho más fácil por moldeo rotacional que cualquier otro método. Los moldes de rotomoldeo son significativamente más baratos que otros tipos de molde. Muy poco material se pierde con este proceso, y el exceso de material a menudo puede ser reutilizado, convirtiéndolo en un proceso de fabricación muy económico y ambientalmente viable.
El proceso de rotomoldeo consiste en cuatro fases distintas:
1.- La carga de una cantidad medida de polímero (generalmente en forma de polvo aunque puede ser en forma líquida, como el plastisol) en el molde.
2.- Calentamiento del molde en el horno mientras se gira, hasta que todo el polímero fundido y se adhiere a la pared del molde. El molde hueco se debe rotar a través de dos o más ejes, que giran a velocidades diferentes, con el fin de evitar la acumulación de polvo de polímero. El tiempo que pasa el molde en el horno es fundamental: mucho tiempo y el polímero se degrada, lo que reduce la resistencia al impacto. Si el molde pasa muy poco tiempo en el horno, el fundido del polímero puede ser incompleto. Los granos de polímero no tienen tiempo para derretirse completamente y se unen en la pared del molde, lo que resulta en grandes burbujas en el polímero. Esto tiene un efecto adverso sobre las propiedades mecánicas del producto terminado.
3.- Enfriamiento del molde, por lo general por ventiladores. Esta etapa del ciclo puede ser bastante larga. El polímero debe ser enfriado para que se solidifique y puede ser manejado con seguridad por el operador. Esto suele tardar varios minutos. La pieza se sufrirá una contracción al enfriarse, apartándose del molde y facilitando una fácil extracción de la pieza. La velocidad de enfriamiento debe mantenerse dentro de ciertos límites. Un enfriamiento muy rápido (por ejemplo, rocío de agua) se traduce en el enfriamiento y la contracción a un ritmo descontrolado, produciendo una pieza torcida.
4.- Remoción de la pieza.
El proceso de moldeo rotacional es un proceso de formación de plástico de alta temperatura y baja presión que utiliza calor y la rotación de dos ejes (es decir, la rotación angular de dos ejes) para producir piezas huecas de una sola pieza. El punto crítico del proceso es su tiempo de ciclo largo (por lo general, se puede producir sólo uno o dos ciclos en una hora, a diferencia de otros procesos como el moldeo por inyección, donde las piezas se pueden hacer en unos pocos segundos). El proceso tiene claras ventajas. la fabricación de piezas grandes, huecas, como los tanques de aceite es mucho más fácil por moldeo rotacional que cualquier otro método. Los moldes de rotomoldeo son significativamente más baratos que otros tipos de molde. Muy poco material se pierde con este proceso, y el exceso de material a menudo puede ser reutilizado, convirtiéndolo en un proceso de fabricación muy económico y ambientalmente viable.
El proceso de rotomoldeo consiste en cuatro fases distintas:
1.- La carga de una cantidad medida de polímero (generalmente en forma de polvo aunque puede ser en forma líquida, como el plastisol) en el molde.
2.- Calentamiento del molde en el horno mientras se gira, hasta que todo el polímero fundido y se adhiere a la pared del molde. El molde hueco se debe rotar a través de dos o más ejes, que giran a velocidades diferentes, con el fin de evitar la acumulación de polvo de polímero. El tiempo que pasa el molde en el horno es fundamental: mucho tiempo y el polímero se degrada, lo que reduce la resistencia al impacto. Si el molde pasa muy poco tiempo en el horno, el fundido del polímero puede ser incompleto. Los granos de polímero no tienen tiempo para derretirse completamente y se unen en la pared del molde, lo que resulta en grandes burbujas en el polímero. Esto tiene un efecto adverso sobre las propiedades mecánicas del producto terminado.
3.- Enfriamiento del molde, por lo general por ventiladores. Esta etapa del ciclo puede ser bastante larga. El polímero debe ser enfriado para que se solidifique y puede ser manejado con seguridad por el operador. Esto suele tardar varios minutos. La pieza se sufrirá una contracción al enfriarse, apartándose del molde y facilitando una fácil extracción de la pieza. La velocidad de enfriamiento debe mantenerse dentro de ciertos límites. Un enfriamiento muy rápido (por ejemplo, rocío de agua) se traduce en el enfriamiento y la contracción a un ritmo descontrolado, produciendo una pieza torcida.
4.- Remoción de la pieza.
MATERIALES
Más del 80% de todo el material utilizado es de la familia del polietileno: polietileno reticulado (PEX), polietileno de baja densidad (LDPE), lineal polietileno de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE). También son utilizados, en cierta medida, el nylon y el polipropileno. Los materiales para rotomoldeo son utilizados en forma de polvo fino. Otro material conformado por rotomoldeo son los plastisoles de PVC. Estos últimos son líquidos.
Orden de los materiales más comúnmente utilizados por la industria:
- Polietileno
- Polipropileno
- Cloruro de polivinilo
- Nylon
- Policarbonato
Más del 80% de todo el material utilizado es de la familia del polietileno: polietileno reticulado (PEX), polietileno de baja densidad (LDPE), lineal polietileno de baja densidad (LLDPE), polietileno de alta densidad (HDPE). También son utilizados, en cierta medida, el nylon y el polipropileno. Los materiales para rotomoldeo son utilizados en forma de polvo fino. Otro material conformado por rotomoldeo son los plastisoles de PVC. Estos últimos son líquidos.
Orden de los materiales más comúnmente utilizados por la industria:
- Polietileno
- Polipropileno
- Cloruro de polivinilo
- Nylon
- Policarbonato
Estos materiales también se utilizan ocasionalmente (no están en orden de más utilizados):
Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
Acetal
Acrílico
Epoxi
Fluorocarbonos
Ionómero
Polibutileno
Poliéster
Poliestireno
Poliuretano
Silicona
Este proceso también sirve para moldear materiales no poliméricos como aluminio, varios alimentos (especialmente el chocolate) o yeso (para formado de estatuillas huecas)
Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
Acetal
Acrílico
Epoxi
Fluorocarbonos
Ionómero
Polibutileno
Poliéster
Poliestireno
Poliuretano
Silicona
Este proceso también sirve para moldear materiales no poliméricos como aluminio, varios alimentos (especialmente el chocolate) o yeso (para formado de estatuillas huecas)
Los plásticos utilizados para
rotomoldeo, por lo general, se encuentran en forma de polvo. Para ello
se utilizan molinos especiales denominados pulverizadores de plástico.
 |
| Molino pulverizador de plástico |
 |
| Discos de pulverizado |
El
polvo plástico es pesado para dosificar la cantidad exacta de material
dentro del molde. La cantidad de material a utilizar dependerá del
espesor de pared que se desea obtener. El agregado del material en polvo
en general se realiza en forma manual
 |
| Agregado de material en el molde |
El tamaño de partículas para rotomoldeo puede variar entre 150 y 500 micrómetros.
El tamaño y la distribución de tamaños de partícula juegan un papel fundamental sobre el flujo del polvo en el molde durante la etapa de calentamiento. Las partículas más finas se moverán con facilidad entre las gruesas y serán las primeras en fundir en contacto con el molde caliente. Estas partículas producen varios efectos deseables como son producir texturas finas con un mínimo de porosidad (mejor acabado superficial) y reducir los tiempos de ciclo. Sin embargo, hay al menos dos limitaciones prácticas por las que el tamaño de partícula no debe ser excesivamente fino. Por una parte, para conseguir partículas muy finas la excesiva cizalla y temperatura desarrollada por los equipos de molienda puede conducir a una pérdida de la resistencia de las partículas y a la degradación parcial de las mismas. Por otra parte, mover partículas muy finas por el interior del molde puede conducir a la aparición de altas cargas estáticas y a la aglomeración de las partículas. Esto provocaría una fusión y un espesor de pared poco uniformes. En contraste, si la proporción de partículas gruesas es demasiado grande el proceso de fusión será más lento y el contenido en burbujas y la porosidad superficial mayor.
El tamaño y la distribución de tamaños de partícula juegan un papel fundamental sobre el flujo del polvo en el molde durante la etapa de calentamiento. Las partículas más finas se moverán con facilidad entre las gruesas y serán las primeras en fundir en contacto con el molde caliente. Estas partículas producen varios efectos deseables como son producir texturas finas con un mínimo de porosidad (mejor acabado superficial) y reducir los tiempos de ciclo. Sin embargo, hay al menos dos limitaciones prácticas por las que el tamaño de partícula no debe ser excesivamente fino. Por una parte, para conseguir partículas muy finas la excesiva cizalla y temperatura desarrollada por los equipos de molienda puede conducir a una pérdida de la resistencia de las partículas y a la degradación parcial de las mismas. Por otra parte, mover partículas muy finas por el interior del molde puede conducir a la aparición de altas cargas estáticas y a la aglomeración de las partículas. Esto provocaría una fusión y un espesor de pared poco uniformes. En contraste, si la proporción de partículas gruesas es demasiado grande el proceso de fusión será más lento y el contenido en burbujas y la porosidad superficial mayor.
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| Polvo plástico |
La
materia prima utilizada también puede ser de forma líquida (tal el caso
del plastisol). Estos se pueden dosificar mediante una pistola
dosificadora volumétrica, que agrega al molde el volumen exacto de
plastisol requerido.
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| Dosificación de plastisol en molde |
Aditivos
Algunos aditivos tienen un efecto altamente beneficioso para las propiedades de las piezas rotomoldeadas. Por ejemplo, antioxidantes son frecuentemente adicionados a las resinas para rotomoldeo para retardar la degradación que inevitablemente ocurre en alguna extensión durante el ciclo de calentamiento. Estos antioxidantes previenen la degradación y además mantienen el peso molecular del material al evitar el craqueo. El efecto del antioxidante depende del tipo de resina y del tipo de antioxidante en cuestión, para algunas resinas la adición de un antioxidante puede incrementar la resistencia al impacto en diez veces, mientras que otro antioxidante puede incrementar esta propiedad en tan solo 20 %. Compuestos basados en aminas, fenoles y ésteres se usan en el rotomoldeo como agentes antioxidantes.
En algunas aplicaciones, la pieza rotomoldeada será expuesta por prolongados intervalos a la luz solar, lo que puede tener efectos negativos en el producto, pues la luz UV ataca la estructura del polímero. Algunos pigmentos como negro de humo y ftalocaininas pueden suministrar cierta protección, pero a la vez aceleran el proceso de degradación por oxidación. Se pueden emplear estabilizadores orgánicos como benzofenonas (particularmente efectivas contra la degradación fotoquímica). Si además se adicionan benzotiazoles, la unión de estos estabilizadores absorbe la radiación UV, haciéndola menos perjudicial. Actualmente se emplean igualmente aminas ramificadas, siendo estas últimas las más efectivas.
Otros aditivos pueden disminuir significativamente las propiedades de una pieza rotomoldeada. Un ejemplo de esta situación lo constituyen los rellenos, que cuando están presentes en una concentración alta pueden inhibir el proceso de fusión de las moléculas de la resina. Esta inhibición puede ser considerable cuando los rellenos están pobremente dispersos en la resina o tienden a formar agregados. Las concentraciones en las cuales estos rellenos llegan a ser significativos dependen de la naturaleza de la resina y del relleno, pero algunos rellenos como los pigmentos pueden ser perjudiciales a niveles por encima del 5% de concentración. Generalmente se emplean niveles de 0.25 % de pigmentos.
Algunos aditivos tienen un efecto altamente beneficioso para las propiedades de las piezas rotomoldeadas. Por ejemplo, antioxidantes son frecuentemente adicionados a las resinas para rotomoldeo para retardar la degradación que inevitablemente ocurre en alguna extensión durante el ciclo de calentamiento. Estos antioxidantes previenen la degradación y además mantienen el peso molecular del material al evitar el craqueo. El efecto del antioxidante depende del tipo de resina y del tipo de antioxidante en cuestión, para algunas resinas la adición de un antioxidante puede incrementar la resistencia al impacto en diez veces, mientras que otro antioxidante puede incrementar esta propiedad en tan solo 20 %. Compuestos basados en aminas, fenoles y ésteres se usan en el rotomoldeo como agentes antioxidantes.
En algunas aplicaciones, la pieza rotomoldeada será expuesta por prolongados intervalos a la luz solar, lo que puede tener efectos negativos en el producto, pues la luz UV ataca la estructura del polímero. Algunos pigmentos como negro de humo y ftalocaininas pueden suministrar cierta protección, pero a la vez aceleran el proceso de degradación por oxidación. Se pueden emplear estabilizadores orgánicos como benzofenonas (particularmente efectivas contra la degradación fotoquímica). Si además se adicionan benzotiazoles, la unión de estos estabilizadores absorbe la radiación UV, haciéndola menos perjudicial. Actualmente se emplean igualmente aminas ramificadas, siendo estas últimas las más efectivas.
Otros aditivos pueden disminuir significativamente las propiedades de una pieza rotomoldeada. Un ejemplo de esta situación lo constituyen los rellenos, que cuando están presentes en una concentración alta pueden inhibir el proceso de fusión de las moléculas de la resina. Esta inhibición puede ser considerable cuando los rellenos están pobremente dispersos en la resina o tienden a formar agregados. Las concentraciones en las cuales estos rellenos llegan a ser significativos dependen de la naturaleza de la resina y del relleno, pero algunos rellenos como los pigmentos pueden ser perjudiciales a niveles por encima del 5% de concentración. Generalmente se emplean niveles de 0.25 % de pigmentos.
SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE ROTOMOLDEO
Problemas de flujo del polvo / Alto contenido de hilos en las partículas:
- Afilar los cuchillos del molino pulverizador.
- Aumentar la temperatura durante el pulverizado.
Elevada proporción de partículas pequeñas (finos) de la resina en polvo:
- Aumentar la distancia entre cuchillos del molino pulverizador.
Elevada proporción de partículas grandes de la resina en polvo:
- Disminuir la distancia entre cuchillas del molino pulverizador.
- Seleccionar un tamiz más pequeño.
- Afilar los cuchillos o aumentar la temperatura durante el pulverizado para reducir la proporción de hilos o colas en las partículas.
Aglomerados en la resina en polvo:
- Disminuir la temperatura o aumentar el enfriamiento después del pulverizado de la resina.
Bajo caudal de resina pulverizada:
- Establecer el balance correcto de carga, temperatura, distancia entre cuchillos y tamaño del tamiz del molino pulverizador, para alcanzar el caudal óptimo de resina en polvo, para lo cual se recomienda el empleo de un diseño de experimentos, apoyo del proveedor del equipo pulverizador y/o de la resina.
Alabeo de la pieza:
- Disminuir la velocidad de enfriamiento.
- Mantener la rotación del molde durante el ciclo de enfriamiento.
- Garantizar el empleo de resinas en polvo cuyas propiedades (densidad aparente, tamaño y forma de partículas) se encuentren dentro de los intervalos definidos como aptos para resinas grados rotomoldeo.
- Aumentar la temperatura del medio de enfriamiento: aire o agua fría.
- Aplicar presión de aire a través de un pin, durante el enfriamiento
- Variar la relación y la velocidad de rotación del molde, dependiendo del tamaño de la pieza a moldear y las características del equipo, que permitan obtener un mejor cubrimiento de la resina.
- Suministrar adecuada ventilación. Garantizar que las vías de ventilación no están obstruidas. Para piezas de pared delgada (< ½”) se sugiere de 10 a 13 mm de diámetro de las zonas de venteo por m3 del volumen del molde.
- Disminuir la cantidad de agente desmoldante.
- Reducir el contenido de pigmento.
- Considerar pigmentos alternos.
- Revisar cuidadosamente el diseño del molde para prevenir excesivas variaciones en el espesor de pared.
- Evitar paneles largos y planos en el diseño de la pieza, de ser posible.
Piezas que se pegan en el molde:
- Reaplicar o emplear mayor cantidad de agente desmoldante. Quizás sea necesario remover y aplicar uno nuevo.
- Emplear un agente desmoldante efectivo a la temperatura y resina usada; aplicar de acuerdo con las instrucciones del proveedor.
- Mejorar el acabado superficial interno del molde.
- Suministrar una adecuada ventilación. Para piezas de pared delgada se sugiere de 10 a 13 mm de diámetro de las zonas de venteo por m3 del volumen del molde.
- Limpiar el molde periódicamente.
Decoloración de la superficie interna de la pieza:
- Disminuir la temperatura del horno y/o el ciclo de calentamiento, o purgar la pieza con gas inerte (N2).
- Emplear resina que contenga el tipo y la cantidad adecuada de antioxidante.
Rebaba en la pieza moldeada en la línea de partición del molde:
- Suministrar una adecuada ventilación y garantizar que las vías de ventilación no están obstruidas.
- Ajustar la presión de cierre del molde periódicamente.
- Limpiar los bordes del molde para prevenir fuga y/o acumulación, y aplicar nuevamente agente desmoldante.
- Reducir la presión interna del aire dentro del molde, en caso de ser usada.
Llenado incompleto en pasajes estrechos del molde (powder bridging):
- Modificar el molde incrementando la relación ancho / profundidad a lo largo de la apertura del molde. Diseñar las esquinas del molde con radios más generosos. Evitar arcos con anchos 4 veces menor al espesor de pared.
- Verificar las propiedades de flujo del polvo y asegurar el empleo de resinas con aceptable densidad aparente. La densidad típica de los polvos para rotomoldeo es de 0,35 a 0,4 g/m3.
Agujeros (vacíos) en la pieza, alrededor de los insertos:
- Corregir la colocación de los insertos y de las áreas de alivio que permitan el escape fuera del molde de los gases atrapados.
Partes subcuradas (fundido incompleto), con burbujas pequeñas en la pared de la pieza y/o apariencia particulada dentro de la pieza:
- Aumentar la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento.
- Emplear una resina en polvo más fina (menor tamaño de partículas).
- Aumentar la transferencia de calor con moldes de pared más delgada o fabricar el molde con un material con mayor coeficiente de transferencia de calor.
Burbujas en la línea de partición:
- Ventilar el molde a presión atmosférica.
- Ajustar la presión de cierre del molde periódicamente.
- Limpiar los bordes del molde para prevenir fuga y/o acumulación, y aplicar nuevamente agente desmoldante.
Pobre rigidez de la pieza:
- Añadir más material a la carga inicial.
- Emplear una resina de mayor densidad.
- Aumentar la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento.
- Revisar y modificar el diseño del molde, de ser necesario.
- Aumentar la transferencia de calor con moldes de pared más delgada o material de mayor coeficiente de transferencia de calor.
Largos ciclos del horno:
- Emplear una resina en polvo más fina (menor tamaño de partículas).
- Aumentar la temperatura del horno.
- Aumentar la transferencia de calor con moldes de pared más delgada o fabricar el molde con un material con mayor coeficiente de transferencia de calor.
Marcas y agregados de color en el material mezclado en físico (dry blend):
- Romper los agregados del pigmento antes de la mezcla. Emplear un mezclador de alta intensidad. Si no se puede alcanzar el balance de color deseado, emplear un material fundido coloreado.
- Sólo emplear polvos - resina, pigmento - secos (libres de humedad).
Espesor no uniforme de la pieza:
- Garantizar el empleo de resinas en polvo cuyas propiedades (densidad aparente, tamaño y forma de partículas) se encuentren dentro de los intervalos definidos como aptos para resinas grados rotomoldeo.
- Variar la relación y la velocidad de rotación del molde para obtener mejor cubrimiento de la resina.
- Revisar cuidadosamente el diseño del molde para prevenir excesivas variaciones en el espesor de pared.
Pobre resistencia al impacto:
- Emplear una resina de menor densidad o menor índice de fluidez.
- Aumentar la velocidad de enfriamiento para mantener baja la densidad de la resina.
- Revisar y modificar el diseño del molde, de ser necesario, eliminando esquinas agudas y pasajes estrechos.
- Disminuir la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento, o purgar la pieza con gas inerte (nitrógeno), si el deterioro en las propiedades es una consecuencia de la degradación de la resina debido a altas temperaturas.
- Aumentar la temperatura y/o tiempo de calentamiento para que ocurra la fusión completa de la resina (un alto grado de subcurado puede causar una pérdida significativa de la resistencia al impacto por la alta generación de burbujas).
- Seleccionar pigmentos que no afecten la resistencia al impacto.
- Emplear compuestos precoloreados (pigmento incorporado a la resina mediante mezclado en fundido).
- Aumentar la transferencia de calor con el uso de moldes de pared más delgada o fabricar el molde con un material de mayor coeficiente de transferencia de calor.
Fallas de la pieza a largo plazo:
- Disminuir la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento.
- Emplear resina estabilizada anti-UV, con aditivos y/o pigmentos que protejan a la resina de la degradación por luz UV.
- Emplear negro de humo de tamaño de partícula fino, bien disperso, para mejor protección.
- Emplear grados de PE resistentes al ESCR (Environmetal Stress Crack Resistence). No almacenar un agente promotor del ESCR en un contenedor moldeado con resina poco resistente a ESCR por largos períodos o a elevadas temperaturas.
- Modificar el diseño de áreas que contiene insertos. Examinar la pieza para verificar el diseño y los puntos concentradores de esfuerzos.
- Chequear el tipo de antioxidante y el nivel empleado.
- Reducir el nivel de agente desmoldante, si se emplea.
- Usar pigmentos que se mezclen bien con la base polimérica. Emplear compuestos precoloreados (pigmento incorporado a la resina mediante mezclado en fundido).
Problemas de flujo del polvo / Alto contenido de hilos en las partículas:
- Afilar los cuchillos del molino pulverizador.
- Aumentar la temperatura durante el pulverizado.
Elevada proporción de partículas pequeñas (finos) de la resina en polvo:
- Aumentar la distancia entre cuchillos del molino pulverizador.
Elevada proporción de partículas grandes de la resina en polvo:
- Disminuir la distancia entre cuchillas del molino pulverizador.
- Seleccionar un tamiz más pequeño.
- Afilar los cuchillos o aumentar la temperatura durante el pulverizado para reducir la proporción de hilos o colas en las partículas.
Aglomerados en la resina en polvo:
- Disminuir la temperatura o aumentar el enfriamiento después del pulverizado de la resina.
Bajo caudal de resina pulverizada:
- Establecer el balance correcto de carga, temperatura, distancia entre cuchillos y tamaño del tamiz del molino pulverizador, para alcanzar el caudal óptimo de resina en polvo, para lo cual se recomienda el empleo de un diseño de experimentos, apoyo del proveedor del equipo pulverizador y/o de la resina.
Alabeo de la pieza:
- Disminuir la velocidad de enfriamiento.
- Mantener la rotación del molde durante el ciclo de enfriamiento.
- Garantizar el empleo de resinas en polvo cuyas propiedades (densidad aparente, tamaño y forma de partículas) se encuentren dentro de los intervalos definidos como aptos para resinas grados rotomoldeo.
- Aumentar la temperatura del medio de enfriamiento: aire o agua fría.
- Aplicar presión de aire a través de un pin, durante el enfriamiento
- Variar la relación y la velocidad de rotación del molde, dependiendo del tamaño de la pieza a moldear y las características del equipo, que permitan obtener un mejor cubrimiento de la resina.
- Suministrar adecuada ventilación. Garantizar que las vías de ventilación no están obstruidas. Para piezas de pared delgada (< ½”) se sugiere de 10 a 13 mm de diámetro de las zonas de venteo por m3 del volumen del molde.
- Disminuir la cantidad de agente desmoldante.
- Reducir el contenido de pigmento.
- Considerar pigmentos alternos.
- Revisar cuidadosamente el diseño del molde para prevenir excesivas variaciones en el espesor de pared.
- Evitar paneles largos y planos en el diseño de la pieza, de ser posible.
Piezas que se pegan en el molde:
- Reaplicar o emplear mayor cantidad de agente desmoldante. Quizás sea necesario remover y aplicar uno nuevo.
- Emplear un agente desmoldante efectivo a la temperatura y resina usada; aplicar de acuerdo con las instrucciones del proveedor.
- Mejorar el acabado superficial interno del molde.
- Suministrar una adecuada ventilación. Para piezas de pared delgada se sugiere de 10 a 13 mm de diámetro de las zonas de venteo por m3 del volumen del molde.
- Limpiar el molde periódicamente.
Decoloración de la superficie interna de la pieza:
- Disminuir la temperatura del horno y/o el ciclo de calentamiento, o purgar la pieza con gas inerte (N2).
- Emplear resina que contenga el tipo y la cantidad adecuada de antioxidante.
Rebaba en la pieza moldeada en la línea de partición del molde:
- Suministrar una adecuada ventilación y garantizar que las vías de ventilación no están obstruidas.
- Ajustar la presión de cierre del molde periódicamente.
- Limpiar los bordes del molde para prevenir fuga y/o acumulación, y aplicar nuevamente agente desmoldante.
- Reducir la presión interna del aire dentro del molde, en caso de ser usada.
Llenado incompleto en pasajes estrechos del molde (powder bridging):
- Modificar el molde incrementando la relación ancho / profundidad a lo largo de la apertura del molde. Diseñar las esquinas del molde con radios más generosos. Evitar arcos con anchos 4 veces menor al espesor de pared.
- Verificar las propiedades de flujo del polvo y asegurar el empleo de resinas con aceptable densidad aparente. La densidad típica de los polvos para rotomoldeo es de 0,35 a 0,4 g/m3.
Agujeros (vacíos) en la pieza, alrededor de los insertos:
- Corregir la colocación de los insertos y de las áreas de alivio que permitan el escape fuera del molde de los gases atrapados.
Partes subcuradas (fundido incompleto), con burbujas pequeñas en la pared de la pieza y/o apariencia particulada dentro de la pieza:
- Aumentar la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento.
- Emplear una resina en polvo más fina (menor tamaño de partículas).
- Aumentar la transferencia de calor con moldes de pared más delgada o fabricar el molde con un material con mayor coeficiente de transferencia de calor.
Burbujas en la línea de partición:
- Ventilar el molde a presión atmosférica.
- Ajustar la presión de cierre del molde periódicamente.
- Limpiar los bordes del molde para prevenir fuga y/o acumulación, y aplicar nuevamente agente desmoldante.
Pobre rigidez de la pieza:
- Añadir más material a la carga inicial.
- Emplear una resina de mayor densidad.
- Aumentar la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento.
- Revisar y modificar el diseño del molde, de ser necesario.
- Aumentar la transferencia de calor con moldes de pared más delgada o material de mayor coeficiente de transferencia de calor.
Largos ciclos del horno:
- Emplear una resina en polvo más fina (menor tamaño de partículas).
- Aumentar la temperatura del horno.
- Aumentar la transferencia de calor con moldes de pared más delgada o fabricar el molde con un material con mayor coeficiente de transferencia de calor.
Marcas y agregados de color en el material mezclado en físico (dry blend):
- Romper los agregados del pigmento antes de la mezcla. Emplear un mezclador de alta intensidad. Si no se puede alcanzar el balance de color deseado, emplear un material fundido coloreado.
- Sólo emplear polvos - resina, pigmento - secos (libres de humedad).
Espesor no uniforme de la pieza:
- Garantizar el empleo de resinas en polvo cuyas propiedades (densidad aparente, tamaño y forma de partículas) se encuentren dentro de los intervalos definidos como aptos para resinas grados rotomoldeo.
- Variar la relación y la velocidad de rotación del molde para obtener mejor cubrimiento de la resina.
- Revisar cuidadosamente el diseño del molde para prevenir excesivas variaciones en el espesor de pared.
Pobre resistencia al impacto:
- Emplear una resina de menor densidad o menor índice de fluidez.
- Aumentar la velocidad de enfriamiento para mantener baja la densidad de la resina.
- Revisar y modificar el diseño del molde, de ser necesario, eliminando esquinas agudas y pasajes estrechos.
- Disminuir la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento, o purgar la pieza con gas inerte (nitrógeno), si el deterioro en las propiedades es una consecuencia de la degradación de la resina debido a altas temperaturas.
- Aumentar la temperatura y/o tiempo de calentamiento para que ocurra la fusión completa de la resina (un alto grado de subcurado puede causar una pérdida significativa de la resistencia al impacto por la alta generación de burbujas).
- Seleccionar pigmentos que no afecten la resistencia al impacto.
- Emplear compuestos precoloreados (pigmento incorporado a la resina mediante mezclado en fundido).
- Aumentar la transferencia de calor con el uso de moldes de pared más delgada o fabricar el molde con un material de mayor coeficiente de transferencia de calor.
Fallas de la pieza a largo plazo:
- Disminuir la temperatura del horno o el ciclo de calentamiento.
- Emplear resina estabilizada anti-UV, con aditivos y/o pigmentos que protejan a la resina de la degradación por luz UV.
- Emplear negro de humo de tamaño de partícula fino, bien disperso, para mejor protección.
- Emplear grados de PE resistentes al ESCR (Environmetal Stress Crack Resistence). No almacenar un agente promotor del ESCR en un contenedor moldeado con resina poco resistente a ESCR por largos períodos o a elevadas temperaturas.
- Modificar el diseño de áreas que contiene insertos. Examinar la pieza para verificar el diseño y los puntos concentradores de esfuerzos.
- Chequear el tipo de antioxidante y el nivel empleado.
- Reducir el nivel de agente desmoldante, si se emplea.
- Usar pigmentos que se mezclen bien con la base polimérica. Emplear compuestos precoloreados (pigmento incorporado a la resina mediante mezclado en fundido).
PRODUCTOS
Los
productos que se pueden fabricar utilizando moldeo rotacional incluyen
tanques de almacenamiento, depósitos y contenedores de basura, piezas de
aviones, piezas de muñecas, conos de carretera, balones, cascos, botes
de remos y cascos de kayak, sillas y sillones. Los toboganes y otras
áreas de juegos para niños también son en general moldeados por
rotomoldeo.
 |
| Artículos obtenidos por rotomoldeo |
¿Alguien conoce alguna empresa de rotomoldeo en España?
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