ROTOMOLDEOmateriales y procesos industriales IImódulo: plásticosd.i. miguel angel rodríguez arroyo

ROTOMOLDEO

• El moldeo rotacional o rotomoldeo es una técnica para procesar polímeros, de tal forma que, permite obtener piezas huecas de tamaño mediano a muy grande con relativamente poco material y buena estabilidad

dimensional

PRINCIPIOS DEL ROTOMOLDEO

• El rotomoldeo es un proceso de transformación de plásticos empleado para producir piezas huecas, en el que plástico en polvo o líquido se vierte dentro de un molde luego se lo hace girar en dos ejes biaxiales mientras se calienta.

• El plástico se funde, en lo que se distribuye y adhiere en toda la superficie interna del molde. Finalmente este molde se enfría para permitir la extracción de la pieza terminada.

PRINCIPIOS DE ROTOMOLDEO

PRINCIPIOS DE ROTOMOLDEO

• En años recientes, el Rotomoldeo ha llamado la atención de la comunidad industrial debido a las cualidades que presenta. Este proceso mejorando día a día de tal forma que hoy dia es considerado entre los procesos de transformación de materiales con mayor madurez tecnológica, esto debido a las innovaciones en equipo, materiales y técnicas de control que han sido incorporados

• Este proceso permite una gran libertad de diseño, pues es factible producir objetos sorpresivamente complejos con herramentales relativamente sencillas y de bajo costo que en otros casos sería imposible moldear con otro proceso

ETAPAS DEL PROCESO

OBSERVACIONES AL PROCESO

• En la fabricación de piezas huecas, con geometría de curvas complejas, pared uniforme, y “contrasalidas”, el rotomoldeo es una alternativa con menor costo frente al moldeo por soplado. Sin mencionar que debido a las bajas presiones empleadas en el moldeo rotacional se producen piezas con tensiones internas mínimas, presentando un buen comportamiento mecánico debido a su mayor solidez en comparación con las piezas producidas a través del Soplado o la Inyección.

OBSERVACIONES AL PROCESO

• Los niveles productivos del rotomoldeo varian de algunas cuantas piezas, a cientos o miles de objetos, también se adecua a la producción en baja escala con vista a la obtención de prototipos. Debido a la libertad de diseño, este proceso sobresale entre las técnicas de alta velocidad y productividad. El bajo costo de este proceso permite la experimentación con diversos materiales, distribución en el calibre de pared o con el acabado de las piezas.

VENTAJAS DEL PROCESO

OBSERVACIONES AL PROCESO

• Desde pequeñas piezas como los son partes de muñecas y pelotas (con las cuales el rotomoldeo se posicionó en el mercado hace años), hasta artículos de alto desempeño físico o alta capacidad en volumen; este proceso presenta varias ventajas frente a otros procedimientos de transformación para obtener piezas huecas tridimensionales donde las juntas del molde son “prácticamente invisibles.”

MATERIALES

• El rotomoldeo transforma materiales termoplásticos, dlos más comunes son: PEAD, el PVC en su presentación como Plastisol y PA. Mientras el Plastisol tiene una consistencia liquida, el PEAD y la PA se alimentan como polvos. De otra forma no podrían ser fundidos ni moldeados ya que el calor para realizar esto se transmite al material por conducción, proceso optimizado al aumentar el área de contacto en un polvo; considerando además, que en este estado el plástico puede “fluir” para tocar todas las paredes del molde mientras vaya girando.

MATERIALES

MATERIALES

• En función de la materia prima utilizada, dependerán los tiempos de cada etapa del ciclo. Para un plastisol el calentamiento tiene la función de solidificar el material y el posterior enfriado solo tiene la función de bajar la temperatura de la pieza conformada. En el caso del HDPE, el calentamiento tiene la finalidad de proporcionar la temperatura necesaria para la fusión del material para que se disperse por toda la superficie del molde durante la rotación, mientras que la etapa de enfriado solidifica el material para la obtención de la pieza conformada

CONSIDERACIONES

• Los espesores de pared de los artículos rotomoldeados por lo general permanecen constantes, donde el espesor puede ir de 1mm hasta el grosor que se requiera de acuerdo a las funciones de la pieza. Las paredes delgadas gemelas presentan excelentes propiedades de resistencia a la carga.

• Las roscas, orificios e insertos metálicos se pueden incorporar a la pieza dentro del mismo proceso (dependiendo del diseño), eliminando costos por operaciones secundarias necesarias en otros procesos de transformación.

CONSIDERACIONES

• Es posible fabricar artículos simétricos o asimétricos, en formas complejas y aún aquellas que presentan contrasalidas. Este proceso ofrece flexibilidad en cuanto al tamaño del producto, siendo factible moldear desde pequeños bulbos, para lavado auditivo, hasta tanques de almacenamiento de más de 15,000 litros; sin embargo, la mejor productividad se obtiene con moldes medianos y grandes.

• Existen bajos niveles de desperdicio ya que este proceso no requiere el uso de coladas, ni bebederos. El material excedente o no deseado es poco en comparación con otros procesos para fabricar piezas

huecas.

DESCIPCIÓN DEL PROCESO

• El proceso de rotomoldeo consiste en cuatro pasos:

• Una cantidad de plástico, ya sea en forma líquida o en polvo, se deposita en el molde.

• Tras cerrarlo, el molde se rota biaxialmente en el interior de un horno.

• El plástico se funde y cubre las paredes internas del molde.

• El molde se retira del horno y se traslada a una zona de enfriamiento. Finalmente se abre el molde y se retira la pieza hueca

DESCIPCIÓN DEL PROCESO

DESCRIPCION DEL PROCESO

• La maquinaria de rotomoldeo es relativamente más económica que la maquinaria que se usa habitualmente en otras técnicas de procesado de plásticos. Esta técnica permite procesar distintos moldes con diferentes formas y tamaños al mismo tiempo.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

• Aun cuando la maquinaria y moldes para esta tecnología son simples, es necesario el conocimiento del comportamiento del material, para la obtención de productos de calidad. Es de tomar en cuenta aspectos como la porosidad, la distribución de tamaño, la distribución del pigmento, el tiempo de cada ciclo, las dilataciones o compresiones, las velocidades de enfriamiento y calentamiento, el material del molde y la velocidad de rotación. Todas estas variables deben ser cuidadosamente ajustadas para evitar problemas.

MAQUINARIA UTILIZADA

• La maquinaria utilizada es relativamente simple comparada con otros procesos de transformación (ejemplos: inyección, extrusión, etc.)

• El rotomoldeo se puede clasificar por las diferentes formas de calentamiento utilizadas:

•         Por flama abierta•         En hornos cerrados

PROCESO A FLAMA ABIERTA

• En el rotomoldeo por flama abierta el calentamiento se realiza por mecheros que rodean al molde al “aire libre”. Lo cual provoca que la mayor parte del calor se disipe al medio ambiente. Por otro lado estas maquinas no pueden hacer giros biaxiales al mismo tiempo. Están sometidas a realizar giros de 360 grados y el siguiente giro lo tienen en aproximadamente 45 grados. Razones por la cual no se pueden realizar piezas complejas por el método de llama abierta. En el método por horneado el molde es introducido en un horno cerrado en donde se hace girar. Este último método permite un mejor control de los parámetros de temperatura

PROCESO A FLAMA ABIERTA

EN HORNO

• En estos hornos los moldes son introducidos en el horno alternativamente en un eje lineal. Mientras uno esta en etapa de calentamiento, el otro esta en etapa de enfriado y desmolde por flujo de aire proveniente de ventiladores

EN HORNO

HORNO BASCULANTE (ROCK AND ROLL)

• En el horno basculante o “rock and roll”, el molde gira el eje longitudinal mientras se balancea, sin completar el giro, sobre su eje lateral. Por lo general, se trata de moldes para obtención de piezas de un largo considerable como el caso de canoas de seis o más metros.

HORNO BASCULANTE

ESTACION SIMPLE(CLAM SHELL)

• Este método cuenta con un único brazo portador de un único molde, que se introduce en un horno tipo almeja o “clam shell” para el calentamiento del material.

ESTACION SIMPLE(CLAM SHELL)

EQUIPOS ESPECIALES

• También existen equipos de rotomoldeo que mediante uno o mas brazos introducen el molde en un horno para la fusión del material, siendo el mismo brazo el que lo introduce en una estación de enfriamiento. Las más comunes son las siguientes.

BRAZO TRES ESTACIONES

CARROUSEL3 BRAZOS , 3 ESTACIONES

MOLDES • Cada brazo puede poseer uno o varios

moldes. Lo que va a depender del tamaño de pieza que se desea obtener. Para piezas relativamente pequeñas cada brazo puede poseer hasta 30 moldes individuales. El movimiento biaxial se consigue mediante un juego de engranajes cónicos que transmite el giro de un eje interno del eje de giro primario, al eje de giro secundario.

MOLDE CUATRO CAVIDADES

MOLDE MULTICAVIDADES

MATERIALES PARA REALIZACIÓN DE MOLDES

• Regularmente los materiales para la configuración de los molde para el procesos de rotomoldeo suelen estar constituidos por lamina negra, acero inoxidable o aluminio.

• Dependiendo de la superficie de los moldes se pueden lograr diferentes superficies en el producto terminado. Por ejemplo se pueden lograr superficies esmeriladas mediante la aplicación de un enarenado (sand blast) a la superficie interna del molde (en contacto con el plástico).

MOLDES

MOLDES

MOLDES

MOLDES

APLICACIONES

APLICACIONES

APLICACIONES

APLICACIONES

APLICACIONES

APLICACIONES

APLICACIONES

APLICACIONES

POR QUE USAR ROTOMOLDEO????

• Advantages of rotational molding is the design flexibility in combining several parts that required assembly in to one part. The roto-mold process offers consistent wall thickness and a virtually stress free parts.

• Rotational molded tools have a short lead-time getting produced and relativity lower costs the other plastic molding methods.

• Advantages of Rotational Molding:• Design flexibility allowing complex geometry• Cost saving - Projects of 50 to 30,000 are ideal• Molds cost less then other molding methods

POR QUE USAR ROTOMOLDEO????

• Parts offer strength and durability• Stress free parts• Short lead times on production• Consistent wall thickness• Limited materials waste• Small to very large hollow parts can be

produced• Part surfaces can have various textures