Moldeo por soplado

proceso de fabricación para formar y unir piezas huecas de plástico

El proceso de moldeo por soplado

El moldeo por soplado (o moldeo ) es un proceso de fabricación para formar y unir piezas huecas de plástico . También se utiliza para formar botellas de vidrio u otras formas huecas.

En general, hay tres tipos principales de moldeo por soplado: moldeo por extrusión-soplado, moldeo por inyección-soplado y moldeo por inyección y estirado-soplado.

El proceso de moldeo por soplado comienza con la fusión del plástico y la formación de un parisón o, en el caso del moldeo por inyección y soplado por inyección (ISB), una preforma. El parisón es una pieza de plástico en forma de tubo con un orificio en un extremo a través del cual puede pasar el aire comprimido.

Luego, el parisón se sujeta en un molde y se sopla aire en él. Luego, la presión del aire empuja el plástico hacia afuera para que coincida con el molde. Una vez que el plástico se ha enfriado y endurecido, el molde se abre y la pieza es expulsada. Los canales de agua están tallados en el molde para ayudar a enfriar.

Historia

El principio del proceso proviene de la idea del soplado de vidrio . Enoch Ferngren y William Kopitke produjeron una máquina de moldeo por soplado y la vendieron a Hartford Empire Company en 1938. Este fue el comienzo del proceso comercial de moldeo por soplado. Durante la década de 1940 la variedad y el número de productos era todavía muy limitado y, por tanto, el moldeo por soplado no despegó hasta más tarde. Una vez que la variedad y las tasas de producción aumentaron, pronto siguió la cantidad de productos creados.

Los mecanismos técnicos necesarios para producir piezas de trabajo con cuerpo hueco utilizando la técnica de soplado se establecieron desde el principio. Debido a que el vidrio es muy frágil, después de la introducción del plástico, el plástico se utilizó para reemplazar el vidrio en algunos casos. La primera producción en masa de botellas de plástico se realizó en Estados Unidos en 1939. Alemania comenzó a utilizar esta tecnología un poco más tarde, pero actualmente es uno de los principales fabricantes de máquinas de moldeo por soplado.

En la industria de refrescos de Estados Unidos , el número de envases de plástico pasó de cero en 1977 a diez mil millones de piezas en 1999. Hoy, se sopla un número aún mayor de productos y se espera que siga aumentando.

Para los metales amorfos , también conocidos como vidrios metálicos a granel, el moldeo por soplado se ha demostrado recientemente bajo presiones y temperaturas comparables al moldeo por soplado de plástico. ^[1]

Tipologías

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Moldeo por extrusión-soplado

Moldeo por extrusión-soplado

En el moldeo por extrusión-soplado ( EBM ), el plástico se funde y extruye en un tubo hueco (un parisón). Este parisón se captura luego cerrándolo en un molde de metal enfriado. Luego se insufla aire en el parisón, inflándolo en la forma de una botella , recipiente o pieza hueca . Una vez que el plástico se ha enfriado lo suficiente, se abre el molde y se expulsa la pieza. ^[2]

Ejemplos de piezas fabricadas mediante el proceso EBM: la mayoría de los productos huecos de polietileno, botellas de leche, botellas de champú, conductos de automóviles, regaderas y piezas industriales huecas como bidones.

Ventajas

• Costo reducido de herramientas y troqueles
• Tasas de producción rápidas
• Capacidad para moldear piezas complejas
• Se pueden incorporar manijas en el diseño

Desventajas

• Limitado a piezas huecas
• Baja resistencia ^{[ ¿de qué? ]}
• Los parisones a menudo están hechos de materiales mixtos (multicapa) para aumentar sus propiedades de barrera y, por lo tanto, no son reciclables.
• Para hacer frascos de cuello ancho, es necesario recortarlos.

EBM recta

El EBM recto es una forma de impulsar el material hacia adelante similar al moldeo por inyección mediante el cual un tornillo de Arquímedes gira, luego se detiene y empuja la masa fundida.

Con un acumulador

Con el método del acumulador, un acumulador recoge el plástico derretido y cuando el molde anterior se ha enfriado y se ha acumulado suficiente plástico, una varilla empuja el plástico derretido y forma el parisón. En este caso, el tornillo puede girar de forma continua o intermitente. ^[3] Con la extrusión continua, el peso del parisón arrastra el parisón y dificulta la calibración del espesor de la pared. Los métodos de cabezal acumulador o tornillo alternativo utilizan sistemas hidráulicos para empujar el parisón hacia afuera, reduciendo rápidamente el efecto del peso y permitiendo un control preciso sobre el espesor de la pared ajustando el espacio de la matriz con un dispositivo de programación del parisón. También es una forma de convertirse en acumulador.

Moldeo por soplado de extrusión continua

El moldeo por soplado de extrusión continua es una variación del moldeo por soplado de extrusión. En el moldeo por soplado y extrusión continua, el parisón se extruye continuamente y las partes individuales se cortan con un cuchillo adecuado.

Equipo de extrusión continua

• sistemas de moldeo por soplado de rueda giratoria
• maquinaria lanzadera

Moldeo por extrusión-soplado intermitente

El moldeo por extrusión-soplado intermitente es una variación del moldeo por extrusión-soplado.

Maquinaria de extrusión intermitente

• maquinaria de tornillo alternativo
• maquinaria del cabezal del acumulador

Recorte giratorio

Los recipientes como los frascos suelen tener un exceso de material debido al proceso de moldeo. Esto se recorta girando un cuchillo alrededor del recipiente que corta el material. Este exceso de plástico luego se recicla para crear nuevas molduras. Las recortadoras giratorias se utilizan en varios materiales, como PVC, HDPE y PE + LDPE. Los diferentes tipos de materiales tienen sus propias características físicas que afectan al recorte. Por ejemplo, las molduras producidas a partir de materiales amorfos son mucho más difíciles de recortar que los materiales cristalinos. Las hojas recubiertas de titanio se utilizan a menudo en lugar del acero estándar para aumentar la vida útil en un factor de 30 veces.

Moldeo por inyección y soplado

Moldeo por inyección y soplado de una botella de plástico

El proceso de moldeo por inyección y soplado ( IBM ) se utiliza para la producción de objetos huecos de vidrio y plástico en grandes cantidades. En el proceso de IBM, el polímero se moldea por inyección sobre un pasador central; luego, el pasador de núcleo se gira a una estación de moldeo por soplado para ser inflado y enfriado. Este es el menos utilizado de los tres procesos de moldeo por soplado, y normalmente se utiliza para hacer pequeñas botellas médicas y de un solo uso. El proceso se divide en tres pasos: inyección, soplado y expulsión.

La máquina de moldeo por inyección y soplado se basa en un cilindro extrusor y un conjunto de tornillo que funde el polímero . El polímero fundido se alimenta a un colector de canal caliente donde se inyecta a través de boquillas en una cavidad calentada y un pasador central. El molde de cavidad forma la forma externa y se sujeta alrededor de una varilla de núcleo que forma la forma interna de la preforma. La preforma consiste en un cuello de botella / jarra completamente formado con un tubo grueso de polímero unido, que formará el cuerpo. similar en apariencia a un tubo de ensayo con cuello roscado.

El molde de preforma se abre y la varilla de núcleo se gira y se sujeta en el molde de soplado frío y hueco. El extremo de la varilla del núcleo se abre y permite que entre aire comprimido en la preforma, lo que la infla a la forma del artículo terminado.

Después de un período de enfriamiento, el molde de soplado se abre y la varilla de núcleo se gira a la posición de expulsión. El artículo terminado se quita de la varilla central y, como opción, se puede realizar una prueba de fugas antes del empaque. La preforma y el molde de soplado pueden tener muchas cavidades, típicamente de tres a dieciséis, dependiendo del tamaño del artículo y la producción requerida. Hay tres juegos de varillas de núcleo, que permiten la inyección, el moldeo por soplado y la expulsión de preformas al mismo tiempo.

Ventajas

• Produce un cuello moldeado por inyección para mayor precisión.

Desventajas

• Solo se adapta a botellas de pequeña capacidad, ya que es difícil controlar el centro de la base durante el soplado.
• No aumenta la resistencia de la barrera ya que el material no se estira biaxialmente.
• No se pueden incorporar tiradores.

Moldeo por inyección, estirado y soplado

El moldeo por soplado y estiramiento por inyección tiene dos métodos principales diferentes, a saber, el proceso de una sola etapa y el de dos etapas. El proceso de una sola etapa se vuelve a dividir en máquinas de 3 y 4 estaciones.

Etapa única

En el proceso de una sola etapa, tanto la fabricación de preformas como el soplado de botellas se realizan en la misma máquina. El antiguo método de inyección, recalentamiento, estirado, soplado y expulsión de 4 estaciones es más costoso que la máquina de 3 estaciones que elimina la etapa de recalentamiento y utiliza calor latente en la preforma, lo que ahorra costos de energía para recalentar y una reducción del 25% en herramientas. . El proceso explica: Imagine que las moléculas son pequeñas bolas redondas, cuando juntas tienen grandes espacios de aire y una pequeña superficie de contacto, primero estirando las moléculas verticalmente y luego soplando para estirarlas horizontalmente, el estiramiento biaxial hace que las moléculas tengan forma de cruz. Estas "cruces" encajan entre sí dejando poco espacio a medida que se entra en contacto con más superficie, lo que hace que el material sea menos poroso y aumenta la resistencia de la barrera contra la permeación.Este proceso también aumenta la fuerza para ser ideal para el llenado con bebidas carbonatadas.

Ventajas

Muy adecuado para volúmenes bajos y tiradas cortas. Como la preforma no se libera durante todo el proceso, el grosor de la pared de la preforma se puede moldear para permitir un grosor de pared uniforme al soplar formas rectangulares y no redondas.

Desventajas

Restricciones en el diseño de la botella: solo se puede hacer una base de champán para botellas carbonatadas.

Dos etapas

En el proceso de moldeo por inyección, estirado y soplado de dos etapas, el plástico se moldea primero en una "preforma" utilizando el proceso de moldeo por inyección. Estas preformas se producen con los cuellos de las botellas, que incluyen roscas (el "acabado") en un extremo. Estas preformas se empaquetan y se alimentan más tarde (después de enfriar) en una máquina de moldeo por soplado y estiramiento con recalentamiento. En el proceso ISBM, las preformas se calientan (normalmente con calentadores infrarrojos) por encima de su temperatura de transición vítrea, luego se soplan con aire a alta presión en botellas utilizando moldes de soplado de metal. La preforma siempre se estira con una varilla de núcleo como parte del proceso.

Ventajas

Se producen volúmenes muy elevados. Poca restricción en el diseño de la botella. Las preformas se pueden vender como un artículo completo para que lo explote un tercero. Es adecuado para botellas cilíndricas, rectangulares u ovaladas.

Desventajas

Alto costo de capital. El espacio necesario en el suelo es elevado, aunque se dispone de sistemas compactos. ^{[ cuando? ]}

Ver también

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Moldeo por soplado .

• Sello de llenado por soplado
• Licuadora gravimétrica
• Molde-A-Rama
• Moldura
• Máquina formadora de plástico

Referencias

1. Jan Schroers; Thomas M. Hodges; Golden Kumar; Hari Raman; Anthony J. Barnes; Quoc Pham; Theodore A. Waniuk (febrero de 2011). "Moldeo por soplado termoplástico de metales" . Materiales hoy . 14 (1-2): 14-19. doi : 10.1016 / S1369-7021 (11) 70018-9 .
2. John Vogler (1984). Reciclaje de plásticos a pequeña escala . Publicación de tecnología intermedia. pag. 6.
3. Tecnología de moldeo por extrusión-soplado, Publicaciones de Hanser Gardner, ISBN 1-56990-334-4 

Bibliografía

• Lee, Norman (1990), Manual de moldeo por soplado de plástico , Van Nostrand Reinhold, ISBN 978-0-442-20752-6.
• Lee, Norman (2006), Guía práctica para el moldeo por soplado , Tecnología Smithers Rapra, ISBN 978-1-85957-513-0.
• Lee, Norman (2008), Guía de diseño de moldeo por soplado (2.a ed.), Publicaciones Hanser-Gardner, ISBN 978-1-56990-426-8.
• Moldeo por extrusión-soplado, publicaciones de Hanser-Gardner, ISBN 1-56990-334-4 
• Ottmar Brandau, Moldeo por soplado y estiramiento, PETplanet Publisher GmbH, ISBN 3-9807497-2-X 
• Yam, KL, "Encyclopedia of Packaging Technology", John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-0-470-08704-6