Manual de Termoformado Acrilico

7/25/2019 Manual de Termoformado Acrilico

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Manual Tcnico

TERMOFORMADO


2/902 M anual de term oform ado

NDICE

Principios del termoformado- Historia de la industria del termoformado- Productos fabricados por termoformado

Polmeros adecuados para el termoformado- Propiedades trmicas- Tem pera tura

- La medicin del calor- Ca lor es pecfico- Conductividad trmica

Lmina acrlica- Lmina acrlica uso general- Lmina acrlica de formado profundo

S ensac ryl FP

Calentamiento del plsticos- Trans ferenc ia de ca lor: co nduc cin,

co nveccin y rad ia cin- Propiedades trmicas de los plsticos- Medios de trans misin de ca lor- Tempe ratura s y ciclos d e forma do- Determinacin de la temperatura correcta

en e l materia l

Equipos de termoformado- Hornos de gas con circulacin forzada de

aire- Horno de ca lenta miento infra rrojo- Resistenc ias elctrica s d e c alentamiento

lineal

Equipo complementario: vaco, aire a presin yfuerzas mecnicas

- Formado a l vac o- Formado co n a ire a pres in- Formado mecnico- Tcnicas co mbina da s- Diseo d e ayuda s mec nica s

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8

11

17

25

33



Moldes de termoformado- Eleccin del tipo de tcnica de termoformad o- Criterios pa ra e l dise o de productos

termoformados

- Criterios pa ra e l dise o del molde determoformado

- Cons iderac iones en el dise o de moldes determoformado

- Materiales empleados en la fabricacin demoldes de termoformado

Tcnicas de termoformado- Termoforma do bidimens iona l

- Termoforma do tridimens iona l (co n molde s )

- Tcnica s d e moldeo en horno decalentamiento infrarrojo

Enfriamiento de piezas termoformadas- Mtodo s c onvenciona les de e nfriamiento- Mtodo s no co nvenciona les de e nfria miento

Corte de piezas termoformadas- Eq uipos de c orte

- Tcnica s d e corte

Variables del termoformado.- Va ria bles de l ma teria l

- Va ria bles de l mo lde

- Va ria bles en el pre-es tira do

- Va riab les en la s a yudas mec nicas

Gua de problemas y soluciones

Apndice

- Glos ario d e trminos- P I stico reforzado con fibra de vidrio- Ta bla de co nversin de unida des

41

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73

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Principios del termoformado

Desd e principios del siglo XX se han c onoc ido algunas tcnica s d el formad o de l mnas, con materiales como el metal, vidrio y fibras naturales. Los verdaderos principio

del termoformado se dieron c on el des a rrollo d e los materia les termopl sticos, lo cuafue d urante la se gunda G uerra Mundial. Los a os de postguerra trajeron los grandevo lmenes d e come rcializa cin y e l r pido d es a rrollo de eq uipos y ma q uinaria c apa cede ad aptarse a los m todos modernos de manufactura, para producir productos m

tiles y m s rentables.

Durante los a os cincuenta, los volmenes de produccin de materia les termopl sticos y los productos hechos con ellos alcanzaron cifras impresionantes. La d cada dlos 60's fue una era q ue ciment las bases del futuro desarrollando la industria del termoformado . En los 70's, los g rand es c onsumido res y la co mpetencia entre prod uctos

demandaron m quinas de alta velocidad y productividad. Los productores de equipsa tisfac ieron tales neces ida des con m quinas capaces de producir cerca de cien mco ntened ores individua les te rmoformad os por hora . Ta mbin hubo necesidad dso fisticar los co ntroles .

Desde la dca da de los 80's has ta la fecha, los termoformado res ha n gana do ta l con

fianza en su proceso, que han ido mas all de sus expectativas y han establecidlneas continuas ca pac es de producir artculos terminados termoformados a partir yno de l mina, sino del pellet de resina; adem s de reciclar su desperdicio con un mnimo d e c ontrol. Los eq uipos se han c omputariza do y hoy pe rmiten un automonitore

y funciones de diagnstico. Actualmente, los eq uipos muy co mplica do s no requierem s de una persona pa ra su manejo y c ontrol gracias a los avances de la electrnicaPor lo anterior, se cree que el mercado de trabajo de la industria del termoformad

experimentar una escasez de personal tcnico entrenado y experimentado, ya qulos conocimientos tradicionales ya no seran suficientes; por lo tanto, conferenciasseminarios, cursos, etc., serviran para incrementar el conocimiento general del termoformador, y daran ma yor mad urez a sta bien cimentad a industria.

Muchos de los productos termoformados en uso actualmente, han sido hechos par

reemplaza r sus forma s d e uso original; esta situac in se ha dado tan r pidamente quya c as i se ha o lvida do c uales eran stas; por ejemplo, no es f cil recordar en que sempacaban las hamburguesas antes de los empaques de una sola pieza de polies

tireno o de q ue ma terial se recubran los interiores de los refrigeradores.

El lista do q ue a co ntinuacin se proporciona , inicia c on el prod ucto d e ma yor nmerde piezas termoformadas producidas y va en orden descendente hasta el de meno

produccin.

Historia de laindustria del

termoformado

Productosfabricados portermoformado



Industria del empaque

Desd e el inicio del proc es o d e termoformad o, la industria del empaq ue ha s ido la mbeneficiad a deb ido a la alta productivida d y las bonda des q ue ofrece por cos to-beneficio

Actualmente, la mayor parte de los equipos de empacado (blister) son de alimentaciautom tica de a lta velocida d. Estos eq uipos se denominan " forma-llena-sella " y sirven parel empacado de cosmticos, carnes fras, refrescos, dulces, artculos de papelera, etc.

Industria de la comida para llevar

En la creciente industria de la " co mida pa ra llevar" , existe una gran c a ntida d d e pro

ductos termoformados utilizados, que abarca desde contenedores de comida completa (contenedores con divisiones) hasta los empaques para hamburguesas, sand

wiches, refrescos, etc.

Generalmente, la industria mencionada requiere una impresin en los paquetes termoformados. Esta impresin podra realizarse antes o despus del termoformadoejemplos de es tos productos s on charolas , vasos , contenedores d e sa ndwiches, ham

burguesas, hot dogs, etc.

Industria del empaque para alimentosLos supermercados son los grandes usuarios de contenedores termoformados. Lo

materiales utilizados son termopl sticos de bajo costo. Estos contenedores est n dseados para ser apilados o acomodados en diferentes formas. Ejemplos: contenedores pa ra ca rne, frutas, huevo, verdura s.

Transporte

El transporte pblico y privado como el camin, tren, metro, avin, automvil, etccuenta dentro de su equipo con numerosas partes de pl sticos termoformados; lmayora de estos son usados para el acabado de interiores o partes externas que nsean estructurales. Entre otros: asientos, respaldos, descansabrazos, vistas de puer

tas , mes as de s ervicio, parabrisa s, protectores de instrumentacin, guardas , spo ilers, etc

Sealizacin y anuncios

So n fabrica dos generalmente en acrlico y pueden ser de una sola pieza y de grandedimensiones. En estos anuncios o sealizaciones, usualmente se emplea acrlictransparente (cristal) y el color es pintado por el interior con pinturas base acrlica.

El uso d el acrlico en exteriores ha ce q ue los a nuncios s ea n res istentes a la intemperiy virtualmente libres de mantenimiento, adem s de s oportar condiciones extremas dfro o ca lor. Co mo ejemplos de stos se tienen los anuncios luminosos exteriores, interiores, sea lamientos en luga res pblico s, oficina s, etc.



Artculos para el hogar

Existe una gran cantidad de artculos para el hogar que tienen partes termoformadasde hecho, son producciones de alto volumen. Se encuentran, por ejemplo, en gabi

netes, lavadoras, lavaplatos, secadoras de ropa, refrigeradores, ventanillas de air

ac ondiciona do , humidifica do res , ga binetes de televisin y ra dio, etc.

Industria alimenticia

Uno de los m s antiguos y mayores consumidores de productos termoformados, es lindustria a limenticia. El uso de cha rola s y otros ac ces orios tienen un potencial de c on

sumo mayor puesto que, adem s de los grandes usuarios como son hospitales

guarderas, escuelas, ferias y otros, se agregan el sector militar y organizaciones dayuda internac iona l. Ejemplos : cha rolas, va so s y pla tos.

Industria mdica

La industria mdica requiere de una gran variedad de productos y empaques esterilizados para hospitales, clnicas y consultorios. Las especificaciones de estos productos suelen ser muy es tricta s y el uso d el recicla do de m ateria les , es inac eptab le.

El uso d el acrlico, por ser un material fisiolgicamente inocuo, se esta incrementandd a con d a. Ejemplos: equipo quirrgico, jeringas y agujas, mesas quirrgica s, ga bnetes, incuba do ra s, s illones denta les y pla tafornas de e jercicio, etc .

Agricultura y horticultura

La co mercializa cin de plantas de o rnato en s upermerca dos y tiendas espec ializad aha generado, desde hace tiempo, la necesidad de fabricar macetas y peque os contenedores, inclusive ha sta de mltiples ca vida des para la expos icin y venta. Este tipde co ntenedores s on fabrica dos con pl sticos reciclad os y a ba jo co sto. C omo ejemplos se pueden citar: macetas, contenedores de diferentes tama os de una o variacavidad es, pequeos invernaderos, charolas para crecimiento de semillas, contenedores para siembra, etc.

Construccin y vivienda

La industria de la construccin ha empleado productos termoformados desde hac

varios a os, aceler ndose r pidamente la popularidad de stos . Hay una gran ca ntdad de productos que f cilmente se han sustituido por piezas termoformadas; dhecho, hay productos que no se podran fabricar de otra forma, como los domos arcos ca n. El acrlico en este sector se ve ampliamente utilizado por supropiedades de resistencia a la intemperie y termoformabilidad.

Ejemplos de es tos s on: domos, a rcos ca n, tinas de hidromas aje, mdulos d e ba olavab os, c ancelera para ba os, mesa s, sillas , bas es pa ra l mparas, a rtculos de c ocna, relojes, fachadas, escaleras, divisiones, ventanera, a cuarios, etc.



Equipaje

Algunas empresas fabricantes de equipaje, estan optando por usar el proceso de ter

moformado puesto q ue pres enta venta jas s ob re los productos por inyecc in, ya qupor ser un moldeo libre de e sfuerzos , se reduce n la s pos ibilida des de fra cturas en lo

eq uipos de las piezas termoformada s. Ejemplos : maletas d e todo tipo, portafolios , etc

Equipo fotogrfico

Uno de los productos m s a ntiguos en el termoformado , son las c harolas pa ra revelado, adem s de los cubo s para fla sh (el reflecto r met lico) y el magazine para c marade piso, a n cuando su produccin requiere una tcnica de termoformad o de precisin



Polmeros adecuados para el termoformado

B sicamente, todos los polmeros termopl sticos son adecuados para el proceso dtermoformado. Dichos materiales, cuando son sometidos a un calentamiento presen

tan una variac in en su mdulo de elasticidad, dureza y capacidad de resistencia bajca rga . C on un incremento d e tempe ratura q ue reba se el H.D.T., el compo rtamiento d e

material tender a volverse en un estado ahulado, teniendo como valor crtico la temperatura de revenido del polmero termopl stico. Esto puede observarse en el r pid

pandeo de la hoja calentada, cuando la fuerza de gravedad se vuelve suficiente parcausa r esta deformacin.

La Ta bla num. 1 co ntiene los polmeros a decuados y m s comunes para el termoformado, as c omo s u temperatura de formado.

P OLMEROS

TEMP ERATUR A DE

DEFLECCIN AL CALOR

A 264

P S I

(C)

A 66

P S I

(C)

S IN

CARGA

(C)

TEMP. DE

LA HOJ A

(C)

TEMP DEL

MOLDE

(C)

TEMP DE

AYUDA

(C)

TEMP ERATUR A DE

TERMOFORMADO

Acrlico extruido

Acrlico cell-cast

Aceto butirato de celulos a

Polietileno de alta densidad

P oliprop ileno

Poliestireno

P oliestireno alto impac to

S AN

AB S

P olivinilo de cloruro (RV.C .)

Policarbonato

94

96

65-75

55-65

70-95

85-95

100

75-115

70

130

98

110

75-80

60-80

110-115

70-100

90-95

105

80-120

75

140

120-150

100

140

100

120

95

110

160

135-175

160-180

140-160

145-190

145-200

140-170

170-180

220-230

120-180

135-175

180-230

65-75

65-75

95

45-65

45-65

70-85

45

95- 120

170

90

90

90

80

140

Uno de los a spec tos q ue menos s e toma en cuenta en la pr ctica del termoforma-do, es el de las propiedades trmicas de los polmeros, siendo ste uno de losaspectos m s relevantes y crticos del proces o. La c ab al comprensin de estos fac-tores disminuir el riesgo de largas corridas de pre-produccin o la mala ade-cuacin del producto al entorno.

Propiedadestrmicas



AI hablar de propiedades trmicas es indispensable establecer los conceptos relacionados a este tema. En primer lugar es necesario recordar que la energ a es frecuentemente disipada a travs de la friccin y entonces apa rece e n forma de c alor de la energ a trmica interna de un cuerpo. Desde luego algunas veces en formdeliberad a s e incrementa e l ca lor a una subs tancia pa ra c am biar su temperatura o par

alterar su forma.

El calor espec fico y la conductividad trmica son dos de las propiedades f sicas dlos polmeros que se usan extensivamente en el termoformado.

En el debate del fenmeno trmico es indispensable incluir algunos trminos y conceptos. La primera de esta s propieda des trmica s es la temperatura. La temperatures una medida del grado de "calor" o "fro" de un objeto. S iendo indispensa ble es tablecer una escala de temperatura, se tom como par metro las propieda des del aguaen pa rticular el punto d e fusin del hielo y el punto de ebullicin del agua. Existen treescalas para medir la temperatura de una substancia, la escala en grados centgrado(C), Fa renheit (F) y Kelvin (K), siendo las primeras dos, las m s utilizadas.

El ca lor es s implemente una d e las forma s de energ a y por eso la unidad fsica a propiad a pa ra medir el ca lor es la misma q ue para la energa mec nica y esta es el jouleComo en el mismo caso de las escalas de temperatura, el agua es usada com

pa r metro de sustancia para la definicin de la unidad de calor. La cantidad de calorequerida para elevar la temperatura de 1 kg. de agua en un grado (actualmente s

toma como 14.5 C a 15.5 C) es definida co mo 1 ca lora (ca l.).

Cuando 1 calora es suministrada a 1 kg. de agua, la temperatura del agua se incrementar 1 grado, por ejemplo, si la misma cantidad de calor es suministrada a lmisma mas a d e alcohol metlico, la temperatura se incrementar en aproxima da menta 1.7 gra do s, o si 1 ca l. es suministrad a a 1 kg. de aluminio, la temperatura del meta

se incrementar unos 5 grados. De hecho cada substancia responder en diferent

grado cuando se somete a calor. La cantidad de calor requerido para elevar 1 kg. duna substancia en un grado es denominado calor espec fico de esa substancia. Eagua sirve como par metro y s e ha determinad o c omo 1 ca l./kg., tom ndose comba se pa ra c omparar con todos los materiales. Con excepcin del ag ua, la ma yor partde los ma teriales tienen un ca lor es pec fico m s b ajo q ue los pl sticos.

Temperatura

La medicindel calor

Calorespecfico



La co nductivida d trmica es una d e la s tres formas por la cua l energ a c alorfica pudser transferida de un lugar a otro; tiene lugar como resultado del movimiento molecu

lar y por lo tanto, requiere de la presencia de materia. La energ a calorfica es transferida por colisiones en donde el r pido movimiento d e tomos y molculas del objetm s caliente pasa parte de la energ a al objeto m s fro o co n movimiento m s lentde tomos y molculas. Cuando una substancia es calentada se expande, el caloprovoc a q ue el volumen de una s ubsta ncia s e incremente y q ue su dens ida d d isminu

ya. La conductividad trmica del acrlico es de 5 x 10 -4 ca l./s eg . cm 2.

La expansion trmica es el resultado de incrementar la temperatura de una substancia, y como consecuencia esta se expande, de hecho; casi todas las sustancias, s ldos, lquidos o gases tienen la propiedad de incrementar su tama o, cuando se e levsu temperatura . En lo q ue se refiere a l termoformado , cua ndo un polmero es ca lentado se incrementa la movilidad de las cadenas moleculares, por lo tanto tienden a se

pararse unas con respecto a otras, aumentando el volumen y rea del polmero. Estpropiedad es de suma importancia sobre todo en piezas termoformadas que est expuestas a cambios bruscos de temperatura o intemperismo. En el termoformado l

hoja de pl stico se expande m s r pido que el marco met lico, provocando arrugacercanas al marco, estas arrugas desaparecer n cuando la hoja se contraiga. Lovalores numricos de los coeficientes para el calentamiento y enfriamiento son id ntcos; esto quiere decir que toma el mismo tiempo para calentarse que para enfriarse

Hay q ue tomar en cuenta q ue se pueden presentar problemas cuando las partes ter

moformada s d eba n esta r dentro d e una tolera ncia dimensiona l muy cerra da , otro tip

de problemas se puede presenta r, cua ndo e l enco gimiento oc urre en un molde m ac ho

dificult ndose desmoldar la parte. EI coeficiente de expansin trmica del acrlico ede 9x10-5 cm./cm./oC.

Conductividadtrmica

Expansintrmica



Lmina acrlica

Caractersticas

El polmero termoplstico d el metac rila to d e metilo, tiene una es tructura molecula r de tiplineal y amorfo, que no forma enlaces transversales. El acrlico es un mate ria l termoplstico utilizado en aplicaciones donde se requiere estabilidad a la intemperie, alta trans

misin de luz, pes o ligero, res istencia a ciertos ag entes q umicos y estabilidad de color.

DisponibilidadP LAS TIGLAS , l mina a crlica es fabricada por el proceso de vaciado en moldes (cellca st), s iendo el m todo m s comn y flexible para o btener una a mplia ga ma de l mnas de diversos grados, espesores, tama os y colores.

La l mina a crlica P LAS TIG LAS se fabrica para ap lica ciones d e uso ge neral, para usinterior y exterior, l mina pa ra forma do profundo c on propiedad es superiores en cua nto a termoformabilida d, resistencia q umica y al desgas te, adem s de la l mina a crlca Impacta MR con propiedades de impacto superiores a las de cualquier acrlicimpacto del mercado.

Los prod uctos de P LAS TIG LAS se encuentra n dispo nibles en una ga ma de m s d

ochenta colores como son transparentes, translcidos, opacos, marmoleados, fluorescentes, perlescentes y acabado mate.

Lmina acrlicade uso general



P ROP IEDAD* MTODO DEP RUEB A AS TM

UNIDAD VALOR UNIDAD VALOR

Peso espec fico

Po der de dispersin

ndice de refraccin

Trans . d e luz (C rist a l)

Trans . d e luz UV a 320 mu

Haze

Resistencia a la tensinRuptura

Mdulo de elasticidad

Elongacin a la ruptura

Resistencia a la flexin

Ruptura

Mdulo de elasticidad

Resist. a la compresin

Resist. a esfuerzo cortante

Resistencia al impacto

Charpy

Izod

Dureza (rockwe ll)

Temp eratura d e formad o

Coeficiente d e expansin

Coeficiente de expasin

X volumen

Temp . m xima de servicio

Conductividad trmica

Flamabilidad

Ca lor espec fico

Resistencia dielctrica

Consta nte dielctrica

60 ciclos

102 ciclos

106 ciclos

Resistencia al arco

Resistencia (volumen)

Resistividad (superficie)

D792-64T

D542-50

D1003-61

D1003-61

D638-64T

D790-63

D780-63T

D732-46

D256-56

D785-62

D696-44

D-635

D149-61

D150-59T

D495-61

D257-66

D257-66

ND

%

%

%

PSI

PSI

%

PSI

PSI

PSI

P S I

ft/lbs .

ft. Ibs ./in

F

in/in/F

F

B TU/hr. ft .2

in/min.

B TU/lb. F

vo lt/mil

ohm-cm

ohm

ND

%

%

%

Kg/c m2

Kg/c m2

%

Kg/cm2

Kg/c m2

Kg/c m2

Kg/c m2

Kg/m

Kg-c m/cm

C

cm /c m/C

C

ca l/seg . c m2

c m/min.

ca l/grC

Kvo lt/mm

ohm-cm

ohm

1.19

0.0174

1.49

92

5

3

700-760

28,000-30,000

4.5

1,050- 1,125

28,000

1,260

630-700

0.48

3 x 104

M-100

140-180

9 x 10-5

2.7x10-4

80

5x10-4

3

0.35

20

4

4

3

sin huella

1.6 x 1016

1.9 x 1015

1.19

0.0174

1.49

92

5

3

10,000-11,00

400,000-425,00

4.5

15,000-16,00

400,000

18,000

9,000-10,000

35

0.4-0.5

M-100

280-360

4 x 10-5

176

14

1.2

0.35

500

4

4

3

sin huella

1.6 x 1016

1.9 x 1015

P TICAS

MEC NICAS

TRMICAS

ELCTRICAS

Absorcin de agua 0.2-0.3% por peso despus d e 24 de inmersin

* Dete rminac in con muestras de 3.0 mm de espes orEstos valores son tpicos y de car cter informativo y no representan ninguna e spec ifica cin.

Propiedadesfsicas de

lmina acrlica



S UB S TANCIA QU MIC A S UB S TANCIA QUMICA

cido a c tico (10%)

cido a c tico

Acetona

Cloruro d e a monia

Hidrxido de amonia

Benzeno

Cloruro de ca lcio

Tetrac loruro d e c arbo no

Cloroformo

cido crmico (10%)

cido crmico (concentrado)

te r

Dioctilpftalato

Acetato de etilo

Alcohol etlico (30%)

Alcohol etlico (95%)

Dicloroetileno

Etilenglicol

Gasolina

G lic erina

Hexano

cido c lorhdrico

RL

N

N

R

R

N

R

RL

N

RL

N

N

RL

N

RL

N

N

R

RL

R

R

R

R

RL

R

N

RL

N

N

N

R

N

N

R

R

R

R

R

N

N

N

R

R

N

P erxido de hidrgeno

Alcohol isoproplico

Keroseno

Thinner

Alcohol metlico (30%)

Alcohol metlico (100%)

Metil etil cetona

Cloruro de metileno

cido ntrico(10%)

cido ntrico (100%)

Fenol (5%)

Cloruro d e s odio

Hidrxido d e s od io (10%)

Hidrxido d e s od io (60%)

Hipoclorito de sodio

cido s ulfrico (3%)

cido s ulfrico (con.)

Tolueno

Tricloroet ilen o

Terpe ntina

Agua destilada

Xileno

La clave es usada para describir la resistencia qumica como sigue:R = ResisteEl ac rlico cell cast resiste esta substancia por largos perodos y a temperatura d ehasta 49C (120F).RL = Res istenc ia limitad aEl ac rlico cell ca st resiste so lam ente la a cc in de esta s ubstancia por cortos pero-dos a temperatura ambiente.

N = No resisteEl ac rlico cell cast no resiste esta substancia. Puede hincharse, disolverse, atacarseo da arse de alguna manera.

Estos valores son tpicos y de car cter informativo y no representan ninguna espe cifica cin.

Propiedadesqumicas de

lmina acrlica

Ta bla No.4

C LAVE C LAVE



Protecciones

Para proteccin, facilidad de manejo y de acuerdo a las necesidades de maquinadde la l mina a crlica P LAS TIG LAS , ofrec emo s c uatro diferentes tipos de p rotec cin:

Papel tipo Kraft

Esta proteccin es aplicad a en a mbas caras d e la l mina pa ra proteg erla co ntra da oq ue pudiera s ufrir durante su transpo rte, ma nejo, a lmac enaje y tra nsformacin. Por salta resistencia esta proteccin es recomendada para procesos de transformacimuy largos. Adem s, pe rmite efectuar tra zos co n marca dor, l piz o c ra yn.

Pelcula antiestticaEsta es una proteccin menos resistente que el papel, a ba se de una pelcula pl sticantiest tica transpa rente la cual es aplica da en amba s c aras de la l mina p ara protegerla de da os que pudiera sufrir durante el transporte, manejo, almacenaje maquinado.

Pelcula plstica adhesiva

Esta proteccin pl stica transparente es recomendada para largos procesos dmaquinado ya que por su alta resistencia permite que la l mina quede protegiddurante los d iferentes proces os de m anufac tura, prese ntando una res istenc ia al tra ns

porte, manejo y almac enaje simila r a la de la protec cin de kraft.

Pelcula Termoformable

Esta proteccion pl stica termoformable (transparente) es aplicada en una cara de ll mina; resulta ideal para la manufactura de productos termoformados con gran profundida d (tinas de ba o), permite una protecc in durante el tra nsporte, ma nejo, a lmacenaje y transformacin similar a la de la pelcula pl stica adhesiva. Su uso srecomienda en hornos de gas con circulacin forzada de aire y temperaturas entr180C 200C .

La l mina a crlic a P LAS TIG LAS s e o frec e en Mxico co n protec cin est tica en amb aca ras sin cos to a dicional en espesores de 1.5 hasta 6.0mm y con proteccin de papekraft en espesores de 8.0 a 32.0mm., sin embargo usted puede elegir con cargo adi

cional y bajo pedido o tro tipo de p rotec cin.

Caractersticas

Sensacryl FP MR es un polmero termopl stico de metacrilato de metilo, parcialmentreticulado con excelentes propiedades de termoformado, resistencia qumica a solventes, resistencia al desg as te y a l manchad o, lo q ue lo hac e q ue sea un material co

mayores posibilidades en el diseo y fabricacin de muebles de ba o, spas, parteautomotrices y aplicaciones en general en donde la parte termoformada es reforzad

co n fibra de vidrio.

Lmina acrlicade Formado

ProfundoSensacryl FPMR



La l mina acrlica Sensacryl FP MR presenta propiedades superiores de termoformadque la l mina acrlica de uso general y uso en interiores. Entre las ventajas que estmateria l pres enta s obresa le el q ue puede se r forma da m s f cilmente, requiriendo unmenor fuerza de trabajo, alcanza un mayor estiramiento sin rasgarse, presenta un

mayor resistencia a la temperatura permitiendo una mayor flexibilidad en la operacin

S UB S TANCIA QU MICA

NaftaAlcohol etlico

Acetato de amilo

Solucin de amonia (10%)

Solucin de cido c trico (10%)

Urea (6.0%)

P erxido de hidrgeno (3%)Hipoclorito de sodio (con.)

Fenol (5% en agua)

Toluen o

Aceta to d e e tilo

Acetona

P ROP IEDADES UNIDAD MTODO

Ta ma o

Espesor 180 X 120 cm.

180 X 180 cm.

Resistencia a la tensin (min.)

Elongacin a la ruptura (min.)

Dureza B arco l (min.)

Impacto Izod ranurado

Temp erutura d e forma do

Temperatura de deformac in ba jo

carga a 264 psi (C )

Conductividad trmica

Estab ilida d t rmica (dos horas a

180 C )

ndice de flamabilidadGrado de flama bilida d

Resistencia q umica

Resistencia al cigarrillo

Resistencia a la luz UV

(mil horas , a rco de ca rbn)

Retencin de impacto (720

horas a rco de c arbn)

Absorcin de agua

Resistencia al manchad o

180 X 120

180 X 180

4 + - 0.4

4 + - 0.8

9200

4

48

0.44

180-200

87

1.4

No evidenc ia d e

degradac in

0.694

Pa sa prueba

Pa sa prueba

Sin degrada cin

100

0.33

Pa sa prueba

cm.

cm.

mm.

mm.

psi

%

No. Ba rco l

lb-ft /pulg2

C

C

B TU/hr. ft 2

in/minHB

%

%

P G 60POE-03-02B

P G 60POE-03-02B

AS TM D638

AS TM D638

AS TM D2538

AS TM D256

AS TM D648

P MIL-8184

AS TM D635UL-94

ANSI Z 124.1

ANSI Z 124.1

ANSI Z 124.1

UL 1563

AS TM 570

ANSI Z 124.1

Ta bla No. 6. Res is tencia q umica de la l mina a crlica de moldeo profundo S ensa crylFP

Ta bla No.7 Propieda de s d e la l mina d e moldeo profundo S ensa cryl FP MR

VALOR

Generales

Mecnicas

Trmicas

Varios

Tod os los valores es t n referido s a la l mina ac rlica 3.0 mm.Estos valores son tpicos y de car cter informativo y no representan ninguna e spec ficacin.



Propiedades fsicas

La l mina a crlica S ensa cryl FP MR tiene excelentes propiedades mec nicas y de retarda ncia a la flama , tomando en c onsideracin que la l mina a crlica de us o g eneral tienuna ve loc ida d d e q uema do en prueb a horizo nta l (AS TM-D635) de 25-30.4 mm/min.; l

l mina a crlica S ensa cryl FP MR tiene 15.2 mm/min.La tabla No.6 resume las propiedades tpicas de este material.

Propiedades qumicas

La l mina acrlica S ensa cryl FP MR, adem s de resistir a las substancias qumicas qu

se enIistan en la tabla No.4; aprueba la norma ANSI-Z124.2.1980.

Manejo y proteccin

P ara la proteccin y manejo d e S ensa cryI FP MR, l mina P la stigla s d e moldeo profundosta se presenta co n tres tipos de proteccin:

Tipo P J : P a pel protec tor tipo kra ft, a dherido a a mba s c aras de la l mina. Protege contra da os que pudieran causarse durante su transporte, manejo, almacenaje maq uinad o. Este pa pel permite pod er traz a r so bre l con un marcador, l piz o craynfac ilitando a s las operaciones posteriores.

Tipo P P : Es una protec cin menos resistente que el papel, a ba se de una pelcula pl stica est tica, que tambin resiste los da os que pudiera sufrir el material durante etransporte, manejo, almacenaje y maquinado.

Tipo P F: P elcula pl stica termoformablej24 (incolora por una cara), bajo pedido, idepara productos termoformados, con una resistencia al transporte, manejo, almacena

je y tra nsformacin igual al tipo P J . P or sus ca rac tersticas, es ideal en la fabricacide piezas termoformadas con profundidad (tinas de ba o ). Su uso se recomienda ehornos de gas con recirculacin forza da de a ire y temperaturas entre 180 C y 200 C

Certificacin del material

La l mina a crlica S ensa cryl FP MR ha s ido s ometida a pruebas de c ertifica cin de cali

dad en laboratorios especializados en los Estados Unidos de Norteamerica, de acuerdo a la s no rmas ANSI-Z 124.2.1980 para tina s d e b a o fab rica da s con ma teriales pl stico s, y UL-94; pas and o la s prueba s d e res istenc ia a l cigarrillo y a l des ga ste. Des pude mil hora s d e expos icin en un intempe rmetro de arco de ca rbn, la l mina no present cambio de apariencia o color, conservando su resistencia al impacto en u100%.

Ciclos de termoformado

En el proceso de termoformado de la l mina acrlica , la temperatura es el fa ctor mimportante; por lo que sta deber controlarse cuidadosamente. Bajas temperaturaocasionan esfuerzos internos excesivos en la pieza formada, disminuyendo s



res is tencia y torn ndose susc eptible a la deformac in y a l craq ueo. Altas temperaturapueden provocar que el material se ampolle (hierva), reduciendo su resistencia al ras

ga do d urante el formad o, tambin pueden prod ucirse ma rca s del molde.

El rang o d e temperatura ad ecuad o pa ra el termoformad o d e S ensa cryl FPMR, est entrlos 180 C y 200 C. El tiempo q ue debe s ometerse e l ma teria l a c a lentam iento, depe nddel espeso r de la l mina, eq uipo de ca lentamiento y el tipo de forma do q ue se e mpleenEl equipo de calentamiento recomendado para el termoformado de la l minSensacryl FP MR es en un horno con recirculacin forzada de aire, puede utilizarse gao res istenc ia s elctrica s, y un buen control de temperatura y de tiempo. C onsiderand

q ue este ma terial tiene un es pes or de 3.2 mm., se s ugiere q ue perma nezca dentro dehorno a la temperatura indicada durante un periodo de ocho a diez minutos par

obtener el reblandecimiento m s a dec uado . Si el ma teria l es c olgad o de ntro de l hornen forma vertical, el calentamiento ser m s homog neo y, por consiguiente, el formado m s detallado. No debe esperarse una mejor distribucin del espesor, lo cuas lo pued e s er controlado utiliza ndo a yuda mec nica o pa ntalla s q ue permitan la distribucin controlada de la temperatura por reas. El mejor ciclo de formado, temperaturas, tiempos y tcnicas para cada tipo de pieza, deber s er determinado en ca dequipo en particular, revisando la l mina hasta que est perfectamente reblandecidaesto se puede determinar cuando la l mina se a gita y s e forman plieg ues uniformes lo largo de la superficie.



Calentamiento de plsticos

En el proceso de termoformado, la operacin de ca lentamiento es una de las etapaq ue emplea m s tiempo y en la q ue se puede n pres entar las ma yores dificultad es , ocasionando el mal aprovechamiento de recursos materiales y humanos. Es por eso, qu

este captulo est de dicad o a la tra nsferencia de ca lor, teniendo co mo o bjetivo el tra tade a clarar los fenmenos q ue se presentan en la operac in del ca lentamiento d e pl sticos.

An cuando los cientficos han dividido la transferencia de calor en tres fenmenodistintos: conduccin, conveccin y radiacin, ya en la pr ctica los tres son concurrentes.

Conduccin

Es la trans ferencia de ca lor de una pa rte de un cuerpo a otra del mismo cuerpo, o bie

de un cuerpo a otro q ue est en contac to fsico c on l, s in de splaza miento a preciab lde las pa rtculas del cuerpo.

Conveccin

Es la transferencia de calor de un punto a otro, dentro de un flu do, gas o Iquid

(mediante la mezcla de una porcin de fludo con otra). En la conveccin natural, emovimiento d el fludo s e deb e totalmente a diferencias de d ensida d c omo resultado ddiferencias de temperatura. En la conveccin forzada, que es la que nos interesa, emovimiento s e produce por medios me c nico s. C uando la velocida d es relativa mentba ja, s e deb e entender que los fa ctores d e conveccin libre, ta les co mo las diferenc iade tempratura y densidad, pueden tener una influencia importante.

Radiacin

Es la transferencia de calor de un cuerpo a otro que no se encuentra en contacto co

l, por medio del movimiento ondulatorio a travs d el espa cio.

Para propsitos del proceso de termoformado, se consideran tres medios para ltransmisin de calor, stos son:a) Contacto con un s lido, lq uido o g as ca liente.b) Rad iac in infra roja.c) Excitac in interna o po r microonda s.

Los dos primeros son muy empleados en el termoformado de pl sticos y para variode ellos el rang o d e temperatura es entre 120 C y 205 C (250 F y 400 F).

Transferenciade calor:

conduccin,convecciny radiacin



Los pl sticos son pobres conductores de calor; por lo tanto, las l minas de es pesoregrues os req uieren un tiempo de ca lenta miento c ons ide rab leme nte la rgo . En la Ta bl

No. 8 se enlistan algunas propiedads trmicas de algunos materiales para su comparacin. En el termoformado de pl sticos es importante tomar en consideracin leleccin del mtodo de calentamiento y el tama o del equipo de calentamiento.

El calentamiento de la hoja por ambos lados (calentamiento tipo sandwich) ayuda

disminuir el tiempo empleado en esta operacin. En algunos casos, el tiempo dca lentamiento puede se r reducido s i la hoja es preca lentad a y ma ntenida en una tem

peratura intermedia , sin emba rgo , esto rara vez s e emplea en materiales d e menos d

6 mm. de espesor.

Adicionalmente, la proporcin de c a lor req uerida pa ra elevar la te mperatura en los pl stico s es alta, compa rad a con c ualq uier otro ma terial; el ag ua es la excepcin. Pa ra es tma r el ca lor req uerido en una hoja , s e pued e c a lcula r mediante la s iguiente formula :

Ca lor Req uerido = Largo X Ancho X Espe s or X Dens ida d d el Ma teria l X (C a lor

espec fico X Diferencia d e temperatura + Ca lor de fusin)

Propiedadestrmicas de

los plsticos

MATERIALESG RAVEDAD

ESPEC FlCAg/c m3

CALOR

ESPEC FICOBtu/Ib 0F

CALOR DE

FUSINB tu/lb

C ONDU C TIVIDAD

TRMlCAB tu ft/sq ft hr 0F

COEFICIENTE

TRMICO DEEXP. LINEAL

in/in 0F10 -5

Aire

Agua

Hielo

Madera suave

Madera dura

R. fen licas

R. epxicas

Polietileno

Acrlico

Policarbonato

Grafito

Vidrio

Cuarzo

Aluminio

Acero

Cobre

0.0012

1

0.92

0.5

0.7

1.5

1.6-2.1

0.96

1.19

1.2

1.5

2.5

2.8

2.7

7.8

8.8

144

144

55

171

171

88

0.24

1

0.5

0.4

0.4

0.3

0.3

0.37

0.35

0.30

0.20

0.20

0.20

0.23

0.10

0.092

0.014

0.343

1.26

0.052

0.094

0.2

0.1-0.8

0.28

0.108

0.112

87

0.59

4 y 8

90

27

227

2.8

1.5

1.5

3-5

1.5-2.8

7

3.5

3.7

0.44

0.5

0.4 y 0.7

1.35

0.84

0.92

Ta bla No.8 P ropieda de s trmica s de a lgunos ma teriales



Medios detransmisin

de calor

Para efectos pr cticos vamos a dividir los medios de transmisin de calor en cuatrtipos y q ue son:

Calentamiento por contacto

El m todo m s r pido de c a lentamiento, es co loc ar la hoja de pl stico ntima mente econtacto con una plac a ca liente de metal. Se usa espec ialmente para la produccin emasa de artculos peq ueos y delga dos.

Calentamiento por inmersin

Este mtodo co nsiste en sumergir la hoja de pl stico en a lgn Iq uido q ue tra nsfiera e

calor lo m s uniforme posible y r pidamente, pero su uso est restringido al moldede partes con l minas muy grandes o muy gruesas, ya que la manipulacin y llimpieza de la pieza es difcil.

Calentamiento por conveccin

Los hornos con conveccin de aire son ampliamente usados, porque proveen uca lentamiento uniforme y pueden, en c ierto g ra do, s eca r algunos ma teriales q ue con

tengan cierto porcentaje de humedad. Estos hornos proveen un gran margen d

seguridad con respecto a las variaciones en tiempo de los ciclos de termoformado.

Nota importante:

Tod os los med ios de c a lenta miento menc iona do s a nteriormente, req uieren un tiemp

co nsiderab le d e preca lentamiento d el equipo.

Calentamiento por radiacin infraroja

Este mtodo puede proporciona r ca lentamiento instant neo y por lo tanto, sus ciclode expos icin son muy cortos, a veces b as ta c on algunos seg undos . Las principalefuentes q ue proporciona n es te tipo d e energa son :

- L mparas de cuarzo que emiten en el visible y el cercano infrarojo.- Resistencias cer mica s o met lica s q ue emiten mayo r energa y en el lejano infra rojo

La superficie de estos calentadores por radiacin puede estar entre los 315 C a 705 C

Debe ob servarse q ue a temperaturas m s altas, la masa de la radiacin ocurre a longitudes de onda m s baja. En contraste, a temperaturas m s bajas, la radiacin sespa rce sob re longitudes de o nda mayores; y es to es sumamente importante, puest

que cada pl stico absorbe radiacin infraroja en distintas regiones. Solo la radiaciab so rbida se utiliza pa ra ca lentar el pl stico d irecta mente.

Calentamiento interno

Este m todo no ha tenido suficiente aplicacin en el termoformado, en virtud que eequipo es muy costoso. Adem s, no es aplicable a todos los termopl sticos y lotiempos de e nfriamiento son de mas ia do largo s, s iendo a plica ble a los proc es os de for

mado donde se requiere calentamiento localizado en una zona espec fica de l ma teria



por ejemplo, el formado de cantos de material que tienen un alto factor de p rdidaco mo el P.V.C .

En ciertas aplicaciones, los productos termoformados presentan secciones de pare

no uniformes , a n cuando la l mina ha sido uniformemente calentada. El encogimiento heterogneo de la l mina s e d ebe a l propio dise o de la pa rte. En estos ca sos especiales, controlando el calentamiento por secciones dar zonas de pared m s unformes. Este procedimiento se llama sombreado o empantallado, y consiste en colo

car un filtro no flamable que regule el calor (una malla de alambre, asbesto; etc.) entre

la l mina y la fuente de calor, con esto disminuir el flujo de calor hacia ciertas reade l materia l y evita r exces ivos es tiramientos de esa zona.

En los equipos m s sofisticados hoy en d a, se tienen controles electrnicos y elementos de cer mica parab licos que permiten calentar con variabilidad diferentezonas de la l mina.

Antes d e iniciar con la s tempe raturas y c iclos de forma do, s e es tab lece r n ciertos trminos co mo so n:

a ) Tempe ratura de de s moldeo

b) Lmite inferior de ope rac inc) Tempe ratura normal de formad o

d) Lmite s uperior de operac in

Temperatura de desmoldeo

Tempe ratura a la c ual la p ieza pued e s er remo vida de l molde s in distorsiona rse. E

ocasiones se puede remover a mayores temperaturas si se utilizan dispositivos d

enfriamiento.

Lmite inferior de operacin

Este representa la temperatura m s baja a la que el material puede ser formado sicrear es fuerzos internos. Esto s ignifica q ue la l mina pl stica d ebe toca r ca da es q uindel molde antes de que alcance su Imite m s bajo. El material que se procesa abaj

de este lmite pres entar es fuerzos internos q ue posteriormente ca usa r n distorsionesprdida d e b rillo, c ra q ueo u otros ca mbios fsicos en el produc to terminad o.

Temperatura normal de formado

Es la temperatura a la cua l la l mina d eber se r formada en una operac in normal. Esttemperatura deber alcanzarse en toda la l mina. Termoforma do s d e po ca profunddad con ayuda de aire o vac o permitir n manejar temperaturas un poco m s ba jas se traduce en ciclos m s co rtos ; pero, por otra pa rte, s e requieren temperaturas elevadas para formados profundos o para operaciones de pre-estiramiento, detalles

rad ios intrinca dos .

Temperaturasy ciclos de

formado



Lmite superior de operacin

Es la temperatura en la cual la l mina termopl stica comienza a degradarse, as tambin, se torna demasiado fluida y no se puede manipular. Estas temperaturas spueden exceder, pero solamente con formulaciones modificadas que mejoren la

propieda des fsica s de la l mina. El molde o po r inyec cin y extrusin utiliza , de hec hotemperaturas mucho m s a ltas , pero s lo po r period os de tiempo muy cortos.

Recomendaciones generales

a) Las ca rac tersticas del producto terminado ser n determinad a s por el tipo d e tc-nica de termoformado que se aplique.

b) El ma terial deb e s er ca lentad o uniformemente a l punto de revenido y formado , a nte

de q ue se enfre por debajo de su temperatura de moldeo.

c) El acrlico debe de enfriarse lenta y uniformemente mientras est en el molde.

d) La pieza formad a deb e de enfriarse a ntes d e d arle c ualq uier aca ba do, como pintur

por aspersin o s erigrafa .

e) En el diseo de la pieza deb e tomarse en considerac in un enco gimiento d el 2% ea mba s direcc iones y un aumento del 4% en el es pes or, as como una contraccindel 0.6% al 1% al enfriar.

Temperaturas y ciclos de formado

Como ya se mencion con anterioridad, uno de los pasos m s importantes en el proces o d e termoformad o, es la determinacin de la temperatura co rrecta en el materiaEn el acrlico, una adecuada seleccin de la temperatura de revenido o temperaturnorma l de formad o, e vitar q ue:

A baja temperatura:

Se concentren esfuerzos internos en la pieza termoformada que, posteriormente, co

cambios bruscos en la temperaratura ambiente se revelan en forma de fisuras

craqueo.

A alta temperatura:

En la pieza se produzcan burbujas y marcas de molde, por un excesivo calentamien

to .

En la Ta bla No. 9 se d efinen los rang os de te mpera tura p a ra la l mina a crlica P la stiglade uso general y Sensacryl FP MR, l mina de moldeo profundo.



En Mxico , deb ido a l alto cos to de la energ a elctrica , es mas c omn utilizar un hornde c onveccin con recirculacin forzad a de a ire por medio de ga s pa ra lo c ual es dgran utilidad una frmula muy pr ctica para determinar el tiempo de permanencia duna l mina de a crlico , toma ndo e n cuenta el rang o d e tempe ratura de revenido previamente ajustado.

Frmula: 2.1 x E (mm) = T (minutos)En do nde: 2.1 = Facto r, E = Espes or del ma terial en milmetros , T= Tiempo en minuto

Esta frmula es aplicable a l minas Plastiglas de espesor delgado (1 a 6 mm). Parespes ores mayores es necesa rio c amb iar el factor, q uedando as :

Frmula: 3 X E (mm) = T (minutos)

Y como se ha mencionado anteriormente, existen variables que pueden modifica

estas frmulas , tales co mo: la tempe ratura amb iente dond e s e encuentra loca liza do ehorno, la poca del a o (especialmente en climas extremosos), la fluctuacin en ees pes or del materia l y las co ndiciones d el equipo e ntre otras .

Temperaturas de formado

Tod os los ma teria les termopl sticos tienen una temperatura espec fica de procesoEstos rang os a plica n sin tomar en cuenta co mo va a se r proc es a do e l mate ria l. A co n

tinuacin se enlista n los ma teria les m s utilizad os compa rad os con el acrlico:

TIP O DE MATERIALLMITE INFERIOR

(OC )

LMITE S UP ERIOR(OC )

RANGO DE TEMP ERATURA

L mina acrlica P LAS TIGLAS

(Uso ge neral)

L mina acrlica Se nsac ryl

(Moldeo profundo)

160

180

180

200

Ta bla No.9



Otro de los factores importantes en el proceso de termoformado, es la determinacide la temperatura co rrecta en el materia l pl stico. Se debe considerar que, independientemente del medio de transmisin de calor, la hoja debe ser calentada al rango dtemperatura reco menda do (rang o d e revenido ), a dem s d e q ue la hoja d eber tener ucalentamiento uniforme.

Ya en la pr ctica , no es f cil el es ta blece r co n prec is in la tempe ratura de la hoja , inclusive con termmetros de contacto; por lo tanto, la determinacin est basada en ecomportamiento de la hoja. El cambio gradual en el cual la hoja cede durante el pro

ceso de calentamiento (punto de revenido), es uno de los signos que sirve parestablecer una temperatura adecuada. Se han desarrollado algunos controles par

equipos de termoformado por radiacin infra roja , do nde la l mina es sujeta da en posc in horizontal, y que utilizan el fenmeno del " cede " o " pandea miento" y co ntrolan etiempo y/o tempe ratura d e ca lenta miento, po r med io d e clulas fotoelctricas.

MATERIALTEMP. DE

LA HOJ A

(0C )

LIMITE

INFERIOR

(0C )

LMITESUPERIOR

(0C )

TEMP. DEL

MOLDE

(0C )

TEMP. DE

LA AYUD

MEC. (0C

TEMP. DE

DESMOLDEO

(0C )

NORMAL

(0C )

Ac rlic o P LAS TIGLAS

Ac rlico S ensa cryl FP

ABS

Policarbonato

P olietileno AD

160- 180

180-200

125-180

200-250

160-220

160

180

125

200

160

170

190

165

235

190

180

200

180

250

220

100

140

170

120

130

85

140

85

65-75

70-80

70-85

90-120

90-100

Ta bla No. 10. Ra ngos de temperatura de formad o

Determinacinde la

temperaturacorrecta en el

material

Clamp

Marco

Caja d e vac o

Celdas fotoelctricasV lvula solenoide controlad apor celda s fotoelctricas



Sin embargo, este criterio no puede ser aplicado indiscriminadamente a todos lo

pl sticos , ya q ue algunos materiales pueden sob reca lentarse a ntes de empezar ceder o pandearse. An cuando se establece un rango de temperatura, puede nobtenerse el resultado que se espera como temperatura en la l mina; es to puede secausa do por:

a) Fluctuaciones en el espesor del material.

b) Ca mbios d e tempe ratura d el equipo y/o me dio a mbiente.

c) Fluctuac iones mnima s e n el volta je d e la lnea (pa ra e q uipo de ca lentamiento infra rojod) P roba blemente el reg ula dor de l eq uipo d e g as co n circulac in forzad a de a ire no e

el adec uad o, no existe la suficiente presin de ga s; no es el quemador adecuado este ltimo es t tapad o co n olln, etc.

Existen pirmetros en forma de cono, tablillas para calentamiento por radiaciinfraroja o por gas (aire caliente), que pueden dar una medicin m s exacta. Aunquposiblemente, la mejor forma de medir la temperatura en la l mina es mediante unpistola infraroja, que la mide por zonas; a n cuando este equipo es costoso, es enico q ue mide co n exac titud y co nfia bilida d la temperatura de la hoja .



Equipos de termoformado

Originalmente, los hornos de conveccin fueron los primeros equipos para el calentamiento de hojas pl sticas para termoformado y hasta hoy en d a se mantiene estpreferencia pa ra el ca lentamiento de l minas de diferentes espesores y para una distribucin uniforme de la temperatura.

El ca lentamiento puede se r suministrad o po r medio d e g a s o por unida des de res isten

cias elctricas. La recirculacin forza da de a ire y deflecto res pa ra log rar q ue el aire c ircule de 4,500 a 6,100 cm 3/min (150 a 200 p ies 3/min), so n cruciales pa ra ob tene r untemperatura homog nea. La temperatura d el horno d ebe a justarse a la tempe ratura dformado del pl stico.

El calentamiento por radiacin infraroja, en comparacin co n la de inmersin en ac eito calentamiento por contacto (las dos ltimas muy limitadas en la pr ctica), eextremadamente r pida . P or ejemplo, e l tiempo de ca lentamiento po r ra diacin infra roja en una l mina de 3.0 mm. se pued e logra r en un minuto a 10 wa tts/pulg 2, aproximadamente.

Debido a q ue en el ca lentamiento por ra diacin infraroja el tiempo es extremadament

corto, la energ a calorfica que absorbe la l mina puede provocar un sobrecalentamiento que inclusive, repercutir en la degradacin del material (burbujas o quemad uras ) si no se c ontrola. Es importante cons iderar que e n corrida s larga s, e s nec e

sario disminuir gradualmente la temperatura del horno.

En algunos c as os, cuando el producto tenga sec ciones intrincad as o muy profundas

se co rrer el ries go de un ad elga za miento co nsiderab le en el es pes or del ma terial; aq ues necesaria la utilizacin de pantallas (pueden ser hechas con l mina perforada desplega da met lica) para evitar el sobrecalentamiento.

Los elementos de radiacin infraroja se pueden obtener en una gama muy amplia ddiseos, en orden de importancia son:

1. Filamentos de tungsteno en tubos de cuarzo o l mpa ras (2,200 C de temperatura)2. Resistencia tipo resorte de nicromio en bases de cer mica refractaria.3. Resistencias de nicromio protegidas por tubular de l mina o ac ero inoxida ble.

Existen fabricantes de m q uinas termoformad oras de rad iac in infraroja en una gravarieda d d e tama os, ca pacidad , grado de automatizacin y versatilidad.



Horno de gascon circulacnforzada de aire

Las especificaciones para la adquisicin de una m quina termoformadora vara n,depe ndiendo d el produc to terminad o q ue se pretende ob tener y por lo ta nto es nec e-

sa rio c onsiderar:

Voltaje, wa tta je, a mpe raje, rea til de formado , nmero de calefactores (inferior ysuperior), controles de regulacin de temperaturas por zonas , grado de a utomati-z a c in, ca pac idad para ac eptar ayudas mec nicas, tipo de sujecin de la l mina(clamps mec nico s, neum ticos, etc.), ventiladores para el enfriamiento de la pieza,dimensiones g enerales, ca pac ida d d e produccin, c os to-beneficio.

ste proporciona calor uniforme y temperatura constante con el m nimo riesgo desobrecalentar la l mina acrlica. Se deben utilizar ventiladores elctricos para forzaral aire caliente a circular por la l mina a crlica a una velocidad aproximada de 4,500a 6,100 cm3/min., y dispo sitivos pa ra distribuir el aire ha cia to da s las zona s d el horno.

Los hornos de gas requieren de intercambiadores de calor para prevenir la acumu-

lacin de tizne provocado por el flujo de gas, asi como controles para interrumpir elpaso d e ga s en cas o de ser necesa rio.

Los hornos elctricos pueden ser calentados, utilizando grupos de resistencias de1000 watts. En el caso de usar un horno con capacidad de 10 m 3, se consumir n,aproximadamente 25,000 watts de potencia y la mitad de sta ser utilizada paracompensa r la prdida d e ca lor por fuga s, transmisin del aislamiento y por el uso depuertas . S e s ugiere q ue el espes or de aislamiento sea de 2" como mnimo y q ue la spuertas del horno sean lo m s angostas posibles, para reducir al m ximo la prdidade temperatura.

Se deben utilizar dispositivos autom ticos para el control estricto de temperaturaentre los 0 C y 250 C. Para obtener un calentamiento m s uniforme de la l mina esimportante q ue se c uelgue en forma vertica l y es to s e puede log rar co ntando co n un

sistema que sujete el material a lo largo con broches o canales con resortes y que

sto s se reco rra n por medio d e c arretillas q ue se des licen s ob re rieles tipo c lset.

Criterios bsicos para la construccin de un horno de gas con circulacin forzadade aire

La mejor sugerencia que se puede hacer al respecto, es solicitar a cualquier fabri-

cante de hornos industriales la construccin de uno con las caractersticas ya men-cionadas anteriormente, ya que la construccin sobre todo del sistema de calen-tamiento y la puesta en operacin es muy riesgosa para cualquier persona conco nocimientos superficiales so bre el tema.

Este tipo de eq uipo deb e s er aproba do por especialista s e n instalac iones d e g as as mismo debe ser registrado ante las autoridades correspondientes.



Es tambin importante resaltar que la informacin que aq use proporciona, s lo esten funcin de la es tructura met lica y s istema de fija cin para la l mina de a crlico. Lconstruccin del horno s e pued e d ividir en los s iguientes subs istema s:

a) Estructura

b) Fija c in de la l mina a crlicac) Sistema elctricod) Instalacin de gase) C ontroles

Recomendaciones para la fabricacin del hornoFabricacin de la estructura con tubular de fierro comercial de 1 1/2" X 1 1/2" 2" X 2".

a) Co rtar el tubular a la s me didas , se g n diseo ada ptado a las necesidad es.b) S oldar las paredes la terales.

c) Soldar la pared superior, inferior y trasera; para unirlas con las paredes laterales

y a s contar con la estructura completa.d) Forrar la parte interna de la estructura con l mina negra cal. 18, remachada con

" pop" o punteada con soldadura elctrica.e) Cubrir los huecos (espesor del tubular) con placa rgida de fibra d e vidrio pa ra ais-

la miento trmico clave RF-4100, u otro similar.f) Forra r la p a rte exterior de la es tructura co n l mina neg ra ca l. 18 y rema cha r con

" pop" o so ldar.

g) Fabrica r las puertas co n es tructura de tubula r de P TR 1" X 1" y hac erla en la mism

forma q ue las otras paredes; estas deber n se r m s co rtas pa ra q ue pas en las guash) Co loc ar las puertas en el horno po r medio d e b isa gras .

i) C oloca r en el horno guas tipo clset, stas deber n ser del doble de largo q ue elhorno. S e fija r n por med io d e tornillos en la pa red s uperior del horno. Una vez s ujetas a l horno y ya en el luga r en donde va a q ueda r fijo ste, s e s ujetar n las gua spor medio d e s oportes a l techo o es tructura del loc a l.

ES TRUC TURA DEL HORNO DE G AS

CO N RECIRCULACIN DE AIRE

G uas tipo clset

So portes de placa en U de 1/4

En esta secc in se ubicael ventilador elctricopara forzar el aire

Toda s las uniones deb er nir solda da s c on soldadura

elctrica

Perfil tubular rectangular de

1 1/2 X 1 1/2 2 X 2



P laca de fierro d e 1/4

Bisa gra de fierro

Resorte

RondanaTuerca

Perfil tipo C cal No. 18

L mina de a crlico

Manija de solera

de 1/4

B arra d e C old-rolled de 5/16

S ISTEMA DE FIJ AC IN DE LA LMINA DE AC RLICO

VISTA FRONTAL Y DETALLE DE LA P UERTA DEL HORNO Y S ISTEMA DE C ORRED ERA

Sujecin al techo del loc al por mediode c able trenzado d e ac ero

Ba rra de cold-rolled

de 1/2 de di metroen forma de g ancho

Ensamble al sistema

de sujecin de lal mina de a crlico

ngulo de fierro de 1 1/2 x 1 1/2

Ba rra de Co ld-rolled

de 1/2 de di metro

Perfil tipo clset de1 3/4 x 2 (riel 1500)

Ca rretilla d el No. 50

P uerta d el horno



Es c omnmente utilizado en las m q uinas termoformad oras autom tica s, ca lentandla l mina por medio de radiacin a una velocidad d e 3 a 10 veces m s r pido q ue eun horno con circulacin forza da de a ire, propo rcionando a s , ciclos de c alentamientmuy reducidos, es necesario subrayar que la relacin temperatura-tiempo se vuelvcrtica y es m s difcil ob tener un ca lenta miento uniforme d el mate ria l.

Horno decalentamiento

infrarrojo

VISTA LATERAL Y DETALLE DE LA PU ERTA DEL HORNO Y S ISTEMA DE C ORRED ERA

Sujecin al techo dellocal por medio de cable

trenzado de a cerongulo de fierro de1 1/2 x 1 1/2

ngulo de fierro de2 1/2 x 2 1/2

Perfil tipo clset de

1 3/4 x 2 (riel 1500)

Ca rretilla de l No. 50

P uerta d el horno



La energ a infrarroja es absorbida por la superficie expuesta del acrlico, alcanzandr pidamente temperaturas sobre 180 C para despus ser transmitida al centro demateria l por la co nducc in de tempe ra tura .

El calentamiento por radiacin infra rroja se puede ob tener usa ndo elementos tubula rede meta l, res istenc ias elctricas de espiral (tipo resorte), o agrupando l mparas de luinfra roja . P a ra log rar una distribuc in de l calenta miento m s uniforme, s e puede montar entre los elementos de calentamiento y el material una red o malla met lica qufuncione co mo difusor de temperatura. Asimismo , es co nveniente c oloca r la planc h

de calentamiento infraroja, aproximadamente a 30 cms. del material y la plancha infe

rior a aproximadamente 50 cms. de distancia.

Para regular la entrada de energ a a lequipo, es recomendable utilizar disposi-

tivos tales como transformadores varia-

bles o medidores de porcentaje que ayu-

den al control de temperatura. Es reco-

mendable tambin hacer una planeacinde las cargas de energ a elctrica, losequipos de gran capacidad, inclusive

necesitar n una subestacin elctrica.

Una resistencia elctrica puede usarse nicamente para formar dobleces en lnerecta; para sto, es necesario contar con una resistencia elctrica de tipo res orte (No20) o de l tipo blinda da (a proximad a mente 1 Kw. X 1.2 Mts.).

Las resistencias lineales son de alambre, encerradas en tubos de cer mica Pyrex. Emate ria l no de ber entra r en contac to c on el tubo pa ra evitar marca s en la superficieSe recomienda una distancia de 6 mm. del tubo al material para lograr un calen

tamiento uniforme en material delgado.

Cua ndo s e va a ca lentar por es te proc edimiento ma terial de m s d e 3.0 mm. de espe

sor, es aconsejable colocar resistencias en ambos lados del mismo. En la siguientilustracin, se ejemplifica como una dobladora con placas de asbesto al principio dla produc cin proporcionar un doblez a decua do, pero conforme se avanza en la produccin la zona de calentamiento se amplifica dando por resultado un doblez corad io ma yor, es por esto q ue una resistenc ia co n rec irculac in de agua es mucho mconveniente para el doblez de acrlico.

Resistenciaselctricas de

calentamientolineal



L mina de acrlico Zona de calentamiento

Resistencia elctrica

P lacas de

asbesto

L mina de acrlico Zona de calentamiento

Resistencia elctrica

P lacas de

asbesto

Criterios bsicos para la construccin de una resistencia elctrica

de calentamiento lineal

El termoformado bidimensional o doblez lineal, se puede realizar con una resistenci

tipo resorte o una resistencia tubular. La construccin de estos equipos estar co ndcionada a l es pes or, tipo d e d oblez y volumen a produc ir. G eneralmente, una resisten

cia de 1.2 mts. de largo es lo m s usual, aunque una de 60 cms. tambin es aceptable, las especificaciones para esta resistencia ser n de 1 Kw. por ca da 1.2 mts, ascon una regIa de tres es posible deducir el consumo ya sea para una resistencia d

mayor o menor longitud.

Las dobladoras de acrlico m s comunes son las construidas con placas de asbestcomo paredes laterales, stas son adecuadas siempre y cuando no se requiera uvo lmen a producir alto, ya q ue las plac as de a sb esto a l esta r sometida s a la mismradiacin infraroja tender a calentarse y por lo tanto, aumentar el rea de calentamiento, con la consecuente desviacin de los est ndares de produccin de unpieza. Es decir, al inicio de la produccin, se tendr n radios pequeos y, conforme savanza en la produccin, la zona de calentamiento ser m s ancha, provocando uradio mayor.

Una d oblad ora de resistencia elctrica con recirculacin de ag ua ser m s efica z y sproducir n pieza s co n una mejor ca lida d d e d ob lad o. Este e q uipo requiere d e perfiletubula res q ue pe rmitir n la recirculacin de ag ua, misma q ue mantendr fra la super

ficie y s lo permitir una zona de ca lentamiento uniforme. A continuacin se enlistalos materia les req uerido s pa ra la co nstrucc in de estas dobladoras.

La incorporacin de un resta to pa ra co ntrolar la intensida d d e temperatura en la l mna de acrlico es importante, ya q ue proporciona r el ritmo adecuado en una produccin y, obviamente, una disminucin en el co sto de la energ a elctrica.



DOB LADORA CON P LAC AS

DE AS B ES TO

DOBLADORA CON

RECIRCULACIN DE AGUA

Resistencia tipo resorte, tubular o cinta de

nicromio.

Cable del No.16 o 18 con aislante de fibra de vidrio.

Termina les .

Ca ble de us o rudo 2 X 14.

Clavija.

Dimmer 500, 1000, 2000 3000 watts.

P lac a d e a sb esto de 1/8" , 3/16" o 1/4" .

Resistencia tipo resorte, tubular o cinta de

nicromio.

Cable del No.16 o 18 con aislante de fibra de vidrio

Termina les .

Ca ble de us o rudo 2 X 14.

Clavija.

Dimmer 500, 1000, 2000 3000 watts.

P erfil tubula r de a luminio de 3/4" x, 3/4" .

Manguera, 6 mts.

Abrazaderas.

Tanq ue de almac enam iento d e 10 a 20 lts. a prox

Bomba de a gua para jardn.



Equipo complementario: vaco, aire a presin yfuerzas mecnicas

El proc es o d e termoforma do co nsiste en ca lentar y reblandec er una hoja de cua lq uie

material termopl stico y someterla a que adopte la configuracin del molde correspondiente para as , ob tener un prod ucto c as i terminad o c on una mo rfolog a particula

A veces se r nece sa rio utiliza r una fuerza externa pa ra da rle forma a una hoja plana eotra forma diferente y q ue se le ob ligue a q ue copie todo el contorno y los d eta lles de

molde. El nivel de energ a o gasto de esta fuerza debe ser ajustable para que la hojde pl stico pueda s er f cilmente obligada a adoptar otra forma.

Las fuerzas de formado m s comunmente utilizadas en el proceso de termoformadson: vac o o aire a pres in, fuerzas mec nica s y la combinac in de es tas tres. La s elecc in de una fuerza de formado en el proceso de formado, generalmente est condicionada al tama o de l producto , volumen a prod ucir y la ve loc ida d d e los ciclos d e formado.

Adicionalmente a este criterio, tambin deben ser considerados los factores que e

seg uida se mencionan, ya q ue cualq uiera de stos puede ma rca r una d iferencia en lseleccin de la fuerza de formado:

a) Las limitaciones intrnseca s d e ca da material termopl stico.b) La co nstrucc in y material del molde.c) El equipo de termoformado disponible.

El mtodo m s antiguo para formar una hoja de pl stico en una pieza utilitaria, es eformado al vac o. La descripcin original para el proceso de termoformado fue precisa mente el de " formado al vac o" .

El principio b sico del proceso de formado al vac o es el contar con una l mina termopl stica reblandecida en un molde perfectamente sellado y donde el aire atrapad

Formado alvaco

ser evacuado por la fuerza de vac o osuccin. A medida q ue el aire es evac ua-do d el molde, ca usa una presin negativasobre la superficie de la hoja y por lo

tanto, la presin atmosfrica natural ce-der para forzar a la hoja calentada aocupar los espacios vac os, tal como sepuede a preciar en es ta ilustracin.

L minaAc rlica



Equipos de vaco

Existe una g ran varieda d de bomba s d e vac o: de pistn reciprocante, de diafragmade paletas, de rotor excntrico, etc tera. Tod as es tas propo rcionan un buen vac opero no so n capa ces de eva cua r un volumen gra nde de a ire a g ra n veloc ida d; por est

razn es necesa rio c onectar un tanq ue de reserva q ue sirva c omo un " ac umulad or dva c o". Por otra parte, hay compresores que pueden desplazar un gran volumen daire pero so n limitad os en cua nto a fuerza d e vac o.

Un adecuado s istema de vac o requiere de una bomba ca paz d e des plaza r de 710 735 mm. de Hg. (28 a 29 Pulg. Hg o d e 0.5 a 1 P si ab so luto) en el tanq ue de a lma ce

namiento previo al ciclo de formado.

La lnea, ducto o tubera entre el tanque de almacenamiento y el molde deber ser lm s c orta pos ible y con un mnimo d e c odo s. Es importante eliminar fuga s de aire potubera da ada, mangueras perforadas, copIes o niples flojos, asi como v lvulas nneces aria s. S e recomienda utiliza r v lvulas de a ccin r pida o de bo la . Las bomba s dva c o est n disponibles en uno o dos pas os. Una b omba de vac o de dos pasos puedevacuar presiones a ba jo de 10 P si; la c apa cida d de des plaza miento o evacuac in pa runa bo mba de un pa so se reduce a la mitad . En la Tab la No.11 se mues tra n las ca pa c

dades tpicas para bo mbas de vac o.

Ta bla No. 11 Espe cifica ciones tpicas para bo mbas de vac o

ESPECIFICACIONES C APACIDAD TERIC A DE VACO

No. DE

ClLINDROS

1

2

2

2

2

3

DIMETRO

(mm)

76

76

102

127

140

140

CARRERA

(mm)

70

70

70

80

102

102

P OTENCIA

REQUERIDA

(Kw)

0.56

0.74

1.48

2.2/3.7

3.7

5.6

DIAM. DE

S ALIDA DE

LA TUB ER A

19

25

32

38

52

52

DOS PASOS

(M3/MIN)

----

0.255

0.453

0.850

1.40

2.80

UN PASO

(M3/MIN)

0.255

0.510

0.906

1.70

2.80

4.22

VELOC IDAD

(RP M)

800

800

800

750

900

900

Tanques de vaco

Con excepcin de a lgunos eq uipos d e vac o, la ma yor parte s on suministrad os co n uta nq ue de a lma ce nam iento. Toma ndo en cuenta q ue la presin de traba jo es de a proxma da mente 10 P s i (a lred ed or de 21 P ulg. Hg /530 mm. Hg ) de vac o, entonces el volumen del tanque de almacenamiento deber ser 2.5 veces mayor al volumen comprendido entre el molde, la ca ja de vac o y la tubera. Doblando el volumen del tanq ude a lmac enamiento (y co n otras co ndiciones s imilares) se podr incrementa r la presien un 15% (11.5 Psi), conforme a lo establecido, el lmite terico para el proceso dformado al vac o es de s lo 14.7 P si.



Ta nq ue de a lma ce nam iento (400 lts)

Manguera flexible de 2

V lvula de bola

V lvula solenoide Deflector de aire

Soportes

En muchos de los casos un r pido des plaza miento de vac o es de gran importanciaEsto s lo puede s er efectuad o loc aliza ndo el tanq ue de vac o lo m s cercano a l moldy reduciendo lo m s posible la friccin en la tubera, esto s e puede lograr mediante:

a) Un ma yor di metro d e la tubera .b) Contar con curvas generosas en la tubera, evitando codos a 900.c) Ca mbios en la sec cin trans versa l de la tubera (ca mbios de di metros).

Muchos equipos que se ofrecen en el mercado transgreden estas reglas. En general

se requiere un di metro de 1 pulg. en la tubera para desplazar 1 pie 3 de aire, par

piezas grandes un di metro d e 2 3 pulg. se r adecuado. Es recomendable tambico ntar con una ma nguera flexible de pl stico reforzad a en s u interior con una alma dalambre u otro material para que no permita que se colapse; esto es convenient

conectarlo entre el molde y la tubera , co mo s e mues tra en la siguiente ilustracin:

Aplicacin de las fuerzas de vac o

En general, las bombas operan constantemente para mantener el vac o en el tanqude almacenamiento, existiendo una variacin en la lectura del vacumetro con cadciclo. El va c o que se provoca en la parte formada debe ser mantenido el tiempo suficiente para q ue se enfre y resista la fuerza interna del material que tender a conservar la forma original, causando ondulaciones y pandeo.

Co mo regIa g eneral, entre m s r pido s e hag a el vac o, la apariencia de la pieza sermejor, ocasionalmente es conveniente una velocidad de formado lenta para pieza

muy profundas o de secciones intrincadas. Cuando un molde hembra es muy profund



y donde la configuracin se vuelve un problema, un vac o lento puede dar al plstico mtiempo pa ra contraerse e n la sec cin trans versa l, de es te mod o se puede e liminar una c onfiguracin deficiente.

En operaciones donde la fuerza de vac o es reemplazada por aire a presin, se debconsiderar que es m s difcil obtener un sella do sa tisfa ctorio d el molde. La fuerza dformad o f cilmente puede multiplicarse hasta 10 veces si el aire a presin est a 10Psi. Sin embargo pocas veces los moldes pueden resistir tal presin.

Para el formado con aire a presin, es necesa rio toma r toda s las preca uciones pos

bles. Un molde de tama o regular requiere eventualmente una presin de cierre dalgunas tonelad as , q ue naturalmente una prensa comn (tipo " C" ) no resiste. Es c onveniente entonces utiliza r una se rie de " clamps " o s ujeta dores d e a cc in r pida quson muy apropiados para este uso. Un molde pobre en construccin con la presiq ue se e jerce, pued e a ctuar como una bo mba y explota r. Un molde d e a luminio o me ta

maq uinado es una b uena s elecc in; moldes hechos c on madera o resinas no deberse r utiliza dos a menos q ue se refuercen c on meta l.

El equipo de formado a presin debe ser m s fuerte que el de formado a vac oIgua lmente deb er co ntar con ta nq ue simila r para el compresor. La tubera no req uierde especificaciones estrictas ya que la caida de presin es despreciable. Si en untubera la caida de presin es de 5 Psi, la p rdida de presin en el sistema de vac ser de 10 Psi, el 50% de la presin, pero si el sistema de presin es de 100 Psentonces ser del 5%. Es conveniente tambin instalar una v lvula de reduccin dpresin y un ma nmetro, a s co mo un ba ffle o filtro a la entra da del molde, pa ra q ue eaire fro nunca es t en co ntac to directo co n la hoja ca liente. Algunas veces se r necesario incorporar calentadores al sistema de aire que ayudar n en grandes sopladosque deber n permanecer calientes hasta que la parte se forme en el molde.

De ser posible, es ta mbin nece sa rio c onta r co n filtros pa ra elimina r el a g ua q ue tienda condensarse en el sistema y que a la larga puede corroer el equipo, adem s de q ucombinados con partculas del aire podr n tapar los orificios de ventilacin en lomoldes. Un mantenimiento peridico de l eq uipo es indispe nsa ble.

Formado conaire a

presin

El molde cuando as lo requiera debercontar con orificios para ventilacin deaire atrapado y as evitar arrugas o formad os deficientes.

El formado con presin de aire se hvuelto popular sobre todo en pieza

pequeas. Las ventajas de este m tod

Ac rlico

Ac rlico

Molde

Molde

Orificios de vac o

Salida de aire

VAC O

AIRE A P RES IN



son: mejoras en las tolerancias dimensionales, la velocidad de formado se pued

incrementar c ons iderab lemente, a s como una mejor definicin de los deta lles finos.

Formadomecnico

El proceso de termoformado no est limi-t ado a l a s tcnicas neum t icas ; sonvarias las fuerzas mec nicas que sepueden aplicar. La forma m s simple delformado mec nico es utilizado en el for-mad o b idimensiona l, en este c a so la hoja

calentada es acomoda da sobre la super-

ficie de un molde curvo que usualmentetiene una superficie suave y la gravedad

es suficiente pa ra curvar la hoja; es nece-

sa rio q ue el borde de la hoja s ea sujetad o

para mantenerlo en po sicin hasta q ue la pieza enfre. Este es el ca so d e la fab rica cidel arco ca n donde los extremos so n firmemente s ujetad os y no hay va ria cin en eespesor.

Formado mecnico molde macho-hembra

El moldeo mac ho-hembra es usad o entre otras cos as , para el formad o de piezas com

plica da s. En esta tcnica de moldeo, una hoja ca lentada es formad a entre do s moldeopuestos entre si pero con contornos similares (macho-hembra). Cuando los molde

se unen entre s i, los co ntornos forza r n a la hoja a toma r idntica forma, entre el espacio crea do entre los do s mo ldes . Cua lq uier protuberancia en el molde m ac ho, mec nca mente forzar a l pl stico en la co ntra parte (molde hembra). P ara una med ia na o a ltproduccin se utilizan equipos mec nico s pa ra e l cierre de los mo ldes ; en otros ca soel movimiento es prod ucido por servomotores . S i am bos moldes, tienen una temp era

tura controlada, se puede lograr una reduccin en el tiempo de enfriamiento.

Hay tres criterios b sicos para tener un buen desempe o en el termoformado mediante esta tcnica:

El primero co nsiste en q ue la fuerza a plica da , c ualq uiera q ue s ea la fuente (neum tica

hidr ulica o me c nica ) deb er tener la fuerza s uficiente pa ra inducir a l pl stico a de formarse, naturalmente una superficie muy grande o un molde muy intrincado requerir

una mayor fuerza de presin.

El se gundo s e refiere a una a dec uad a ventilac in del aire a trapa do. La presin que sejerce entre los moldes provoca que entre stos y la hoja quede aire atrapado qudeber ser removido para una buena configuracin de la pieza. Esto se puede lograba rrenando uno o los d os moldes en las zonas donde s e detecte la a nomala .

El tercero est en relacin a la profundida d lmite d e es tira miento, q ue es el res ultadde las fuerzas empleadas en el proceso. Es f cilmente comprensible que un esti



ramiento m ximo s lo tiene xito cuando el molde tiene ngulos de sa lida mayores los 5 y radios de curvatura muy grandes y suavizados, los ngulos muy cercanos 90 pued en lleg a r a d ism inuir el es tiramiento e inclusive ras g a r el ma teria l pl stico.

Este m todo sofisticado de termoformado no debe ser empleado en la totalidad de lconfiguracin del molde, estando limitado su uso a s lo algunas partes del molde.

El formado mec nico molde mac ho-hembra no depende solamente d e las fuerzas q use empleen; usualmente este tipo de formado puede ser combinado con vac o, aire presin o las dos al mismo tiempo. Consecuentemente, el molde macho-hembra n

tiene que coincidir exactamente, el molde macho podr ser relativamente inferior edimensiones y s ubsta ncialmente diferente en forma a l molde hembra.

Cuando est n hechos de esta forma pueden actuar como "empujadores" en la hojpl stica. Este tipo de asistencia se denomina ayuda mec nica, porque presiona ematerial reblandecido en el molde hembra. El propsito de es ta a yuda es el de prees tira r el ma teria l pa ra q ue la forma final sea log rad a en co mbinac in de vac o y/o pres in de aire.

Usando ayudas mec nica s en el proc es o, s e tiene la ventaja de una mejor distribucidel espesor del material, sobre cualquier otro proceso. Con la combinacin de estatcnicas se puede obtener muchas variantes en el proceso. Dichas variantes puedeser cambios en la presin de vac o, el tiempo de aplicacin de vac o o presin, lvelocidad de cierre de los moldes, o los ciclos de formado.

Usualmente las ayudas mec nicas se construyen en madera. Las maderas duras tropica les so n las m s usa da s en la fab rica cin de ayudas . En algunos ca sos es posble incorporar postizos de otros materiales pl sticos como nylon, poliuretano rgidoac rilamida s, a luminio o a cero q ue so n f cilmente m aq uinab les .

En casos en que el volumen a producir lo requiera, es posible incorporar un sistem

de enfria miento y/o c a lenta miento. La de cisin de c a lenta r y/o enfria r la a yuda , sdebe tomar en cuenta desde el dise o ya que posteriormente ser muy difcil si n

imposible el tratar de acondicionar un elemento calefactor, por este motivo deberrealizarse los maquinados necesarios para la incorporacin del sistema.

Cuando la ayuda est muy fra, la hoja seguramente se enfriar sobre sta. El enfriamiento s uele oc urrir entre los puntos q ue co mprenden la a yuda y la hoja y entre la hoj

y el molde. En casos muy extremos, la hoja podr encog erse sob re la ayuda durantel formado .

Si la ayuda mec nica es ta muy c aliente, la hoja se des liza r so bre el borde d e la ayudaen este caso la ayuda simplemente presionar sobre la hoja. Puede ocurrir un estiramiento en la hoja entre el rea que comprende la ayuda y el borde del molde.

Tcnicascombinadas

Diseo deayudas

mecnicas



La forma de la ayuda va a tener una

influencia determinante en la pared o

espesor de la pieza final. En la siguiente

ilustracin se pueden apreciar tres tiposdiferentes de ayuda.

Ayuda tipo superficie plana

y ca ntos romosAyuda tipo enva se d e lata Ayuda tipo esfrica

Ayuda tipo superficie plana y cantos romos

sta permite que la hoja tenga un estiramiento entre la ayuda y el borde del molde mientras tanto se presentar un enfriamiento de la hoja en la pa rte en c ontac to c on lextremida d o borde de la ayuda. Una pieza formad a por este mtodo tendr un fondgrueso y paredes delgadas.

Ayuda tipo envase de lata

En esta segunda alternativa, la hoja entra en contacto y se enfra r pidamente s lo ela pequea zona perimetral de la ayuda. El estiramiento es similar al tipo de ayudplana, pero la zona central en la ayuda permite un estiramiento adicional.

Ayuda tipo esfricaP or otro lado , en es te tipo s lo un rea pequea entra en contac to con la a yuda . Puedoc urrir que en es te ca so exista un estira miento s ignifica tivo mientras la ayuda ava nza

por lo tanto el rea perimetral entre el borde y la ayuda disminuir .



Eleccin deltipo de

tcnica determoformado

Citerios parael diseo

de productostermoformados

Moldes de termoformado

Uno de los as pectos m s importantes que se deben tomar en cuenta para el termoformad o de piezas , es la tcnica de termoformado a emplear, ya que si por las caracte rsticas del producto se utiliza una tcnica inadecuada, lo m s probable es que spresenten problemas antes de obtener una pieza con las especificaciones que s

determinaron des de un principio y en muchos de los c a so s s e puede tener un frac as

con las consecuentes prdidas de tiempo, dinero y recursos. Por eso, antes de pro

ced er a fab rica r un molde deb emos co nsiderar lo s iguiente:

1. La forma y dimensiones de la pieza .

2. La apa riencia des ead a.

3. La tcnica de termoformado.

Con base en estos factores, se podr planear y anticipar posibles defectos de lapiezas . En este c ap tulo s e a naliza r n todas las variab les q ue se presentan cuando sreq uiere fab rica r un molde de termoformado .

Hay que mencionar que la tcnica de termoformado aunque vers til y flexible, difieren cuanto a apariencia y caractersticas en comparacin a los productos fabricadopor moldeo en inyeccin. En la siguiente tabla comparativa se podr n analizar sudiferencias b sicas. En conclusin, pa ra el diseo de piezas termoformad as es necesario establecer los siguientes criterios:

1. Deber considerarse un adelgazamiento en el espesor del material, esto dependerm s q ue nad a d e la forma, tama o y tcnica utiliza da (Ca ptulo 8). En trminos ge nerales s e puede co nsiderar q ue el a delga za miento en el espes or del ma terial es d irec

tame nte proporciona l a la a ltura de la pieza .

2. Deber co nsiderarse un ngulo d e s a lida de mo ldeo entre 3 y 5 .

3. Deber tomarse en cuenta una co ntrac cin en la pieza del 0.6 al 1% al enfriar.

4. P or lo g eneral, la superficie de la pieza termoformada se r lisa, aunque es posibleobtener algunas texturas.

5. En el diseo d e la pieza e s co nveniente incluir ra dios g ra ndes ; es pos ible obteneraristas, pero podr n causar rasgaduras en el material.


42/90



Los criterios que se presentan a continuacin, son los factores clave en el xito parla produccin de piezas termoformadas. Estos son el punto medular para cualquiedesarrollo que se pretenda fabricar, pero tambin es de vital importancia profundizaen estos c onceptos, m s adelante se analizar a detalle aquellas consideraciones eel dis eo de moldes. Luego entonces estos criterios b sicos y las considerac iones eel diseo de moldes ser n los par metros fundamentales para la construccin dmoldes de termoformado , no importando la c omplejida d q ue sto s pued an tener. Haq ue hac er mencin tamb in que en la construccin de moldes es necesa ria la evaluac in de los siguientes conceptos:

1. Forma y dimensiones de la pieza .

2. Apariencia de la pieza.

3. Volumen es tima do de fab rica cin.

Ponderando estos conceptos, posiblemente el m s importante sea el del volumeestimado de produccin, ya que de ste depender la definicin del tipo de moldematerial, aca ba do, tcnica de termoformado , etc. A co ntinuacin se presentar los c rterios para el diseo d el molde:

Criterios parael diseo del

molde determoformado

1. Un molde ma cho es m s f cil de usacuesta menos y es el m s ad ecuado parformar piezas profundas. En general u

molde hembra no deb er emplea rse pa rformar piezas que requieran una profun

didad mayor de la mitad del ancho de l

pieza . El molde hemb ra se usa r cuandla pieza terminada requiera que la car

cncava no tenga c ontacto co n el molde

2. Los moldes deber n contar con sufi

cientes orificios de vac o para que ll mina revenida pueda co nformarse a lapartes crticas del molde, los orificios dva c o deber n hacerse en las partes m profundas y en las rea s en do nde el airpueda quedar atrapado, deben ser l

suficientemente pequeos para nca usa r marcas (de 1/32" a 1/8" de dimetro). Se puede lograr un vac o mefectivo si el orificio es agrandado por l

parte interna.



3. Deber proveerse de conductos quepermita n la c irculac in de ag ua o ac eite atravs del molde cuando se requiera uncontrol de temperatura en el mismo.

4. Cuando las dimensiones de la pieza

formada sean crticas, los moldes de-ber n construirse de dimensiones mayo-res para compensar la contraccin delmaterial.

La contrac cin que de be es perarse de latemperatura de moldeo a la temperatura

ambiente es de 1% m ximo.

5. Una pequea curvatura del molde enlas partes planas de las reas grandes,permitir ob tener rea s pla nas al enfriar elmaterial.

6. No s e pod r n obtener pieza s c on pare-des a 90 , el molde d ebe r tener un ngu-lo de salida de por lo menos 3 .

7. Es recomendable redondear las aris-

tas, ya q ue el formad o en vrtice acumu-la esfuerzos internos. La resistencia de la

pieza ser mayor diseando orillas,esquinas y cantos redondeados.

Manual de Termoformado Acrilico

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