A la hora de trabajar con la fibra de vidrio y la resina de poliéster, existen diferentes procesos. Vamos a resumir brevemente cada uno de ellos:
Laminado manual o por contacto:
Es el más habitual de los procesos, y su aplicación es manual impregnando la fibra de vidrio mediante rodillo o brochasobre un molde. Se utiliza principalmente en construcción, decoración, escenografía, reparaciones, y multitud de a un coste económico bastante aceptable.
En este proceso se realiza con molde y contramolde y transfiriendo resina a presión. A nivel industrial con este proceso conseguimos altas cuotas de productividad ya que nos permite fabricar grandes producciones de piezas en fibra de vidrio en un tiempo menor.
Es el mismo proceso que el , pero en este caso la transferencia de resina para la impregnación de la fibra de se realiza mediante vacío.
Infusión:
En este caso el proceso se realiza con molde y bolsa de vacío. Nos garantiza una gran compactación de las fibras y una optimización de la resina. Como resultado obtendremos piezas con unos pesos muy bajos y una resistencia muy alta.
Se utiliza principalmente para la industria eólica, naval y aeronáutica.
El Moldeo en vacío es una técnica de moldeo en arena en la que no se emplea ningún aglutinante, ya que la pieza queda suficientemente consistente gracias al vacío creado durante su realización en la caja de moldear. Se trata de una técnica relativamente moderna, ya que surgió en Japón a finales de la décadade1970.
Los diferentes tipos de moldeo en arena son los métodos más empleados en lo que a técnicas de moldeo se refiere, y se caracterizan por el empleo de arena común como material de molde. El procedimiento en estos métodos consiste en la formación de un molde (compuesto por dos piezas) apisonando la arena en torno a un patrón cuya forma será la de la pieza proyectada. A estos moldes, además, se les incorporará un sistema de orificios de colada y de aireación, para así permitir el flujo de metal fundido y minimizar posibles defectos internos en la pieza.
Características del proceso
Ventajas
Es posible la reutilización de la arena, ya que no se emplea ningún aglutinante y además ésta no entra en contacto en ningún momento con la fundición.
Ausencia de defectos debidos a la humedad y a burbujas de aire.
Casi todos los tamaños y formas de piezas son practicables, así como piezas de pequeñas secciones (hasta aproximadamente unos 2,3 mm) o reproducción de pequeños detalles.
Alta fluidez del metal durante la colada debido a la baja conductividad térmica de la arena.
Bajo coste de dicha operación.
La vida de la pieza patrón es muy larga, ya que la arena nunca entra en contacto directamente con ella.
Inconvenientes
Lentitud del proceso.
Difícil automatizacion
Proceso de conformado
Vacío aplicado sobre ambas partes del molde ensambladas.
Acoplamiento de placa en la parte inferior de la caja, creando el vacío entre la pieza y la película de plástico.
En esta técnica de moldeo, uno de los pasos más importantes es la preparación del molde en el que se va a realizar la colada, pues es de vital importancia que éste cumpla con las condiciones necesarias para obtener la pieza con las características deseadas, tanto a nivel dimensional como en calidad.
En primer lugar, debe tenerse la pieza inicial que se quiere reproducir seccionada en dos mitades. En la mitad superior, se le adherirá una pieza de material con el fin de posteriormente obtener el bebedero.
Posteriormente, se creará el vacío entre una de las mitades de la pieza y una fina película de plástico mediante el empleo de un sistema de acoplamiento de placa o doble placa.
Tras esto, se le colocará una caja de moldeo y se llenará de arena, dejando libre de ésta el volumen necesario para que el bebedero sea practicable. Hay que tener en cuenta que la caja de moldeo debe contar con orificios mediante los cuales se pueda succionar y crear el vacío.
Se colocará encima otra película de plástico, y se procederá a crear el vacío en la arena mediante los equipos necesarios (la presión oscilará entre 200 a 400 mm Hg (27 a 53 kPa)). Mediante esta práctica, se consigue la alta compactación del molde sin necesidad de ningún aglutinante.
Una vez compactado, se retirará el vacío ejercido sobre la pieza y la película de plástico, y se retirará el molde obtenido. Tras ello, se pasará a realizar el mismo proceso con la mitad inferior de la pieza, pero en este caso sin necesidad de dejar bebedero alguno en el molde.
Cuando están ya listas las dos partes, se ensamblan y se deja de aplicar el vacío en ambas partes.
Se realiza la colada, sin necesidad de retirar las películas de plástico, ya que estas se queman cuando entran en contacto con el metal fundido.
Finalmente, se dejará reposar la colada el tiempo suficiente hasta que esté completamente solidificada la pieza.
Aplicaciones
Este tipo de moldeo se emplea mucho en la fabricación de prototipos o piezas de las que no se requiere fabricar un gran número, ya que permite modificar el molde con facilidad. Además, al tratarse de un proceso muy lento no sería rentable implantarlo en sistemas de conformado en los que se requiere un gran volumen de producción de la misma pieza.
También se conoce como moldeo en vacío o al conformado de piezas con polímeros, con una técnica de creación de vacío entre la pieza patrón y el termoplástico, sin el empleo de ningún tipo de molde. Esta técnica está muy empleada para la fabricación de envoltorios para alimentos, utensilios de cocina, juguetes, etc.
El moldeo por compresión es un proceso conformado de piezas en el que el material, generalmente un polímero, es introducido en unmolde abierto al que luego se le aplica presión para que el material adopte la forma del molde y calor para que el material reticule y adopte definitivamente la forma deseada.
En algunos casos la reticulación es acelerada añadiendo reactivos químicos, por ejemploperóxidos. Se habla entonces de moldeo por compresión con reacción química.
También se utiliza este proceso con materiales compuestos, por ejemplo plásticos reforzados con fibrade vidrio. En este caso el material no reticula sino que adopta una forma fija gracias a la orientación imprimida a las fibras durante la compresión.
El moldeo por compresión se utiliza en forma común para procesar compuesto de madera y plástico, obteniendo un material económico y durable que generalmente se usa en techos, pisos y perfiles en diseño de jardines. El moldeo por compresión es el método menos utilizado en obtención de piezas
El moldeo por compresión es uno de los proceso de transformación de plásticos más antiguo que existe. aparece descripto en bibliografía de principio del siglo XIX, aunque no comenzó a desarrollarse a escala industrial hasta 1908, cuando Leo Baeckeland desarrollo las resinas fenol-formaldehido, que siguen empleándose aún hoy en día.
El moldeo por compresión es un método de moldeo en el que el material de moldeo, en general precalentado, es colocado en la cavidad del molde abierto. El molde se cierra, se aplica calor y presión para forzar al material a entrar en contacto con todas las áreas del molde, mientras que el calor y la presión se mantiene hasta que el material de moldeo se ha curado. El proceso se emplea en resinas termoestables en un estado parcialmente curado, ya sea en forma de pellets, masilla, o preformas. El moldeo por compresión es un método de alta presión, adecuado para el moldeo de piezas complejas, de alta resistencia con refuerzos de fibra de vidrio. Los compuestos termoplásticos, aunque en menor medida, también pueden ser moldeados por compresión con refuerzos de cintas unidireccionales, tejidos, fibras orientadas al azar o de hilos cortados. La ventaja de moldeo por compresión es su capacidad para moldear piezas grandes, bastante intrincadas o complejas. Además, es uno de los métodos de más bajo costo en comparación con el moldeo por otros métodos tales como moldeo por transferencia y moldeo por inyección, por otra parte se desperdicia poco material, dándole una ventaja cuando se trabaja con compuestos caros. Sin embargo, el moldeo por compresión a menudo proporciona productos de pobre consistencia y dificultad en el acabado, y no es adecuado para algunos tipos de piezas. En este proceso se produce una menor degradación de la longitud de la fibra en comparación con el moldeo por inyección. Materiales que normalmente se fabrican mediante moldeo por compresión incluyen: sistemas de resina poliéster con fibra de vidrio, (SMC / BMC), Torlon (Poliamida-imida: PAI), Vespel (Poliamida: PA), Polifenilen sulfuro (PPS), y muchos grados de PEEK.
Moldeo por compresión tiene un alto desarrollo en la fabricación de piezas de materiales compuestos para aplicaciones de reemplazo de metales, se utiliza normalmente para hacer piezas más grandes planas o de forma levemente curvas. Este método de moldeo es muy utilizado en la fabricación de piezas de automóviles, tales como cubiertas, defensas, cucharones, spoilers, así como pequeñas piezas más complejas. El material a ser moldeado se coloca en la cavidad del molde y los platos calientes son cerrados por un pistón hidráulico. El moldeo de compuestos a granel (BMC) y el moldeo de lámina compuesta (SMC) utilizan este método de moldeo, estos compuestos son conformados a la forma del molde por la presión aplicada y se calienta hasta que se produce la reacción de curado. El material para el SMC por lo general se corta para ajustarse a la superficie del molde. El molde se enfría y se retira la pieza. Los materiales pueden ser cargados en el molde, ya sea en forma de pellets o lámina, o el molde se puede cargar desde una extrusora de plastificación. Los materiales se calientan por encima de su punto de fusión, se forman y se enfrían. El material de alimentación se distribuye en forma uniforme en la superficie del molde, la orientación del flujo se produce durante la fase de compresión.
En el moldeo por compresión que hay seis factores importantes que se debe tener en cuenta
·Determinar la cantidad adecuada de material.
·Determinar la cantidad mínima de energía necesaria para calentar el material.
·Determinar el tiempo mínimo necesario para calentar el material.
·Determinar la técnica de calefacción adecuada.
·Predecir la fuerza necesaria, para asegurar que el material alcance la forma adecuada.
·Diseño de molde para un enfriamiento rápido después de que el material ha sido comprimido en el molde.
Matrices termoplásticas son comunes en las industrias de producción masiva, por ejemplo las aplicaciones en automoción, donde las principales tecnologías son termoplásticos reforzados con fibra larga (LFT) y termoplásticos reforzados con fibra “Glass Mat” (GMT).
Definición del proceso
El moldeo por compresión es un proceso de conformación en que se coloca un material plástico directamente en un molde de metal se calienta y luego se ablanda por el calor, y obligado a conformarse con la forma del molde en el molde cerrado.
Características del proceso
El uso de compuestos de plástico termoestable caracteriza a este proceso de moldeo de muchos otros procesos de moldeo. Estos termoestables pueden ser ya sea en forma de pellets o de preformas. A diferencia de algunos de los otros procesos nos encontramos con que los materiales suelen ser precalentado y se cuantifican antes del moldeo. Esto ayuda a reducir el exceso de rebarbas. Insertos, generalmente metálico, también puede ser moldeados con el plástico. Se evitan retenciones en la forma del molde, que generan que la eyección sea especialmente difícil. Se ha vuelto una práctica común precalentar la carga antes de colocarla en el molde; esto suaviza el polímero y acorta la duración del ciclo de producción. Los métodos de precalentamiento incluyen calentadores infrarrojos, calentamiento por convección en estufa y el uso de tornillos giratorios dentro de un cilindro calentado. Esta última técnica (tomada del moldeo por inyección) se usa también para medir la cantidad de la carga.
Esquema del proceso
El moldeo por compresión se inicia, con una cantidad determinada de colocada o introducida en un molde. Luego el material se calienta a un estado maleable y moldeado. Poco después, la prensa hidráulica comprime el plástico flexible contra el molde, dando como resultado una pieza perfectamente moldeada que mantiene la forma de la superficie interior del molde. Después la prensa hidráulica retrocede, un pin eyector en el fondo del molde rápidamente expulsa la pieza final fuera del molde y entonces, el proceso concluye.
Esquema del proceso
Prensa para moldeo de plásticos
Prensa
Las prensas de moldeo por compresión están orientadas verticalmente y contienen dos placas a las cuales se sujetan las mitades del molde. El proceso involucra dos tipos de actuación: 1) carrera ascendente de la placa del fondo o 2) carrera descendente de la placa superior, pero esta última es la configuración más común. Un cilindro hidráulico acciona generalmente las placas, el cual puede diseñarse para suministrar fuerzas de sujeción de hasta varios cientos de toneladas. Las prensas de compresión del molde se fabrican en una amplia variedad de tamaños. La mayoría de las prensas utilizan un cilindro hidráulico con el fin de producir la suficiente fuerza durante la operación de moldeo. Lasprensas pueden generar presiones que van desde 300 a 4.000 toneladas. La resina es aditivada con la preforma, (en el caso de SMC y BMC ya contienen todos los componentes, incluida la fibra, resina, cargas, catalizador etc.). El calor y la presión se aplican, con rangos de temperatura de 225°F a 325°F (107°C a 163°C) y 150 a 1.000 psi de presión, necesarios para curar las piezas. Los ciclos pueden variar desde menos de uno minuto a cinco minutos. Las maquinaria constan de un molde “émbolo” macho y un molde hembra y espigas guías que aseguran el encastre perfecto entre ambos.
Moldes
Los moldes para este proceso son generalmente más simples que los de su contraparte, el moldeo por inyección. No hay vertederos o sistemas de alimentación en un molde por compresión y se procesan partes de formas más simples debido a que los materiales termofijos poseen una capacidad de flujo más baja. Sin embargo, se necesitan accesorios para calentar el molde que puede hacerse mediante resistencia eléctrica, vapor o circulación de aceite caliente. Los moldes de compresión pueden clasificarse en moldes manualesusados para corridas de ensayo; semiautomáticos, en los cuales a la etapa de prensado le sigue un ciclo programado, pero el operador carga y descarga manualmente la prensa; y automático el cual opera bajo ciclos de prensado completamente automático (incluyendo la carga y la descarga automática).
