El soplado

Extrusión - soplado

Introducción

El soplado de materiales termoplásticos comenzó durante la Segunda Guerra Mundial. El poliestireno (PS) fue el primer material que se usó en el desarrollo de las primeras máquinas de soplado, y el polietileno de baja densidad (LDPE), el que se empleó en la primera aplicación comercial de gran volumen (un bote de desodorante). La introducción del polietileno de alta densidad (HDPE) y la disponibilidad comercial de las máquinas de soplado, condujo en los años 60 a un gran crecimiento industrial. Hoy en día es el tercer método más empleado en el procesado de plásticos. Durante muchos años se empleó casi exclusivamente para la producción de botellas y botes, sin embargo los últimos desarrollos en el proceso permiten la producción de piezas de geometría relativamente compleja e irregular, espesor de pared variable, dobles capas, materiales con alta resistencia química, etc., y todo ello a un costo razonable.

Básicamente el soplado está pensado para su uso en la fabricación de productos de plástico huecos; una de sus ventajas principales es su capacidad para producir formas huecas sin la necesidad de tener que unir dos o más partes moldeadas separadamente. Aunque hay diferencias considerables en los diferentes procesos de soplado, como se verá a continuación, todos tienen en común la producción de un precursor o preforma, su colocación en un molde hembra cerrado, y la acción de soplarlo con aire para expandir el plástico fundido contra la superficie del molde, creando así el producto final.

Envases obtenidos por extrusión-soplado

Las etapas del proceso de extrusión-soplado comprenden:

1.- Fusión del material plástico

2.- Obtención del precursor o párison

3.- Introducción del precursor hueco en el molde de soplado

4.- Insuflado de aire dentro del precursor que se encuentra en el molde

5.- Enfriado de la pieza moldeada

6.- Desmolde de la pieza

Etapas del proceso de extrusión-soplado

Equipo de extrusión-soplado

Los equipos de extrusión-soplado constan de una extrusora con un sistema plastificador (cilindro-tomillo) que permite obtener un fundido uniforme a la velocidad adecuada. El sistema plastificador es común a todos los equipos de extrusión (véase extrusión de materiales plásticos). Requiere además de un cabezal que proporcione un precursor (o párison) de forma tubular, con la sección transversal deseada. El equipo además consta de una unidad de soplado y un molde de soplado.

Máquina de extrusión soplado de plástico con potencia de 120 kN

Obtención del precursor

La primera etapa para conseguir una pieza de las características finales adecuadas es la obtención del precursor (párison). En la figura siguiente se puede observar la vista frontal de una boquilla de una máquina de extrusión empleada en este tipo de procesos.

El espesor de pared del precursor dependerá del tamaño de la boquilla y del mandril de la máquina de extrusión, por lo que el diseño de estas partes de la máquina de extrusión debe ser muy preciso. En la mayoría de las extrusoras empleadas para la obtención de preformas para soplado, los extremos de la boquilla y del mandril central son regulables, de modo que se puede modificar el diámetro interno del precursor, y por tanto su espesor, lo que se conoce como programación del precursor. En este sistema el mandril se mueve con respecto a la boquilla, que permanece fija, de forma que se varía el espesor de pared del precursor durante cada ciclo, de este modo se puede obtener una distribución de espesor constante en la pared de los productos una vez moldeados al contener más material las partes de la pieza que se estirarán más durante el soplado. En la actualidad las máquinas modernas de extrusión están preparadas para modificar el espesor de pared más de 100 veces en un mismo precursor.

Existen otras posibilidades para modificar el espesor del precursor, y. por tanto de conseguir una distribución de espesores más uniforme de la pieza moldeada, como por ejemplo:

- variar la velocidad de extrusión

- variar la presión en la extrusora

- modificar el tamaño de la boquilla manteniendo constante el tamaño del mandril

El tipo de material es un factor que condicionará mucho la calidad del producto obtenido. Las resinas empleadas en extrusión-soplado deben tener una viscosidad alta en estado fundido y además el fundido debe desarrollar una resistencia elevada, de modo que la deformación que sufra el material cuando sale de la máquina de extrusión hasta que es soplado sea mínima. En caso contrario el hinchamiento que sufre el material cuando sale de la boquilla de extrusión, junto con la deformación causada por el efecto de la gravedad cuando el precursor queda colgando hacia abajo, provocarían un espesor muy grande en la parte inferior del precursor y deficiente en la parte superior, que en algunos casos podría ser compensada con una programación del precursor adecuada, pero que en la mayoría provocaría piezas de calidad deficiente. En general las resinas empleadas en extrusión-soplado deben tener un elevado peso molecular, lo que proporciona alta viscosidad y alta resistencia del fundido, así como alta resistencia al impacto. Otra característica importante de la resina es su extensibilidad que delimita la máxima relación de soplado que puede alcanzarse y si las esquinas y ángulos podrán moldearse de manera adecuada.

El perno de soplado

En el moldeo por soplado, el aire se introduce a presión dentro del precursor, de modo que éste se expande contra las paredes del molde con tal presión que capta los pormenores de la superficie del molde. Por este motivo es muy importante controlar la entrada del aire, lo que se hace mediante un tamaño adecuado del orificio de entrada del aire ya que si el canal de entrada es demasiado pequeño, el tiempo de soplado requerido será excesivamente largo, o la presión ejercida sobre el precursor no será adecuada para reproducir los detalles de la superficie del molde. Para evitar esto, se han establecido unas reglas generales en la determinación del tamaño óptimo del orificio de entrada de aire, en función del tamaño de la pieza, como se muestra en la tabla:

Dimensiones del perno de soplado en función del tamaño de la pieza

Diámetro del orificio (mm)

Capacidad de la pieza (L)

1.6

1

4

1-4

13

4-200

Normalmente, la presión del aire que se emplea para soplar los precursores está comprendida entre 250 y 1000 kg/cm2. En ocasiones si se utiliza una presión de aire demasiado grande

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