TECNOLOGIAS DURAS

TECNOLOGIAS DURAS

3.1 EL USO DE LOS MATERIALES “PLASTICO, POLIMEROS Y ALEACIONES LIGERAS, PARA LA BUSQUEDA DE LA COMPETITIVIDAD.

¿QUÉ ES UN PLÁSTICO?

La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones.

Sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.

Sin embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.

Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por moléculas orgánicas gigantes) que son plásticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el nylon. Los materiales empleados en su fabricación son resinas en forma de bolitas o polvo o en disolución. Con estos materiales se fabrican los plásticos terminados.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PLÁSTICOS

Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termo endurecibles (se endurecen con el calor).

Los Polímeros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes.

PRINCIPALES POLÍMEROS

Polietileno (PE). Las olefinas como el etileno, en estado gaseoso, tienen poca tendencia a polimerizar, pero las investigaciones de los ingleses Perrin y Swallow realizadas en 1931 en los laboratorios de la Imperial Chemical Industries, les permitieron observar que el etileno sometido a temperaturas de unos 170 º centígrados y 1.400 atmósferas de presión, se transformaba en polímeros de etileno con el aspecto de polvillo blanco. El PEBD , polietileno de baja densidad , o LDPE (low density polietylene) , como se conoce internacionalmente , se utiliza para fabricar bolsas flexibles , embalajes industriales, techos de invernaderos agrícolas, etc. También gracias a su resistencia dieléctrica se utilizan para aislante de cables eléctricos. El PEAD , polietileno de alta densidad , o HDPE (High density polyetilene) , se utiliza también para bolsas ( grandes almacenes , mercados ...) también gracias a su resistencia al impacto se utiliza para cajas de botellas , de frutas , pescado ..Tuberías, juguetes, cascos de seguridad laboral. GPoliamida (PA).

CLASIFICACIÓN DE LOS POLÍMEROS SEGÚN SUS PROPIEDADES FÍSICAS

Desde un punto de vista general se puede hablar de tres tipos de polímeros:

• Elastómeros

• Termoplásticos

• Termoestables

Los elastómeros y termoplásticos están constituidos por moléculas que forman largas cadenas con poco entrecruzamiento entre sí. Cuando se calientan, se ablandan sin descomposición y pueden ser moldeados.

Los termoestables se preparan generalmente a partir de sustancias semifluidas de peso molecular relativamente bajo, las cuales alcanzan, cuando se someten a procesos adecuados, un alto grado de entrecruzamiento molecular formando materiales duros, que funden con descomposición o no funden y son generalmente insolubles en los solventes más usuales.

POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS

Los termoplásticos son polímeros de cadenas largas que cuando se calientan se reblandecen y pueden moldearse a presión. Representan el 78-80% de consumo total. Los principales son:

POLIETILENO

Éste es el termoplástico más usado en nuestra sociedad. Los productos hechos de polietileno van desde materiales de construcción y aislantes eléctricos hasta material de empaque. Es barato y puede moldearse a casi cualquier forma, extrudirse para hacer fibras o soplarse para formar películas delgadas. Según la tecnología que se emplee se pueden obtener dos tipos de polietileno

POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD.

Dependiendo del catalizador, este polímero se fabrica de dos maneras: a alta presión o a baja presión. En el primer caso se emplean los llamados iniciadores de radicales libres como catalizadores de polimerización del etileno. El producto obtenido es el polietileno de baja densidad ramificado;

POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (HDPE).

Cuando se polimeriza el etileno a baja presión y en presencia de catalizadores ZieglerNatta, se obtiene el polietileno de alta densidad (HDPE). La principal diferencia es la flexibilidad, debido a las numerosas ramificaciones de la cadena polimérica a diferencia de la rigidez del HDPE.

POLIPROPILENO

El polipropileno se produce desde hace más de veinte años, pero su aplicación data de los últimos diez, debido a la falta de producción directa pues siempre fue un subproducto de las refinerías o de la desintegración del etano o etileno.

RESINAS TERMOFIJAS

Estos materiales se caracterizan por tener cadenas poliméricas entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o presión formando una masa rígida y dura. Las uniones cruzadas se pueden obtener mediante agentes que las provoquen, como en el caso de la producción de las resinas epóxicas.

POLIURETANOS

Los poliuretanos pueden ser de dos tipos, flexibles o rígidos, dependiendo del poliol usado. Los flexibles se obtienen cuando el di-isocianato se hace reaccionar con diglicol, triglicol, poliglicol, o una mezcla de éstos; Los poliuretanos rígidos se consiguen utilizando trioles obtenidos a partir del glicerol y el óxido de propileno. El uso más importante del poliuretano flexible es el relleno de colchones.

UREA, RESINAS Y MELAMINA

La urea se produce con amoníaco y bióxido de carbono; La melamina está constituida por tres moléculas de urea. Tanto la urea como la melamina tienen propiedades generales muy similares, aunque existe mucha diferencia en sus aplicaciones. A ambas resinas se les conoce como aminorresinas. Estos artículos son claros como el agua, fuertes y duros, pero se pueden romper. Tienen buenas propiedades eléctricas.

Las resinas melamina-formaldehído se emplean en la fabricación de vajillas y productos laminados que sirven para cubrir muebles de cocina, mesas y escritorios.

RESINAS FENÓLICAS

La reacción entre el fenol y el formaldehído tiene como resultado las resinas fenólicas o fenoplast. Existen dos tipos de resinas fenólicas, los resols y el novolac.

Los resols se obtienen cuando se usa un catalizador básico en la polimerización. El producto tiene uniones cruzadas entre las cadenas que permiten redes tridimensionales Termofijas. El novolac se hace usando catalizadores ácidos. Aquí las cadenas no tienen uniones cruzadas por lo que el producto es permanentemente soluble y fundible.

RESINAS EPÓXICAS

Casi todas las resinas epóxicas comerciales se hacen a partir del bisfenol A (obtenido a partir del fenol y la acetona), y la epiclorhidrina (producida a partir del alcohol alílico). Sus propiedades más importantes son: alta resistencia a temperaturas hasta de 500°C, elevada adherencia a superficies metálicas y excelente resistencia a los productos químicos. Se usan principalmente en recubrimientos de latas, tambores, superficies de acabado de aparatos y como adhesivo.

RESINAS POLIÉSTER

Estas resinas se hacen principalmente a partir de los anhídridos maleico y ftálico con propilenglicol y uniones cruzadas con estireno. E uso de estas resinas con refuerzo de fibra de vidrio ha reemplazado a materiales como los termoplásticos de alta resistencia, madera, acero al carbón, vidrio y acrílico, lámina, cemento, yeso, etc

LOS LUBRICANTES Y LOS POLÍMEROS

Los lubricantes mejoran la procesabilidad de los polímeros, realizando varias importantes funciones.

• Reducen la fricción entre las partículas del material, minimizando el calentamiento por fricción y retrasando la fusión hasta el punto óptimo.

• Reducen la viscosidad del fundido promoviendo el buen flujo del material.

3.2 STL. EDM, MOLDES Y TROQUELES, CNC, SU RELACION Y USO EN LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA.

STL

Stereolithography Estereolitografía

La estereolitografía es un proceso de materialización rápida de prototipos que utiliza la estratificación para la construcción de un modelo. Un programa traduce un modelo CAD 3D en formato electrónico STL utilizado por las máquinas estereolitográficas, organizando la información en capas y construyendo así el modelo.

La estereolitografía, también conocida como impresión 3D, te permite crear objetos sólidos, plásticos y en tres dimensiones a partir de dibujos CAD en cuestión de horas. La estereolitografía permite una manera fácil y rápida de convertir un dibujo hecho en CAD en un objeto real. La impresión 3D es un buen ejemplo

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