Proceso de fabricación en plásticosTECNOLOGÍA INDUSTRIAL II

EstudiantesAlegre Juárez, Pablo MiguelAlvarenga, Gabriel AlexanderGarcía Solís, Jonathan Isaac

Introducción La industria de los plásticos es un campo relativamente nuevo, no fue hace mucho tiempo que se empezó a fabricar productos plásticos. En el pasado la mayoría de equipos y productos eran fabricados con materiales de tipo metálicos y otros materiales que proporcionaba la naturaleza.

 Sin embargo, debido a las propiedades de los plásticos, su uso ha venido en aumento y con ello también ha aumentado las nuevas formas de procesamiento de estos y la obtención de la materia prima necesaria para su elaboración.

Este trabajo de investigación contiene información, de forma resumida, acerca de la fabricación de los plásticos.

Objetivos Objetivo General

Describir los principales procesos de fabricación de los plásticos

 

Objetivos específicos

Definir y clasificar el proceso de fabricación de los plásticos

Describir la materia prima, la maquinaria, las herramientas y los productos que se obtienen de la fabricación de plásticos

Alcances y limitaciones Esta investigación bibliográfica tiene como alcance la presentación de los principales procesos para la elaboración de plásticos, la materia y la maquinaria que se utiliza en los procesos.

No se obtuvo mucha información de parte de secciones bibliográficos de cómo sería el proceso de producción de plástico.

No se pudo visitar ninguna empresa que fabrique plásticos, porque en la parte del proceso son muy celosos y temen que robemos ideas.

No se obtuvo mucha información en la parte de automatización de CNC porque no hay mucha información bibliográfica y porque se nos negó la visita técnica

Definición del proceso de fabricación Los plásticos son materiales poliméricos orgánicos (compuestos por moléculas orgánicas gigantes) que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de procesos como la extrusión, el moldeo, la inyección, y el hilado, entre otros.

En términos técnicos, la producción de plásticos es un proceso llamado polimerización: reacción química en la que dos o más moléculas se combinan para formar otra en la que se repiten las estructuras de las primitivas dando lugar al polímero. Una vez creados los compuestos poliméricos, en forma de resina, polvos, granza, pasta, etc., se lleva a cabo la transformación de los mismos por muy diversos procesos como, inyección, extrusión, termoconformado, soplado, calandrado, etc. Si se trata de productos semielaborados requieren una manipulación posterior como mecanizado, ensamblando, encolado, etc., que darán lugar al producto final acabado.

Clasificación del proceso de fabricación

Una clasificación específica de los procesos de transformación se basa en los cambios de estado que sufren los plásticos dentro de la maquinaria. Así, se distinguen:

Procesos primarios: el plástico es moldeado a través de un proceso térmico donde el material pasa por el estado líquido y finalmente se solidifica. Contempla los siguientes procedimientos: extrusión, inyección, soplado, calandreo, inmersión y rotomoldeo.

 Procesos secundarios: utilizan medios mecánicos o neumáticos para formar el artículo final sin pasar por la fusión del plástico. Consta de los siguientes procesos de transformación: termoformado, doblado, corte, torneado y barrenado.

Mano de obra requerida en el proceso de fabricación

La mano de obra requerida para el proceso de fabricación de los plásticos, no tiene que ser esencialmente especializada. Simplemente debe conocer todo las máquinas y herramientas que se utilizaran para la elaboración de los productos plásticos.

En nuestros días, la fabricación de diversos productos plásticos se realiza en serie a través de máquinas automatizadas, por lo que solamente es necesario el personal para controlar la producción y el personal que dará mantenimiento a la maquinaria.

Materias Primas y/o Materiales utilizados en el proceso de fabricación

Las materias primas utilizadas en la producción de plásticos han variado mucho a lo largo del tiempo. En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban con resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites (de semillas), derivados del almidón o el carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados.

En la actualidad, la mayoría de los plásticos se elaboran con derivados del petróleo.

Antiguas materias primas para la elaboración de plásticos

Resina vegetal

Derivados del carbón

Celulosa de algodón

Aceites de semillas

Furfural (cascara de la avena)

Derivados del almidón

Maquinaria y equipo utilizado en el proceso de fabricación

Máquina de extrusión En el procedimiento original para someter los polímeros a extrusión, se utilizaron maquinas similares impulsadas por un ariete o un empujador mecánico. En el proceso moderno se usan tornillos para hacer fluir el polímero en estado fundido o gomoso a lo largo de la camisa de la máquina. El tipo que más se utiliza es la de tornillo simple.

Máquina de extrusión

Maquina de extrusión

Máquina de calandrado de plásticos En esta máquina se forman láminas de plásticos. Se hace circular el polímero a través de rodos que lo presionan para aplanarlo hasta el grosor previamente establecido en la máquina.

Máquina de calandrado de plásticos

Máquina de calandrado de plásticos

Máquina de moldeo de plásticos La máquina de moldeo de plástico consiste en suministrar el polímetro fundido en un molde, que luego se enfría y nos proporciona las piezas de acuerdo al molde utilizado.

Máquina de moldeo de plásticos

Máquina de moldeo

de plásticos

Variables y Parámetros importantes en el proceso de fabricación

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores:

Tiempo

Temperatura

Fluencia (conocido como deformación)

La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica. Estos factores anteriormente mencionados pueden variar dependiendo del tipo de proceso que se utilizara para la elaboración de los plásticos. Un ejemplo es que la temperatura a la que fundirá un polímero para realizar un moldeo por inyección será diferente a la que se utilizará cuando se un proceso de calandrado.

Descripción del proceso de fabricación

Síntesis de un polímero El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición, que pueden llevarse a cabo de varias formas. En la polimerización en masa se polimeriza solo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido.

Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que seguidamente se coagula. En la polimerización por interfase, los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interfase entre los dos líquidos.

Incorporación de los aditivos Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores ultravioleta lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas (sustancias combustibles ininflamables) y antiestáticas se utilizan también como aditivos

Procesamiento del polímeroEXTRUSIÓN

La extrusión consiste en verter el plástico en gránulos en un tubo caliente, el material fundido es empujado hasta el molde que tiene la forma deseada y después pasa a un túnel de enfriamiento

Procesamiento del polímeroVACÍO

Por vacío, una lámina fina de plástico se coloca sobre un molde, mediante un radiador se calienta el plástico para que se adapte a la forma del molde, finalmente se hace el vacío para que se adhiera y se ajuste totalmente al molde

Procesamiento del polímeroCALANDRADO

En el calandrado se realizan láminas muy finas de plástico haciendo pasar el plástico a presión a través de unos rodillos, así se fabrican por ejemplo: toldos, cubiertas de invernaderos, portafolios, impermeables, etc.

Procesamiento del polímeroMOLDEO

El moldeo de plásticos consiste en dar forma introduciendo el plástico en moldes a presión. Hay dos tipos de moldeo: por inyección, con el que se fabrican grandes series de piezas, como cubos, carcasas, tapones, etc. y por soplado, procedimiento utilizado en la fabricación de envases y botellas.

Productos

Envase y embalaje

Construcción

Transporte y telecomunica

ciones

Electrónica

Agricultura

Medicina

Productos que se

obtienen del proceso

de fabricación

Productos que se obtienen del proceso de fabricación

Envase y embalaje: Los envases y embalajes plásticos son ligeros, suponiendo un ahorro de combustible en el transporte de los productos envasados son reciclables. Polietileno y PET.

Construcción: La mayoría de los edificios públicos, nuestras viviendas, nuestros lugares de trabajo, ya sean fábricas u oficinas, los edificios destinados al ocio y servicios, hospitales, etc., tienen al plástico como elemento común. La razón es que éstos, permiten un abaratamiento de los costes en la producción de grandes series de piezas para la construcción, a la vez que facilitan el ahorro de energía por su bajo peso, sus grandes prestaciones y su alto poder aislante. PVC y poliestireno.

Transporte y telecomunicaciones: La fabricación de aviones, barcos, cohetes, trenes, motocicletas, globos, coches, bicicletas, teléfonos, antenas parabólicas, cámaras e incluso las nuevas redes de cable, se hace con plásticos.

Productos que se obtienen del proceso de fabricación

Medicina: Muchas personas disfrutan de un mejor nivel de vida gracias a un marcapasos fabricado con plástico. Además, otros productos del área sanitaria tienen al plástico como principal componente. Las jeringuillas, lentillas, prótesis, cápsulas, envases de productos farmacéuticos, bolsas de sangre y suero, guantes, filtros para hemodiálisis, válvulas, tiritas, gafas, e incluso, el acondicionamiento de cada una de las salas de un hospital se construye con materiales plásticos. PVC.

Electrónica: El empleo de los plásticos ha permitido mejorar sensiblemente las comunicaciones, debido a que, su capacidad como aislante, protege de los agentes externos. Comunicaciones por satélite, cable, ordenadores personales, telefonía fija y móvil, etc. Todos contienen plásticos en su diseño. El área más importante de consumo en este sector es el de equipamientos electrónicos. PVC y polímeros técnicos como el policarbonato y ABS.

Conclusiones y recomendaciones El proceso de elaboración de plásticos casi siempre se realiza en caliente para poder moldear la pieza a la forma adecuada.

Existen muchos procesos de fabricación de los plásticos o polímeros, ya que no todos los plásticos están compuestos de los mismos materiales, algunos plásticos se hacen con derivados del petróleo a otros de otro tipo de materiales obtenidos de materias primas naturales. Algunos de ellos se forman, al añadir ciertos aditivos a las sustancias bases para la elaboración de los plásticos.

Se recomienda reciclar los plásticos debido a que estos materiales tardan muchísimo tiempo en degradarse y contaminan el ambiente. Los plásticos pueden ser reprocesados, es decir, se puede producir una nueva pieza plástica a partir de una pieza vieja.