El proceso de Rotomoldeo o Moldeo Rotacional

¿Qué es el proceso de Rotomoldeo?

El Rotomoldeo o Moldeo Rotacional es un proceso de manufactura o transformación de plásticos muy versátil que permite posibilidades de diseño ilimitadas con un bajo costo.

¿En qué consiste el proceso de Rotomoldeo?

El proceso se inicia con uno o varios moldes que son colocados en una máquina de rotomoldeo la cual cuenta con los mecanismos y/o etapas de calentamiento, enfriamiento y carga/descarga del molde.

Una cantidad de resina previamente pesada se coloca en el molde. El molde es sometido al proceso de calentamiento bien sea en un horno de convección de aire o mediante un sistema de flama abierta. Durante el calentamiento el molde es rotado biaxialmente en un eje principal y un eje secundario o mediante un sistema de rotación y basculado (también llamado rock & roll). La resina de funde al contacto con el molde caliente y cubre toda la superficie interna del mismo.

Una vez finalizado el ciclo de calentamiento el molde pasa a la etapa de enfriamiento, siempre rotando para garantizar una pared uniforme de la pieza. Finalizado el enfriamiento se abre el molde y se extrae la pieza para iniciar todo el ciclo.

¿Qué ventajas de diseño ofrece el proceso de rotomoldeo?

El rotomoldeo ofrece ventajas de diseño sobre otros procesos de transformación de plásticos. Con un diseño adecuado, artículos fabricados de otros materiales y con otros procesos que necesitan ensamble, pueden ser fabricados en una sola pieza mediante rotomoldeo, bajando as los costos de manufactura.

Otras ventajas incluyen espesores de pared uniformes y esquinas exteriores muy fuertes y libres de esfuerzos residuales. Si se requiere mayor resistencia en la pieza se pueden añadir costillas de refuerzo en el diseño.

Mediante rotomoldeo se producen partes que cumplen con las especificaciones del diseñador, quien puede especificar materiales especiales que cumplan con requerimientos de la FDA (Food and Drug Administration). Mediante el uso de aditivos también se pueden mejorar las propiedades del material como resistencia al medio ambiente, impacto, estática y resistencia a la flama.

El diseño de una pieza rotomoldeada puede incluir insertos metálicos, roscas, asas, entradas, superficies planas y detalles superficiales de acabado. Se pueden también fabricar piezas huecas o de doble pared para ser llenadas con espuma de poliuretano o polietileno espumado para añadir resistencia mecánica o propiedades isotérmicas.

¿Cuáles son las ventajas de costo del rotomoldeo?

El rotomoldeo tiene ventajas de costos de manufactura sobre otros procesos como la inyección y el soplado. Es viable la fabricación de piezas tanto grandes como chicas con bajos costos y con menor inversión de moldes.

El hecho de que las piezas son formadas mediante la combinación de calor y rotación, hace que los moldes no tengan que soportar las altas presiones de cierre del la inyección y el soplado.

Los costos de producción para la conversión de productos fabricados con otros procesos y materiales son bajos por la sustitución de materiales mas pesados y costosos por plástico, lo que hace al rotomoldeo un proceso rentable tanto para la fabricación de un prototipo como para la fabricación de grandes cantidades de piezas.

Proveedores de máquinas de rotomoldeo

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Rotoline fabrica las máquinas de rotomoldeo con los hornos de convección de aire más eficientes de la Industria. El horno de diseño cilíndrico reduce los ciclos hasta en un 50% comparado con hornos tradicionales, minimiza el consumo de gas e incrementa el número de ciclos por turno de trabajo. Adicionalmente el sistema "Shuttle" de las máquinas Rotoline requiere de una menor inversión inicial, tiene una mas alta productividad por brazo, requiere de menor espacio y tiene mayor flexibilidad que otros sistemas de máquinas de rotomoldeo.

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El vidrio, procesos de moldeo y clasificación

El vidrio es extraordinariamente fuerte, incluso, el envase más débil puede soportar peso de más de 100 kg aunque tiene poca resistencia al impacto y se rompe con facilidad si se cae.

Posee propiedades muy importantes, ya que protege al producto de la contaminación, es incoloro e insaboro, así como resistir altas temperaturas.

Para fabricar el vidrio, los principales ingredientes (sosa, arena y piedra caliza) se mezclan con pedacería de vidrio, la cual ayuda al mezclado; introduciendo todo al horno a una temperatura entre 1480 y 1590 °C. En el interior del horno se forman corrientes de gases ascendentes desprendidas de las reacciones de formación del vidrio, las que mezcladas se expanden uniformemente en el horno. La mezcla, ya completamente fundida, se convierte en pequeñas masas llamadas velas o cargas, que tienen diferentes formas antes de introducirse en el molde, donde se le dará por fin la forma al envase por medio de cualquiera de los siguientes dos procesos:

Proceso Soplo-Soplo

Se usa para la fabricación de frascos de boca angosta, de la forma siguiente:

•  La vela se deposita en el premolde para formar la corona

•  Se empuja el vidrio, forzándolo a llenar el premolde con aire a presión

•  Se alimenta la parte baja del premolde con aire a presión, para formar un hueco con la corona ya terminada. En este proceso, la vela pasa a llamarse parison o preforma

•  Se toma el parison del cuello y se coloca en el molde final, formándose el cuerpo del envase; en este momento el vidrio aún muestra un color rojo. Se inyecta aire por la corona o boca, inflándolo hasta que el envase toma su forma final.

Proceso Prensa-soplo

Este proceso es usado para los envases de boca ancha, el cual consiste:

•  La vela se deposita en el premolde o bombillo para formar la corona

•  Se inyecta aire a presión por la parte alta del premolde empujando el vidrio hacia la cavidad que forma la corona

•  Con un pistón que surge de parte baja del premolde, se ocupa el espacio de la corona, a la vez que se forma el parison o preforma

•  Se coloca el parison en el molde final donde se inyecta aire por la base o corona inflando el parison y dando forma y cuerpo al envase.

Posterior al moldeo, el envase es guiado hacia una banda metálica, la cual es deseable que esté caliente en algunas plantas, para evitar fracturas en los envases por el choque térmico. A través de ella se inyecta aire para seguir enfriando el envase. Debe estar libre de grasa, ya que provoca choques térmicos. El fuego que se le aplica es, en algunos casos rico en combustible para que impregne con humo o carbón la superficie de la banda en contacto con el fondo del envase, lo que evita las fracturas por el choque térmico. De ahí se llevan a un horno para recocerlos; la cara interna deberá enfriarse a la misma velocidad que la cara exterior, para evitar tensiones moleculares que romperían el envase.

Los envases de vidrio pueden clasificarse de la siguiente manera:

Envases de primera elaboración

Envases de Segunda Elaboración

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La obtención o fabricación del plástico

El plástico es considerado un material polimérico orgánico (compuesto por moléculas orgánicas gigantes) que puede deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el nylon.

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.

Materias primas

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nylon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.

Síntesis del polímero

El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Como Los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza sólo 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 se coagula seguidamente. 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.

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 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 y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.

Forma y acabado

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semicontinuos.

Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección.

Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde. El calandrado es otra técnica mediante la que se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los que tienen una elevada resistencia a la temperatura, requieren procesos de fabricación especiales.

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