Procesos industriales de plásticos térmicos y termofraguantes, y materiales cerámicos

Investigación [pic 1]

Unidad IV: Procesos industriales de plásticos térmicos y termofraguantes, y materiales cerámicos.  

Unidad V: Procesos de manufactura especiales de empresas regionales. [pic 2]

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Asignatura: Procesos de Fabricación

Alumno: Soto Silva Carlos Aldair

Profesor: López Nieblas Christian Marcel

Grupo: 541

Aula: L

Fecha: 21/Mayo/2018

Índice

Introducción        3

Objetivos        4

1. Procesos industriales de plásticos térmicos, compuestos y termofraguantes, y materiales cerámicos.        5

1. Generalidades        5
2. Tipos de plásticos        6
3. Materias primas        14
4. Materiales cerámicos        16

1. Aplicación industrial        21
2. Procesos de manufactura especiales de empresas regionales        23

1. Maquinados con chorro abrasivos        23
2. Maquinado con chorro de agua        28
3. Procesos de ensamble        32

1. No permanentes        32
2. Semipermanentes        32
3. Permanentes        32

1. Conclusión        35
2. Bibliografía        36

Introducción

En la presente investigación se investigara, y se desarrollara la UNIDAD IV Y V de la materia de Procesos de fabricación, el cual se llevaran a cabo temas como lo que es tipos de plásticos y algunas de sus generalidades y lo que conlleva que es ventajas y desventajas de dicho material, se mencionaran algunas de las empresas que elabora el plástico y le dan forma dependiendo el uso que se le vaya a dar en un futuro. Se comentara también la clasificación de los plásticos por lo cual pueden ser por su estructura, por su tratamiento térmico y algunos otros que se verán.

También se abordaran conceptos básicos como ¿Qué es un polímero? ¿Cuáles son sus características?

Se explicaran algunas de las tantas técnicas existentes para hacer alguna transformación del plástico como lo puede ser la extrusión o algún modelo de compresión.

Por parte también se hablara de los procesos de manufactura que son útiles en las empresas y aplicaciones en la región

Se indagara los tipos de procesos de ensamble que hay como lo puede ser el permanente, no permanente y el semipermanente.

Objetivos

• Describir los principales procesos de fabricación de plásticos.
• Definir y clasificar los procesos de fabricación de los plásticos.
• Indagar sobre a lo que se refiere materia prima.
• Determinar los productos que se obtienen a partir de la elaboración del plástico.

Procesos industriales de plásticos térmicos, compuestos y termofraguantes, y materiales cerámicos.

Generalidades

La fabricación de productos plásticos en gran escala, data de una fecha comparativamente reciente. El descubrimiento de la ebonita o hule duro por Charles Goodyear en 1839 y el descubrimiento del celuloide por J. W. Hyatt en 1869 marcaron el comienzo de esta industria. No fue, sin embargo, sino hasta 1909 cuando uno de los materiales más importantes, la resina de fenolformaldehído, fue desarrollada por el Dr. L.H. Baekeland y sus colegas. Desde entonces la investigación ha agregado numerosos materiales sintéticos que varían ampliamente en propiedades físicas.

En general el término plástico se aplica a todos los materiales capaces de ser moldeados o modelados. El uso moderno de ésta palabra ha cambiado su significado hasta incluir un extenso grupo de materiales orgánicos sintéticos que se hacen plásticos por la aplicación del calor y son capaces de formarse bajo presión. Sustituyen a materiales tales como el vidrio, madera y metales en la construcción y se hacen muchos artículos útiles, incluyendo revestimientos y filamentos para tejidos.

Ventajas y limitaciones de los Materiales plásticos:

Los productos hechos de materiales plásticos pueden producirse rápidamente con tolerancias dimensionales exactas y excelentes acabados en las superficies. Con frecuencia has sustituido a loa metales en los casos en que han de ser cualidades esenciales, la ligereza de peso, la resistencia a la corrosión y la resistencia dieléctrica son factores para ser considerados. Estos materiales pueden hacerse ya sea transparentes o en colores, tienden a absorber vibración y sonido y a menudo son más fáciles de fabricar que los metales. Existen diferentes clases de plásticos en producción comercial, que ofrecen hoy en día una amplia variedad de propiedades físicas.

El uso de los plásticos queda limitado por su comparativamente baja fuerza, por su poca resistencia al calor y en algunos casos por el alto costo de los materiales y poca estabilidad dimensional. Comparados con los metales, éstos son más suaves, menos dúctiles y más susceptibles a deformaciones a deformaciones bajo carga y quebradizos a baja temperatura. Algunos plásticos son flamables y pueden deteriorarse a la luz del sol.

Tipos de plásticos

Polímeros

Los polímeros se forman por la unión de un gran número de moléculas de bajo peso molecular, denominadas monómeras. Los plásticos son ejemplo de polímeros. Un polímero, por tanto, es un compuesto orgánico, que puede ser de origen natural o sintético, con alto peso molecular, formado por unidades estructurales repetitivas llamadas monómeras.

En la vida diaria les damos el nombre general de “plástico”, porque los plásticos que usamos son polímeros. Sin embargo, debemos tener claro que existen otros tipos de polímeros que no necesariamente tienen el aspecto de un “plástico” común.

Características generales de un polímero

• Bajo punto de fusión, que permite procesarlo fácilmente para darle forma.
• Baja densidad, lo cual los hace útiles en industrias como la automóvil por ser productos ligeros.
• Pobre conductividad eléctrica y térmica, permite usarlos como aislantes.
• Poca reactividad química, permite tenerlos en contacto con alimentos sin riesgos.

Clasificación de los polímeros

• Según su origen

• Pueden existir tres tipos de polímeros: naturales, semisintéticos y sintéticos.

• Los polímeros naturales existen en la naturaleza como tales. Las biomoléculas pueden ser consideradas polímeros naturales. son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros. Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón, la madera(celulosa), la quitina, etc.[pic 4]

• Los polímeros semisintéticos han sido obtenidos mediante la transformación de un polímero natural. El caucho vulcanizado, componente de las llantas, es un ejemplo: se produce al hacer reaccionar caucho con azufre, a altas temperaturas. [pic 5]
• Los polímeros sintéticos son obtenidos industrialmente, haciendo reaccionar al monómero correspondiente. Son los que se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio, y están conformados a base de monómeros naturales. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son ejemplos de polímeros sintéticos, Hoy en día, al fabricarse polímeros se le pueden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongación, etc. 
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• Según su estructura[pic 7]

• Lineal. 
• Ramificado.

• Según su comportamiento térmico

• Termoplásticos: Los polímeros termoplásticos pueden ser moldeados al calentarse. Ejemplos son el polietileno y polipropileno, que pueden ser fácilmente reciclados. Otro ejemplo es el polietilentereftalato (PET, con el que se hacen las botellas de plástico.

• Celulosas: Las celulosas son termoplásticos preparados de varios tratamientos con fibras de algodón y madera. Son muy tenaces y se producen en una amplia variedad de colores.

• Acetato de celulosa. Es un compuesto más estable que tiene una resistencia mecánica considerable y fácil de ser fabricado en láminas o ser moldeado por inyección, compresión y extrusión. Con este compuesto de fabrican envases de exhibición, juguetes, perillas, cuerpos de lámparas eléctricas, revestimientos de cerdas para brochas de pinturas, etc. [pic 8]
• Acetato-butirato de celulosa. Es un compuesto para moldeos, es similar al acetato de celulosa y ambos se producen en todos loso colores por los mismos procesos, en general se reconoce por su baja absorción de humedad, por su fuerza, estabilidad dimensional bajo diversas condiciones atmosféricas y por su capacidad para ser extruido continuamente. Es utilizado para fabricar los siguientes productos: cascos para futbol, armazones para anteojos, charolas, cinturones, etc. [pic 9]

• Poliestireno: Es un material adaptado especialmente para moldeo por inyección y extrusión. Algunas de sus características más notables son. Su bajo peso específico (1.07), es fácil de obtener en colores claros a opaco, resistentes al agua y a la mayor parte de los agentes químicos, estabilidad dimensional y buenas características de aislamiento. El poliestireno es un plástico económico y resistente y probablemente sólo el polietileno sea más común en su vida diaria. La cubierta exterior de la computadora que usted está utilizando en este momento probablemente esté hecha de poliestireno, al igual que las maquetas de autos y aviones. El poliestireno también se presenta en forma de espuma para envoltorio y como aislante. Las tazas plásticas transparentes están hechas de poliestireno. También una gran cantidad de partes moldeadas en el interior de su auto, como los botones de la radio. El poliestireno también es usado en juguetes y para las partes exteriores de secadores de cabello, computadoras y accesorios de cocina. El poliestireno es un polímero vinílico. Estructuralmente, es una larga cadena hidrocarbonada, con un grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono. Es producido por una polimerización vinílica por radicales libres a partir del monómero estireno. [pic 10]
• Polietilenos: Los productos de polietileno son flexibles tanto temperatura ambiente normal como a bajas temperaturas, son a prueba de agua, no los afecta la mayoría de los agentes químicos; son capaces de sellar por calor y pueden producirse en muchos colores. El polietileno es uno de los plásticos más ligeros, pudiendo flotar en el agua, tiene una densidad de .91 a .96. es uno de los plásticos más económicos y sus características de resistencia a la humedad favorecen para envolver y para hacer bolsas. Otros productos son: charolas para cubos de hielo, charolas para revelado, telas, material de envoltura, biberones, mangueras para jardín, cables coaxiales y partes aislantes para aplicaciones de alta frecuencia. Estos productos se pueden fabricar en moldeo por inyección, moldeo soplado o extruirse en láminas, películas, etc. [pic 11]
• Polipropileno: Puede ser procesado por todas las técnicas termoplásticas. Tiene excelentes propiedades eléctricas, alta resistencia al impacto y a la tensión, con buena resistencia a los productos químicos y al calor. Los monofilamentos de polipropileno se usan para hacer sogas, redes y telas, también se fabrican artículos para hospital y laboratorio, juguetes, muebles, etc. [pic 12]

• Termofraguantes (Termoestables): Los polímeros termoestables son aquellos que, al calentarse, se descomponen químicamente. Un ejemplo es la baquelita, polímero usado en la fabricación de asas para ollas. Son formados mediante calor y con o sin presión, resultando un producto que es permanentemente duro. El calor ablanda primero al material, pero al añadirle más calor o sustancias químicas especiales, se endurecen por un cambio químico conocido como polimerización y no puede ser reblandecido. La polimerización es un proceso químico que da como resultado la formación de un nuevo compuesto cuyo peso molecular es un múltiplo del de la sustancia original. Los procesos utilizados para plásticos termofraguantes, incluyen compresión o moldeo de transferencia, colado, laminado o impregnado.[pic 13]

• Fenólicas: Es uno de los principales plásticos termofraguantes que se usan en la actualidad en la industria. Dicha resina sintética se elabora mediante la reacción del fenol con el formaldehído, forma un material duro, de alta resistencia, durable, capaz de ser moldeado bajo una amplia variedad de condiciones. Este material tiene alta resistencia al calor y al agua y puede producirse en una gran variedad en colores. Se usa en la fabricación de materiales de revestimiento, productos laminados, ruedas de esmeril y agentes aglutinantes para metal y vidrio, pudiendo moldearse en muchas formas útiles, tales como cajas moldeadas, clavijas eléctricas, tapones de botella, perillas, carátulas, mangos para cuchillos, gabinetes para radio y otras numerosas partes eléctricas. Los compuestos fenólicos son moldeados por compresión o moldeo de transferencia.
• Resinas amínicas: Las resinas más importantes son formaldehído de urea y formaldehído de melanina. Este componente plástico, también termofraguante, se puede obtener en forma de polvo para moldear o en solución para usarse como liga y adhesivo. A la vez se combina con una variedad de relleno, mejora las propiedades mecánicas y eléctricas. Las buenas características de flujo de la resina de melanina hacen un modelo de transferencia, conveniente para tales artículos como vajillas, piezas de encendido, perillas y estuches para rasuradoras. [pic 14]
• Resinas furánicas: Las resinas furánicas de obtienen procesando productos agrícolas de desecho, tales como olotes, cascaras de arroz y de semillas de algodón, con ciertos ácidos. La resina termofraguante que se obtiene es de color obscuro resistente al agua y tiene excelentes cualidades eléctricas. Estas resinas también son usadas como aglutinantes para arena de corazones de fundición, como aditivos endurecedores para enyesar, también como agentes adhesivos en compuestos de piso y en productos de grafito.[pic 15]

Principales técnicas para la transformación del plástico

• Extrusión: La extrusión consiste en hacer pasar bajo la acción de la presión un material termoplástico a través de un orificio con forma más o menos compleja (hilera), de manera tal, y continua, que el material adquiera una sección transversal igual a la del orificio. En la extrusión de termoplásticos el proceso no es tan simple, ya que durante el mismo, el polímero se funde dentro de un cilindro y posteriormente, enfriado en una calandria, Este proceso de extrusión tiene por objetivos, proceso que es normalmente continuo, usarse para la producción de perfiles, tubos, películas plásticas, hojas plásticas, etc.

Ventajas y restricciones:
Presenta alta productividad y es el proceso más importante de obtención de formas plásticas en volumen de producción. Su operación es de las más sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operación es de las más sencillas, ya que una vez establecidas las condiciones de operación, la producción continúa sin problemas siempre y cuando no exista un disturbio mayor. El costo de la maquinaria de extrusión es moderado, en comparación con otros procesos como inyección, soplado o Calandrado, y con una buena flexibilidad para cambios de productos sin necesidad de hacer inversiones mayores.
La restricción principal es que los productos obtenidos por extracción deben tener una sección transversal constante en cualquier punto de su longitud (tubo, lámina) o periódica (tubería corrugada); quedan excluidos todos aquellos con formas irregulares o no uniformes. La mayor parte de los productos obtenidos de una línea de extrusión requieren de procesos posterior con el fin de habilitar adecuadamente el artículo, como en el caso del sellado y cortado, para la obtención de bolsas a partir de película tubular o la formación de la unión o socket en el caso de tubería. [pic 16]

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