TermoconformadoTermoconformado

Alberto Rosa + Francisco MadariagaTecnología de Materiales

El termoformado es un proceso que consiste en dar forma a una lámina plástica por medio de calor (120 ºC a 180 ºC) y vacío (600 a 760 mmHg) utilizando un molde o matriz (madera, resina epóxica o aluminio).

Un exceso de temperatura puede "fundir" la lámina y la falta de calor o una mala calidad de vacío incurrirá en una pieza defectuosa y sin detalles definidos.

Descripción

A diferencia de otros procesos como la inyección, el soplado y el rotomoldeado, el termoformado parte de una lámina rígida de espesor uniforme realizada por el proceso de extrusión, y permite realizar pequeñas producciones por su bajo costo en matricería llegando a ser rentable en altas producciones también.

Los materiales más utilizados son PP, PS, PET, ABS, PEAD, PVC.También se puede termoformar PVC espumado, policarbonato, acrílico, etc. Los espesores más comunes van de 0,2 mm (envases desechables) a 6mm o más (carcazas para maquinaria).

Una restricción característica de este proceso es que la pieza a termoformar debe ser fácilmente "desmoldable" esto significa que la matriz debe ser más ancha en la base y más angosta en la parte superior. Esto se denomina ángulo de desmolde o de salida y generalmente es de 5 grados como mínimo.

Descripción

El proceso de termoformado se encuentra las siguientes áreas de la industria:

EMPAQUES: Tambien conocido como BLISTER, ésta área es la que tiene mayores volúmenes de producción, y se utiliza para el empacado de alimentos, autopartes, cosméticos, juguetes, esferas, etc.ALIMENTICIA: El termoformado se utiliza para la fabricación de platos y vasos desechables así como para los empaques de materiales médicos, ampolletas, cápsulas, pastillas, verduras, huevo, frutas, carnes frías, etc.AUTOMOTRÍZ: En esta área de la industria encontramos piezas internas fabricadas por termoformado para automóviles o externas que no sean estructurales.PUBLICIDAD: Su uso puede ser para señalización y material punto de venta, para piezas con impresión y que generalmente van ensambladas con otros materiales como por ejemplo estructuras de alambrón.LINEA BLANCA Y ELECTRÓNICOS: Actualmente se utiliza el termoformado para recubrimiento de refrigeradores, lavaplatos, para gabinetes de televisión, radio, ventiladores, etc.MEDICA: Generalmente para charolas o empaque, contando con regulaciones estrictas de producción, como por ejemplo, el no uso de materiales reciclados.

Variantes del proceso

60 Manual de termoformado

En esta sección trataremos de ampliar las técnicas anteriormente descritas. A pesarde que estos ejemplos están diseñados para equipos de calentamiento infrarojo, esposible aplicar éstas a los sistemas de moldeo convencionales utilizados en México.

Técnicas demoldeo en

horno decalentamiento

infrarojoFormado a vacío, molde hembra y ayuda mecánica

Formado a vacío, molde hembra y ayuda mecánica Formado a vacío, molde hembra

Pre-estirado a presión de aire , ayuda mecánica y vacío

60 Manual de termoformado

En esta sección trataremos de ampliar las técnicas anteriormente descritas. A pesarde que estos ejemplos están diseñados para equipos de calentamiento infrarojo, esposible aplicar éstas a los sistemas de moldeo convencionales utilizados en México.

Técnicas demoldeo en

horno decalentamiento

infrarojoFormado a vacío, molde hembra y ayuda mecánica

Formado a vacío, molde hembra y ayuda mecánica Formado a vacío, molde hembra

Pre-estirado a presión de aire , ayuda mecánica y vacío

61 Manual de termoformado

Pre-estirado a presión de aire, ayuda mecánica y vacío

Pre-estirado a presión de aire, molde hembra, ayuda mecánica y vacío

Formado a vacío, molde hembra, ayuda mecánica y presión de aire

Formado libre a presión de aire

Formado libre a presión de aire

61 Manual de termoformado

Pre-estirado a presión de aire, ayuda mecánica y vacío

Pre-estirado a presión de aire, molde hembra, ayuda mecánica y vacío

Formado a vacío, molde hembra, ayuda mecánica y presión de aire

Formado libre a presión de aire

Formado libre a presión de aire

Variantes del proceso 2

61 Manual de termoformado

Pre-estirado a presión de aire, ayuda mecánica y vacío

Pre-estirado a presión de aire, molde hembra, ayuda mecánica y vacío

Formado a vacío, molde hembra, ayuda mecánica y presión de aire

Formado libre a presión de aire

Formado libre a presión de aire

60 Manual de termoformado

En esta sección trataremos de ampliar las técnicas anteriormente descritas. A pesarde que estos ejemplos están diseñados para equipos de calentamiento infrarojo, esposible aplicar éstas a los sistemas de moldeo convencionales utilizados en México.

Técnicas demoldeo en

horno decalentamiento

infrarojoFormado a vacío, molde hembra y ayuda mecánica

Formado a vacío, molde hembra y ayuda mecánica Formado a vacío, molde hembra

Pre-estirado a presión de aire , ayuda mecánica y vacío

8 Manual de termoformado

Polímeros adecuados para el termoformado

B ásicamente , todos los polímeros termoplásticos son adecuados para el proceso determoformado. Dichos materiales, cuando son sometidos a un calentamiento presen-tan una variación en su módulo de elasticidad , dureza y capacidad de resistencia bajocarga . Con un incremento de temperatura que rebase el H .D .T., el comportamiento delmaterial tenderá a volverse en un estado ahulado, teniendo como valor crítico la tem-peratura de revenido del polímero termoplástico. Esto puede observarse en el rápidopandeo de la hoja calentada , cuando la fuerza de gravedad se vuelve suficiente paracausar esta deformación.

La Tabla num. 1 contiene los polímeros adecuados y más comunes para el termofor-mado, así como su temperatura de formado.

POLÍMEROS

TEMPERATURA DEDEFLE C C IÓ N AL C ALOR

A 264 PSI(º C )

A 66PSI

(º C )

SINC ARGA

(º C )

TEMP. DELA H OJA

(º C )

TEMP DELMOLDE

(º C )

TEMP DEAYUDA

(º C )

TEMPERATURA DETERMO F ORMADO

Acrílico extruidoAcrílico cell-castAcetobutirato de celulosaPolietileno de alta densidadPolipropilenoPoliestirenoPoliestireno alto impactoSANABSPolivinilo de cloruro (RV. C .)Policarbonato

94 96

65-75

55-6570-9585-95100

75-11570

130

98 110

75-8060-80

110-11570-10090-95105

80-12075

140

120-150100 140 100 120

95 110 160

135-175160-180140-160145-190145-200140-170170-180220-230120-180135-175180-230

65-7565-75

95

45-6545-65

70-8545

95- 120

170

90 90

90 80

140

Uno de los aspectos que menos se toma en cuenta en la práctica del termoforma-do, es el de las propiedades térmicas de los polímeros, siendo éste uno de losaspectos más relevantes y críticos del proceso. La cabal comprensión de estos fac-tores disminuirá el riesgo de largas corridas de pre-producción o la mala ade-cuación del producto al entorno.

Propiedadestérmicas

24 Manual de termoformado

O tro de los factores importantes en el proceso de termoformado, es la determinaciónde la temperatura correcta en el material plástico. Se debe considerar que , independi-entemente del medio de transmisión de calor, la hoja debe ser calentada al rango detemperatura recomendado (rango de revenido), además de que la hoja deberá tener uncalentamiento uniforme .

Ya en la práctica , no es fácil el establecer con precisión la temperatura de la hoja , inclu-sive con termómetros de contacto; por lo tanto, la determinación está basada en elcomportamiento de la hoja . El cambio gradual en el cual la hoja cede durante el pro-ceso de calentamiento (punto de revenido), es uno de los signos que sirve paraestablecer una temperatura adecuada . Se han desarrollado algunos controles paraequipos de termoformado por radiación infraroja , donde la lámina es sujetada en posi-ción horizontal, y que utilizan el fenómeno del " cede " o " pandeamiento " y controlan eltiempo y/o temperatura de calentamiento, por medio de células fotoeléctricas.

MATERIALTEMP. DELA H OJA

(0 C )

LIMITEINFERIOR

(0 C )

LÍMITESUPERIOR

(0 C )

TEMP. DELMOLDE

(0 C )

TEMP. DELA AYUDAME C . (0 C )

TEMP. DEDESMOLDEO

(0 C )

N ORMAL(0 C )

Acrílico PLASTIGLAS Acrílico Sensacryl FPABS PolicarbonatoPolietileno AD

160- 180180-200125-180200-250160-220

160 180125 200160

170190165235190

180200180250220

100140170

12013085

14085

65-7570-8070-85

90-12090-100

Tabla No. 10. Rangos de temperatura de formado

Determinaciónde la

temperaturacorrecta en el

material

Clamp

MarcoC aja de vacío

C eldas fotoeléctricasVálvula solenoide controladapor celdas fotoeléctricas

Moldes

Producción de tinas de baño y jacuzzis

Y el diseño de productos?

Inon Rettig

FinEspacio para aplausos....