¿Cómo se moldean los polímeros?

¿Cómo se moldean los polímeros?

Antes de comenzar, volvamos un poco y sepamos un poco sobre qué son los polímeros.

Un polímero es una molécula grande compuesta de muchas subunidades repetidas. Según la respuesta mecánica a altas temperaturas, los polímeros se clasifican en dos categorías principales:

Primero están los polímeros termoplásticos, que se ablandan cuando se calientan y se endurecen cuando se enfrían. Estos polímeros son generalmente blandos y se pueden moldear repetidamente en las formas requeridas.

En segundo lugar están los polímeros termoendurecibles. Estos polímeros se vuelven blandos durante el primer calentamiento y luego se endurecen permanentemente cuando se enfrían. Son más duros, frágiles y resistentes al calor en comparación con los polímeros termoplásticos.

Volviendo al moldeo, el primer paso en el moldeo de polímeros es el procesamiento de polímeros, que debido a la naturaleza misma de los polímeros es similar a los utilizados para formar y moldear metales. Por lo tanto, lo veremos bajo dos subtítulos principales:

Primero, el procesamiento de polímeros termoendurecibles que se realiza mediante dos métodos principales.

Uno de ellos es el moldeo por compresión en el que se coloca una cantidad medida de polvo de polímero en una cavidad hembra que se precalienta a aproximadamente 125 a 150 grados Celsius. La mitad superior del troquel comprime el material con una presión de 0,5 a 50 megapascales. Esto empuja el material dentro de la cavidad del molde donde se solidifica y se elimina con la ayuda de pasadores eyectores. Las ventajas incluyen, bajo estrés residual, bajo tiempo de fraguado y buen acabado superficial. Las desventajas incluyen un mayor tiempo de ciclo general y una baja tasa de producción. El moldeo por compresión se utiliza para hacer engranajes, botones, perillas, manijas, platos y accesorios.

Otro tipo de procesamiento de plásticos de Therosetting es el moldeo por transferencia: que es un método avanzado de moldeo por compresión. El material generalmente se precalienta y se coloca en la mitad inferior del molde. La parte superior de la matriz aplica una presión de 20 a 100 megapascales y una vez curada, la parte material se expulsa. Una de las principales ventajas del moldeo por transferencia es la capacidad de insertar diferentes insertos, como chips semiconductores, cerámica, etc., antes de introducir el material. Pero está limitado por el alto costo del equipo y el desperdicio de material. El moldeado por transferencia se utiliza para fabricar componentes electrónicos con terminales moldeados, clavijas, etc.

En segundo lugar viene el moldeo de polímeros termoplásticos que se pueden estudiar en tres partes principales.

Uno es el moldeo por inyección. Aquí, el material se alimenta desde una tolva al tornillo giratorio que descarga el material frente a la extrusora. El calor se desarrolla a partir de los calentadores de banda eléctrica y la fricción del tornillo giratorio. Las ventajas del moldeo por inyección incluyen una tasa de producción más rápida, producción de formas complicadas con alta precisión pero limitada por el alto costo inicial. Las aplicaciones son la producción de tazas, sillas, juguetes, piezas de automóviles, etc.

El segundo en la línea es el moldeo por soplado, que es un proceso en el que se usa presión de aire para inflar plástico blando en una cavidad del molde. El plástico blando generalmente se llama parison, que se sujeta entre un molde de dos piezas. La presión del aire es de aproximadamente 400 a 800 kilopascales. A medida que el componente formado se enfría, el molde se abre y la pieza se retira. Las ventajas incluyen bajo costo inicial de moldes, alta flexibilidad en la producción. Las desventajas incluyen altos tiempos de enfriamiento. Blow Molding se utiliza para hacer envases de alimentos, botellas de agua, tuberías, flotadores y cuerpos de muñecas.

El tercer y último tipo de moldeo termoestable es el termoformado. Aquí, con la ayuda de abrazaderas, se sujeta una lámina de polímero alrededor del molde. Se usa un calentador para llevar el polímero hasta 90 grados Celsius. El vacío se aplica utilizando pequeños agujeros en la matriz inferior. Esto le da a la lámina de polímero una forma perfecta. Las ventajas del termoformado incluyen bajas tensiones térmicas, configuración rápida, bajo costo de producción y falta de capacidad para fabricar componentes con agujeros. El termoformado se utiliza para la producción, bolsas de equipaje, paneles interiores del refrigerador, etc.

¿Eso es? Pero MechanicalEI, ¿cómo se producen láminas y tuberías? o ¿Cómo se recubren los cables con polímeros para proporcionar aislamiento ?, puede preguntar.

Bueno, hay un último proceso que es común entre los polímeros termoplásticos y termoestables. Se llama extrusión. ¿Suena familiar?

Debería ser … porque se usa en la formación de metales. Echemos un vistazo: la extrusión de películas se realiza mediante la combinación de extrusión y soplado. Primero se extruye el tubo, luego se estira hacia arriba usando rodillos y se sopla aire uniformemente usando un tubo. Los rodillos de guía luego restringen el tubo soplado y forman un tubo plano que es la película.

Las láminas de polímeros se forman utilizando el proceso de calendario que es similar al proceso de laminación. Aquí el primer rodillo sirve como alimentador, el segundo como dispositivo de medición y el tercero establece la longitud del calibre de la hoja.

La extrusión de tubería es similar a la formación de película, solo que aquí se mantienen en posición mediante un mandril. El revestimiento de alambre y cable para aislamiento es uno de los procesos de extrusión de polímeros más importantes. Aquí, la masa fundida de polímero se aplica al cable pelado a medida que se tira a través de una matriz a alta velocidad. Para la adhesión del revestimiento, se aspira un ligero vacío antes del polímero y el alambre.