Unidad 3 Fundicion

8/17/2019 Unidad 3 Fundicion

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Manufactura de Materiales Unidad 2

Procesos d e Manufactura y Produc ciónde Materiales

Principios

pedagógicosrespaldados

Recursos de apoyo

Texto

Duración

en horas:

18 horas

clase

9 horas

taller

Fabric ará un pro du cto de

metal mediante el proc eso

de fund ición en arena

Aprender a aprender

Aprender a hacer

Aprender a convivir

Aprender a ser y bien

ser

Autor: Groover, Mikell.

“Fundamentos de Manufactura

Moderna”.

Pearson Education. México, 1997.

1. Fundición en moldes de

arena

2. Fundición en molde

permanente

3. Métodos especiales demoldeo.

4. Moldeo de plásticos

Referencias

Matices respaldados Kazanas, H. C.

Procesos básicos de manufactura

Ed. McGraw Hill. México, 1983

Doyle, Keyser y Leach.

Procesos de Manufactura y

Materiales para Ingenieros

Ed. Prentice Hall. México, 1988

Askeland, Donald R.

Ciencia e Ingeniería de los

Materiales.

Thompson Editores. México, 2003

Internacionalización

Actitud Emprendedora

Mejora Continua

Vinculación social y

profesional

Contenido

1




Se denomina Fundición al proceso de fabricar piezas, metálicas, fundiendo el material

para después vaciarlo en un hueco, llamado molde, donde se solidifica.

El termino fundición se aplica a metales, y el término moldeo aplica a plásticos.Partes de vidrio o materiales cerámicos, también pueden formarse mediante este

proceso.

El material fundido, se hace fluir por gravedad o presión, dentro del molde.

La fundición permite fabricar partes de geometría compleja, ya sea externa o interna.

Algunos procesos de fundición pueden producir partes de forma neta, es decir norequerir de operaciones posteriores para cumplir con los requisitos geométricos y

dimensionales del producto final.

El peso de las partes que pueden fabricarse por fundición puede ser mayor a las 100

toneladas.

El proceso de fundición puede realizarse con cualquier metal que pase al estadoliquido al calentarlo.

Algunos métodos de fundición son altamente adaptables a la producción en masa.

Prácticamente todo metal y aleación puede moldearse en molde de arena (aceros,

níquel, titanio, oro, plata, zinc, plomo…).

Uno de los problemas mas comunes en la fundición, es la formación de burbujas en laspartes, debido a la captura de gases dentro del material, al vaciarse en el molde

Fundición en moldes de arena

2





3

Fundición

terminada

1

43

2

765 98

10

Secuencia del proceso de fundiciónDibujo deingeniería




4


De los procesos de fundición, el más tradicional es la fundición en arena, gracias a que la

arena es un material refractario muy abundante en la naturaleza y mezclada con arcilla,

adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder permeabilidad, lo que permite la salida delos gases del molde al tiempo que el material fundido se vierte en el mismo.

La fundición en arena, representa la mayor parte del tonelaje total de manufactura de

fundición en el mundo.

El Modelo o plantilla

A partir del dibujo del ingeniería, se construye un modelo de la parte a producir, usando

madera, aluminio o un plástico expandible, (por ejemplo polietileno). El metal fundido se

contraerá al solidificarse y si el enfriamiento no es uniforme, la parte puede salir torcida

o chupada. Para prevenir las contracciones, el modelo se hace ligeramente mas grande

que el producto terminado. Los moldes pueden incluir corazones que dejaran huecos

dentro de las partes, para facilitar la colocación de los corazones en los moldes, los

modelos incluyen secciones para formar los sitios donde se asienten dentro del molde.

Las vías de entrada del metal en la cavidad del molde, constituyen el sistema de vaciado

e incluyen el pasaje de alimentación de metal fundido, varios puntos de alimentación,

para sostener una buena distribución del metal. El gas y vapor generado durante la

fundición saldrá a través de la arena o mediante vía de extracción, las cuales se agregan

ya sea en el modelo mismo o como partes separadas.





Corazones

El corazón es un elemento que se usa en el proceso de fundición y moldeo para generar

cavidades internas. Generalmente son desechables y se destruyen una vez obtenida lapieza. Su principal desventaja radica en el incremento de costo de la fundición por su

elaboración, y añadidura de material. hay varios tipos de corazones, la selección del tipo

correcto de corazón depende de la cantidad de partes a producir, la precisión requerida, el

acabado de superficie necesario y el tipo de metal a fundir. Algunos corazones pueden

requerir de soportes, para mantenerse en su lugar y/o en la posición correcta, para ello

pueden agregarse soportes del mismo material a colar o un material con menor punto defusión lo que permitirá que los soportes se integre a la parte resultante de la fundición.

Corazones de

arena verde Tapa

Ajuste

Base

Modelo

Corazón

5




Tipos de corazones.

Corazón de arena verde. Se elabora con arena y arcilla húmedas, Su mayor desventaja es

su falta de resistencia que hace muy difícil usarlo para la fundición de partes con

características delgadas muy largas, y el que dejan material en la parte procesada, el cual

deberá removerse posteriormente. Se usan comúnmente para formar agujeros pasados.

Corazones de arena seca. Superan algunas de las desventajas de los corazones de arena

verde. Se forman por separado y se insertan en el molde en los sitios formados con el

modelo, denominados registros. Se elaboran mezclando arena con algún aglutinante en

un molde de corazones elaborado en metal o madera; y después se endurecen por

calentamiento, puede dárseles un terminado con un recubrimiento de grafito, arena

sílica o mica para obtener una superficie mas suave y mayor resistencia al calor.

Corazones evaporativos. Se elaboran en un material con bajo punto de fusión, plástico o

cera, (método de la cera perdida), el cual se evapora al realizar el vaciado. El método de

la cera perdida es muy utilizado en la realización de esculturas de bronce, cuando la

escultura es hueca, la cera recubre un corazón de arena seca u otro material resistente a

altas temperatura, de manera que la fundición llene solo el recubrimiento de cera.

6




Características de los corazones:

Los corazones de arena verde, deben tener resistencia

para soportar el transporte y manejo de los mismos.

Los corazones secos, endurecidos deben ser suficientemente fuertes para soportar las

fuerzas de la fundición; su resistencia a la compresión oscila entre 100 y 300 psi.

Deben ser altamente permeables, para permitir el escape de los gases.

Con el enfriamiento del molde y la pieza, el corazón debe ser suficientemente débil

para romperse mientras la parte se contrae, y facilitar su extracción.

Deben tener buenas características refractarias ya que se el metal fundido les rodea

durante el moldeo.

La superficie del corazón debe ser tersa…

y

Generar el mínimo de gases durante el vaciado del metal.

7




Las arenas de moldeo se preparan con arena sílice y arcilla. Por sus propiedades la

arena facilita el moldeo mientras la arcilla proporciona cohesión y plasticidad a la

mezcla dándole la resistencia suficiente para mantener la forma de la parte que desea

moldearse.

Las fórmulas para las arenas de moldeo se desarrollan por experimentación a base de

prueba y error y bajo condiciones de trabajo, ya que en su adecuada operación

influyen mucho las condiciones ambientales, (humedad, calor,...). Una formula típica,

por volumen puede ser: 89% de arena, 4% de agua, 7% de arcilla.

La resistencia de la arena de moldeo, depende de:

1. El tamaño de grano y su forma, (Fino, Medio o Grueso)

2. El Contenido de húmeda

3. La densidad de la arena después del apisonado.

Arenas de moldeo… Características

8

La resistencia y densidad de la arena puede mejorarse con

un tamaño de grano menor y mayor contenido de arcilla.

un alto contenido de humedad, afecta estas características

disminuyéndoles.




Los componentes principales en las fórmulas de arenas de moldeo son:

Arena Nueva: de ríos, mar u otras canteras.

Arena Reciclada: arena recuperada después de una fundición.

Tierra Blanca: es una arcilla de uso común en la alfarería.

Carbón Marino: ayuda a reducir la ocurrencia de penetración de metal,

proporciona permeabilidad y contribuye a mejorar el acabado superficial. Bentonita: derivado de la arcilla, como aglutinante.

Agua: Componente fundamental para obtener una buena cohesión. La

humedad contribuye en el manejo de la arena para construir los moldes.

Arenas de moldeo

Componentes de la arena de fundición

9




Los indicadores de calidad mas importantes en las arenas de moldeo son:

1. Textura. Definida por el tamaño de grano y su distribución, la textura elegida para una

aplicación debe proveer la porosidad y resistencia requeridas en el molde y el acabado

superficial deseado en la fundición.

2. Permeabilidad. Capacidad del molde para permitir que el aire caliente y los gases de

fundición pasen a través de los poros de la arena.

3. Estabilidad Térmica. Capacidad de la arena en la superficie de la cavidad del molde pararesistir el agrietamiento y deformación al contacto con el metal fundido.

4. Retractabilidad. Capacidad de la arena para dejar que la fundición se contraiga sin que el

molde se agriete. también se refiere a la facilidad para remover la arena de la fundición

durante la limpieza el molde.

5. Reutilizable. Capacidad de la arena para ser reutilizada, abatiendo el costo de la fundición.

6. Refractabilidad. Capacidad de la arena de soportar las altas temperaturas del metal liquido

sin fusionarse con el mismo, el índice de refracción térmica de la arena silica es el mas alto

7. Fluidez o Plasticidad. Propiedad de la arena fluir alrededor del molde y adaptarse al

modelo conforme es apisonada, la fluidez puede mejorarse agregando arcilla y agua.

8. Colapsable. Capacidad de la arena para desmoronarse después del enfriamiento.

9. Conductividad térmica. Capacidad necesaria para remover el calor después de la colada

Indicadores de calidad de la arena de fundición

Arenas de fundición

10




En la fundición en arena, la pieza de equipo básica es el molde, este se tiene varios

componentes. En molde se divide en dos, por la mitad, La bóveda, (molde superior), y la

bancada o draga, (molde inferior). Cada mitad se contendrá en una caja de moldeo, la cual

en si misma esta dividida sobre una superficie de partición. La cavidad del molde se hace

compactando la arena alrededor del modelo en cada mitad de la caja de molde. Si se quiere

reducir el peso de la parte o ahorrar material, se dejan huecos dentro de la fundición

usando corazones.

El metal fundido se vacía hacia la cavidad del molde sobre la copa de colada y fluye a través

del canal de colada, la copa se forma haciendo una depresión en la mitad superior del

molde, el metal pasa hacia el canal principal de alimentación y por pequeños canales de

distribución, al final de cada uno de estos, el metal fundido entra a la cavidad pasando por

una formación semejante a una tobera para controlar el flujo y minimizar la turbulencia, a

menudo conectada a un sistema de cámaras elevadas, llamadas mazarotas, que se llenan

con el metal fundido y operan como una fuente adicional de metal, durante la solidificaciónayudando a compensar la contracción de material que ocurre durante el enfriamiento.

Pueden además agregarse delgados canales de ventilación para permitir el escape de los

gases que se formen. El metal fundido que haya quedado en los canales, (de colada,

alimentación, distribución y mazarotas), se solidificara pegado a la fundición y deberá

removerse de la parte una vez esta sea extraída del molde.

El Molde de arena… componentes nomenclatura

11




12Molde Abierto Molde Cerrado

Canal de

colada

Caja

moldeo

Molde superior

Molde inferior

Molde de arena Cuchara

Metal fundido

Parte fundida

fundiciónLínea de partición

El Molde de arena…componentes nomenclatura

Moldes abierto y cerrado

El molde abierto es utilizado en la manufactura

de lingoteras y perfiles estructurales.




13

Los moldes se distinguen por su elaboración y tipo de arena utilizada, existen tres tipos

básicos de moldes de arena: molde de arena verde, caja fría y moldes no cocidos

Moldes de arena verde: son el tipo mas común, elaborados con arena, arcilla y agua, el

termino verde, se refiere al hecho de que al vaciarse el metal en su interior, la arena esta

húmeda, este es el método mas económico de moldeo.

Moldes de arena seca o película seca: son aquellos en los que la superficie del molde se

seca, ya sea dejándolo al aire o secándola con soplete. Por su mayor resistencia, se utilizan

en la fundición de piezas grandes . Los moldes de arena pueden secarse también en horno, antes de vaciar el metal fundido,

ello confiere mayor resistencia al molde y se obtiene un mejor acabado y precisión

dimensional en la parte, sin embargo las fundiciones tienen mayor tendencia a sufrir

fracturas en caliente debido a la menor colapsibilidad del molde, reduciendo la eficiencia

de producción.

En el proceso de molde de caja fría, la arena se mezcla con aglutinantes orgánicos e

inorgánicos para mejorar su resistencia, son moldes mas precisos que los de arena verde,

pero también mas costosos.

En el proceso de molde no cocido, la arena se mezcla con resina sintética, logrando que se

endurezca a temperatura ambiente.

Los procesos de molde no cocido y caja fría se conocen como procesos de curado en frio.

Moldes de arena… tipos de moldes




REPORTE DE PRACTICA:

• Nombre de la práctica

• Introducción

•Marco teórico

• Objetivo

• Materiales utilizados

• Procedimiento realizado

• Conclusión o comentarios individuales

•

Bibliografía utilizada

• Observaciones/Conclusiones:

Se entregará un reporte de práctica por equipo a más tardar una semanadespués de realizada su práctica.

En el reporte debe incluirse las conclusiones o comentarios, de cada uno de los

participantes indicando el nombre y matrícula en cada conclusión.14

Práctica: Fabricación de Molde de Arena


Material:

• Arena negra y café.

• Talco.

• Aplanador, (peso).

• Agua.

• Cajas para el molde.

• Modelo de madera.• Coladores.

f d i l id d




Fundición… en moldes Permanentes

Son moldes de metal, pueden ser de hierro colado, acero, bronce o alguna aleación de metal

refractario; los corazones se hacen del mismo metal del molde o pueden ser de arena, las

superficies de la cavidad y los corazones se recubren con una fina capa de material resistenteal calor, (silicato de sodio o arcilla), y antes del vaciado, los moldes se precalientan a 200 ºC

(392 ºF), la cavidad de estos moldes no sigue las mismas reglas de contracción que se aplican

en moldeo en arena, ya que el molde se expande al calentarse durante la colada, de modo

que la cavidad no requiere ser tan grande como en los moldes de arena. Sin embargo debe

cuidarse de asegurar un buen balance térmico con agua de enfriamiento externa o técnicas

de radiación adecuadas.Las fundiciones en moldes permanentes, a pesar de no ser tan flexibles como las fundiciones

en arena, en el sentido de poder usar distintos modelos, abaten el costo de producir partes si

las tasas de producción son altas, 1000 o mas partes, el punto de equilibrio depende de la

complejidad de la parte, entre mas compleja sea esta, mas favorecido será el uso de moldes

permanentes.

El espesor de pared mínimo puede ser de 3mm en longitudes de menos de 75 mm, los radiosvariar desde el espesor de pared para radios internos, hasta 3 veces el espesor de pared para

radios externos. Las tolerancias típicas son del 2 % de las dimensiones lineales. El acabado

superficial varia entre 100 µin y 250 µin. Los tamaños comunes varían entre 1.5 onzas y 150

lb. los materiales típicos usados para partes pequeñas y medianas son aluminio, magnesio y

bronce y sus aleaciones. Las partes comunes incluyen engranes, husillos, volantes, cajas de

transmisión, conexiones de tubería, pistones automotrices…

15

M f d M i l U id d 2




Fundición… en moldes Permanentes

Procesos especiales de fundición en moldes permanentes

La fundición en moldes permanentes hechos de metal se usa en la producción masiva de

partes de tamaño pequeño o regular, de buena calidad y con metales de bajo punto defusión. Son procesos muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. A

continuación se mencionan algunos de los más utilizados.

1. Fundición de baja presión o moldeo por inyección. En este proceso el metal líquido se

inyecta a presión en un molde metálico, (matriz), la inyección se hace a una presión de entre

10 y 14 Mpa, mantener la presión hasta la solidificación ayuda a evitar contracciones en laparte; las piezas obtenidas con este procedimiento son de gran calidad en su acabado y

dimensiones. Es de los métodos más usados en la producción de grandes cantidades de

piezas fundidas, pueden utilizarse dos tipos de sistema de inyección en la fundición en

matrices.

1. Cámara caliente 2. Cámara fría

El método de cámara caliente se realiza sumergiendo un tubo de alimentación en el metalfundido y con gas a presión se empuja el metal por el tubo hacia la matriz. Las aleaciones

más usadas con este método son las de zinc, estaño y plomo. Se pueden producir piezas de

20 a 40 kg con presiones superiores a los 35 Mpa.

En el proceso con cámara fría se lleva metal fundido por medio de un cuchara hasta el

cilindro de inyección que empuja al metal a la matriz, pueden producirse piezas desde unos

cuantos gramos hasta 10 kg y sólo se recomienda para trabajos de baja producción.16

M f t d M t i l U id d 2




17

Moldeo por inyección en cámara fría

Embolo de

inyección

Cuchara

de colada

Cavidad del dado

Metal fundido

Orificio de colada

Embolo

sumergido

Horno

Metal

Alimentación

Crisol

Moldeo por inyección en cámara caliente

Fundición… en moldes Permanentes, otros métodos

Punzón

Matriz

Eyector

Resistencias

de

calentamiento

Pieza

Vertedero

de colada

Fundición Prensada

M f t d M t i l U id d 2





2. Formado de metal Semisólido o fundición hueca: Es un método de producción de piezas

metálicas huecas sin corazones fijos. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es

volteado cuando se empieza a solidificar. El metal que no ha solidificado sale del molde paraser utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza, lográndose

piezas con paredes delgadas de metal. Este proceso es muy útil para piezas ornamentales

huecas como son candelabros, lámparas, estatuas, etc.

3. Fundición Corthias o Fundición prensada: Es un proceso para producir piezas huecas

pero de mayor calidad que la fundición hueca. Se vacía una cantidad específica de metal

fundido en el interior de un molde con un extremo abierto en el que se introduce un

punzón que obliga al metal fundido a distribuirse uniformemente en todo el molde, una vez

que inicia a solidificarse el metal del molde, se extrae el punzón, obteniéndose una pieza de

buen acabado superficial y con tolerancias muy cerradas. Este sistema de fundición es

considerado artesanal y es rentable cuando se fabrican pocas piezas.

4. Fundición al vacio: Es una variación de la fundición con molde permanente y similar a lafundición de baja presión, pero aplicando vacio en lugar de presión. Los colados de paredes

delgadas se obtienen fácilmente con este método, con altas eficiencias e producción. Al

utilizar vacio se obtiene un metal de mayor pureza. Las propiedades mecánicas de las

fundiciones son del 10 al 15 % superiores al método tradicional de molde permanente. Los

tamaños de las piezas varían desde 200 g hasta 4.5 k. este es un método muy usado en la

elaboración de joyas y partes de superaleaciones como son alabes de turbinas...18

Man fact ra de Materiales Unidad 2




Fundición centrífuga. Este método aprovecha la fuerza centrífuga que puede generarse al hacer

girar el metal en torno a un eje. Hay tres tipos de fundición centrífuga:

Fundición centrífuga real Fundición semicentrífuga CentrifugadoI. Fundición centrífuga real. Este procedimiento se usa para la fabricación de tubos sin costura,

y objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme al hacer

girar el molde sobre su eje de rotación.

II. Fundición semicentrífuga. Es un método en el que el material fundido se hace llegar a los

extremos de los moldes por fuerza centrífuga, en los extremos se colocan los moldes de las

partes que se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad.

III. Centrifugado. Sistema donde por medio de una línea de alimentación, (tallo), se hace llegar

metal fundido a racimos de piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el

sistema se genera fuerza centrífuga, que es utilizada para alimentar uniformemente de metal

las cavidades de los moldes.


vertedero

Fundición centrifuga

real o verdadera

Fundición semicentrifuga y centrifuga 19






Moldeo en cascara de arena. Este proceso se desarrollo durante la II guerra mundial, y puede

encontrarse citado como moldeo Croning. El material de moldeo es una arena muy fina y pura conun aglomerante de resina polimérica,

el método se utiliza también en la

elaboración de corazones. Consiste en

realizar el modelo en una placa de

metal, fijándole después en una placa,

ambas se calientan a temperaturas de

250º a 300º, luego, se recubre el

modelo con una capa antiadherente y

enseguida se coloca encima la mezcla

de moldeo, la mezcla se endurece por

el efecto de polimerización de la resina

al entrar en contacto con el modelo, de

este modo se obtiene una cascara de

material endurecido de variosmilímetros de espesor, la cascara se

separa del modelo y se forma la otra

mitad de manera similar, una vez se

tiene las dos partes, se montan sobre

una caja de moldeo, con un relleno de

arena para darle soporte al molde.

Placa modelo caliente

Arena con resina

aglutinante

Realización de la cascara de arena 20





Métodos especiales de fundición…

21

Proceso de fundición a la cera perdida. Este es un proceso artesanal muy antiguo que se ha

usado mucho en la fabricación de piezas artísticas. En proceso consiste en fabricar tanto el modelo

como todo el sistema de alimentación en cera, el modelo debe tener exactamente las

características deseadas en la pieza a fabricar. Una vez terminado, el modelo de cera, este se cubre

con un material refractario, usualmente esto se realiza sumergiendo los modelos de cera en una

suspensión de arena sílica. Modelo y recubrimiento se hornean en posición invertida para eliminar

la cera, (a 100ºC), y endurecer la cerámica, (a 1000ºC). Este modelo recubierto se recubre de

arena para darle mayor soporte y a continuación realizar la colada en el, ello se puede hacer por

centrifugado, o a presión para

facilitar el llenado, finalmente serompe el molde, obteniéndose así

la pieza deseada. Es un proceso

utilizado en la fabricación de

piezas ornamentales únicas o con

pocas copias.

Cuando se desea hacer variaspiezas, se fabrica un molde en

metal, (aluminio), a partir del cual

puedan fabricarse los modelos de

cera.

Molde metálico

Componente de cera

Armado del

Molde de cera

Recubrimientocerámico

Horneado delMolde

Recubrimiento delMolde con arena

Colada Extracción dela parte





22

Proceso de fundición

en arena con modelo

evaporativo

Modelo de

Poliestireno Arena de

soporte

Metal

Fundido

Caja de

moldeo

Métodos especiales de fundición… Proceso de fundición con modelo consumible o evaporativo. En este proceso se utiliza un

modelo de poliestireno, el cual se evapora al contacto con el metal fundido, dejando una

cavidad para la fundición. El proceso se conoce comercialmente como proceso de moldelleno, y antes era conocido como proceso de poliestireno expandido. Lo modelos se hacen

con perlas de poliestireno crudo desechable, las cuales se introducen en un dado, (fabricado

en aluminio), con la forma de la parte, este se precalienta y las perlas se expanden con el

calor fundiéndose y uniéndose entre si, formando el modelo de poliestireno, se pueden

realizar modelos complejos uniendo diversas partes de poliestireno. El modelo se recubre

con arcilla refractaria y se coloca en una caja de moldeo, la cual se rellena con arena sueltarodeando y dando soporte al modelo, la arena puede mezclarse con agentes aglutinantes y

se compacta de manera uniforme. Después y sin sacar el poliestireno, se realiza la colada.





Proceso de cáscara cerámica. Es un método similar al de la cera perdida, pero en este

proceso el modelo de cera o material de bajo punto de fusión se introduce varias veces en

una lechada refractaria, (ejemplo: yeso con polvo de mármol), que recubre el modelo cadavez que se introduce formando una capa de la mezcla y generando una cascara sobre el

modelo. Después, el modelo y su cáscara se meten en un horno con lo que el material

refractario se endurece y el modelo se derrite. Obteniéndose un molde listo para vaciar en

el, metal fundido y producir una parte sólida o hueca.

Fundición en molde de yeso. Cuando se desea la fabricación de varios tipos de piezas detamaño reducido y de baja calidad en su terminado superficial, puede usarse el proceso de

fundición en molde de yeso. Este consiste en la incrustación de las piezas modelo que se

desean fundir, en una caja llena con pasta de yeso, cuando se ha endurecido el yeso, se

extraen las piezas que sirvieron de modelo y por gravedad se llenan las cavidades con metal

fundido. El sistema anterior puede producir grandes cantidades de piezas fundidas con las

formas deseadas.

23

Métodos especiales de fundición…





Industrialmente, se denomina como plásticos a aquellos materiales sintéticos que se obtienen

mediante la polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en largas

cadenas moleculares de compuestos orgánicos, los plásticos pueden ser derivados del petróleo uotras sustancias naturales.

Obtención y fabricación del plástico. La obtención de plásticos y sus manufacturados implica

cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, adecuación

del polímero para su uso industrial y el moldeo o deformación del plástico hasta su forma

definitiva.

Materias primas. Originalmente, los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen

vegetal, tales como como la celulosa (del algodón), el furfural, (de la cáscara de avena), aceites

de semillas y de derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche fue una de las

materias primas no vegetales utilizadas.

Aun y cuando la producción del nylon se basaba inicialmente en carbón, aire y agua, y de que el

nylon 11, todavía se fabrica con semillas de ricino; en la actualidad, la mayoría de los plásticos seelaboran a partir de derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo han sido

baratas y abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un

límite, los centros de investigación buscan desarrollar otras fuentes de materias primas.

Síntesis del polímero. El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Se

tienen dos métodos básicos de polimerización que son las reacciones de condensación y las de

adición. Estos métodos pueden realizarse de distintas formas.

Moldeo de plásticos…

24





Adecuación del polímero para su uso industrial, Aditivos. Es común utilizar aditivos

químicos para obtener determinada propiedad en el polímero. Por ejemplo, los

antioxidantes protegen el polímero de la degradación química causada por el oxígeno. Los

estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes generan un polímero más

flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. También se

utilizan como aditivos sustancias ignífugas y antiestáticas. Muchos plásticos se fabrican en

forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo a la

matriz de la resina plástica, (normalmente fibra de vidrio o de carbono). Los materiales

compuestos tienen la resistencia y estabilidad de los metales, pero por lo general son más

ligeros.

Los plásticos pueden clasificarse en tres grupos:

a) Termoplásticos. Es un material plástico que puede moldearse a temperatura ambiente,

se licua si se calienta y se endurece si es enfriado lo suficiente.b) Termofijos. Son materiales rígidos de estructura molecular compleja, tipo red, que se

forma en el proceso de moldeo.

c) Elastómeros. Son aquellos polímeros que tienen un comportamiento elástico, ya que se

deforman al aplicarles una carga, recuperando su forma original al remover la misma.


25





Moldeo de plásticos… Los métodos usados para obtener la forma y acabado final de los plásticos depende de tres

factores: tiempo, temperatura y deformación; entre los métodos más comunes se

encuentran los siguientes procesos de manufactura de plásticos.

Vaciado. Es un proceso básico, mediante el cual se fabrican piezas de grandes

espesores.

Calandreo. Este es un proceso primario continuo, mediante el cual se producen laminas

y películas por medio de rolado.

Termoformado. Con este proceso, una lamina de material termoplástico se moldea

mediante la aplicación de temperatura y presiónExtrusión. En este proceso, la resina se funde mediante fricción y temperatura a través

de un tornillo rodeado de resistencias de calentamiento, para después forzar

el material plástico a pasar a través de un molde de forma definida. una

máquina de extrusión también puede realizar operaciones, de moldeo por

soplado o moldeo por inyección.

26Calandreo





Moldeo por inyección. Es un proceso intermitente para la producción de partes de plástico, que

se integra por un sistema de fusión y mezclado de resina, diseñado para

eyectarla en forma liquida, a altas presiones dentro de un molde

Moldeo Rotativo. Este proceso consiste en calentar un polímero dentro de un molde que gira,

para dar forma a piezas huecas de formas simples.

Moldeo por Soplado. En un proceso, en el que una resina termoplástica se funde para transfor-

marla en una preforma hueca que luego es llevada a un molde final donde

por medio de presión de aire se expande hasta tomar la forma del molde.

Moldeo por transferencia. El moldeo por transferencia es un desarrollo a partir del moldeo porcompresión en este el compuesto de moldeo se introduce en una cavidad

dentro del molde, de modo que al cerrarlo ,el compuesto se transfiere

hasta las diferentes cavidades de moldeo a través de una serie de canales

Moldeo por compresión. Es un proceso de conformado de piezas en el que un polímero se

introduce en un molde abierto en el que se le aplica calor y presión para que

el material adopte la forma del molde.


27






Moldeo por transferencia

28





Reserva de

material fundido

Dosificador

Tolva

HusilloPellets

Motor

Cilindro

hidráulicoResistencias de

calentamiento y

Termopares

T r a

n s m i s i ó n

Sistema de Inyección de plásticos


29





Tolva Pellets

Cañón

Molde


30

Molde Macho

Molde Hembra

Lamina de

plástico Piezas

formadas




Vaciado:http://www.youtube.com/watch?v=Ni1OXBxZXVk

Termoformado:

http://www.youtube.com/watch?v=svsSlG9WmUQ

http://www.youtube.com/watch?v=djXy3WPUxfw

Inyección:

http://www.youtube.com/watch?v=4kVGXWtnXGM

Extrusión:

http://www.youtube.com/watch?v=WaB-dsB1Kfk

Moldeo de plásticos… videos

31


http://www.youtube.com/watch?v=Ni1OXBxZXVk



















Referencias:

Procesos industriales para materiales metálicos

Por: Julián Rodríguez Montes, Lucas Castro Martínez, Juan Carlos del Real Romero

Editorial Visión, 2006http://books.google.com.mx/books?id=SVBGgraQiREC&pg=PA178&lpg=PA178&dq=fundicion+centrifuga+semicentr

ifuga&source=bl&ots=2oexeNyPhk&sig=Zp80bPvDeZHkceCCcnFiOn9FTRU&hl=es-

419&sa=X&ei=ZD5yUIXEJKetigKkzoHoAw&ved=0CF0Q6AEwCw#v=onepage&q=fundicion%20centrifuga%20semicen

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Procesos de fundicion

http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_V.html

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Exposiciones por equipo… 20 minutos máximo

1. Metales no ferrosos, enlaces atómicos, características físicas y

mecánicas.

2. Arenas de moldeo, tipos y aplicaciones

3. Modelos y corazones

4. Moldes y diseño del sistema de vaciado y Métodos de moldeo

5. Tipos de Plásticos y sus aplicaciones en partes moldeadas

6. El proceso de Moldeo de plásticos

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Furfural

C5H4O2

Estructura de la celulosa glucosa

Unidad 3 Fundicion

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