Proceso productivo de fabricación de botellas de vidrio

Proyecto Final

Claudio Quiroz Salazar

Metrología

Instituto IACC

19 de octubre de 2017

Proceso productivo de fabricación de botellas de vidrio.

El vidrio se fabrica con ingredientes naturales que son abundantes, para fabricarlo se consume menos energía que para fabricar metal o plástico, además el vidrio puede reciclarse de forma infinita.

La receta del vidrio combina varios ingredientes naturales, los principales son:

• Arena de sílice: 45% de la mezcla
• Carbonato sódico: 15% de la mezcla, ayuda a fundir la sílice.
• Piedra caliza: 10% de la mezcla, esta hace que el vidrio terminado sea más duradero.

Todos estos ingredientes se mezclan con vidrio reciclado, en la fábrica las máquinas introducen las cantidades precisas en un horno, después de 24 horas a 150°C se produce un líquido pegajoso con la consistencia de la miel, este vidrio fundido sale del horno y unas cuchillas cortan el flujo a intervalos precisos para producir globos cilíndricos, cada globo tiene la cantidad exacta requerida para hacer una botella o frasco, caen en una especie de cubeta que los lleva por unos canales hacia las máquinas que crearán las botellas, un globo de vidrio fundido entra en un molde preliminar después de unos segundos sale una versión en miniatura de la botella, llamada “preforma”, cada preforma entra en un molde de soplado el cual tiene la forma y el tamaño de la botella final, la máquina sopla aire comprimido dentro de la preforma estirando el vidrio hacia las paredes del molde, este proceso crea la forma final de la botella y ahueca el interior.

El color de la botella se consigue agregando pequeñas cantidades a la mezcla de:

• Hierro
• Azufre
• Carbono

Las botellas salen del molde y pasan por unas llamas que las mantienen a temperatura, (debido a que si no se efectuara este proceso se enfriarían muy rápido produciendo grietas por el cambio térmico), luego pasan por una empujadora la cual las posiciona en un túnel de recocido, donde se enfrían a un ritmo controlado a medida que pasan por el túnel, esto elimina gradualmente la tensión del vidrio, a medida que salen del túnel las botellas son roseadas con lubricante esto facilita su desplazamiento por la zona de inspección y embalaje, ahora las botellas se alinean en una sola fila para pasar a la zona de inspección automática, a medida que la máquina gira la botella las cámaras y sensores buscan imperfecciones como grietas o burbujas, el equipo de inspección examina la parte superior de la botella (gollete), objeto verificar su dimensión y que la rosca se ha fabricado correctamente, antes de pasar a la zona de embalaje pasan una última inspección visual, luego pasan a la zona de embalaje y las envían a su destino respectivo.

Para fabricar otras botellas o frascos, el proceso de fabricación es similar, la diferencia será básicamente la cantidad que se corte para generar los globos cilíndricos de vidrio fundido y el molde a ocupar según su diseño y tamaño, además del color requerido.

La proporción de vidrio reciclado en la mezcla puede llegar a un 90%, el vidrio reciclado se funde a una temperatura más baja, así que por cada 10% de vidrio reciclado agregado a la mezcla, la fábrica gasta un 2,5% menos de energía para producir su vidrio, esto es un excelente incentivo para reciclar.

Descripción etapas de fabricación

• Acondicionamiento de la mezcla.

En esta etapa se produce el pesaje de los ingredientes mediante balanzas o máquinas específicas, una vez realizado el pesaje se mezclan todos los ingredientes en una mezcladora industrial con una cantidad de agua calculada, para luego ser enviada a silos de carga y ser ingresada al horno.

• Fusión y refinado de la mezcla.

Este proceso se realiza en un horno para alta temperatura, el proceso consiste en la fusión de las materias primas a 1500°C por 24 horas, hasta que la mezcla sea líquida y con la consistencia de la miel.

• Acondicionado del vidrio.

En esta etapa unas cuchillas cortan el flujo en intervalos precisos, el objetivo es que aumente la viscosidad del vidrio líquido objeto pueda ser más maleable en el proceso de formación de la botella.

• Formación de la botella de vidrio.

Acá llegan los globos cilíndricos cortados en el proceso anterior, contienen la cantidad exacta según el tamaño que se requiera, caen a una especie de cubetas, llegando finalmente a un molde preliminar de aquí sale una botella en miniatura llamada “preforma”, la cual pasa a un molde final el cual se le inyecta aire comprimido para expandir la botella y crear la cavidad.

• Recocido de la botella de vidrio.

Las botellas se trasladan por llamas las cuales mantienen la temperatura de las botellas, objeto evitar que estas se agrieten por el enfriamiento muy rápido y el cambio térmico.

• Etapa de enfriamiento y lubricación.

Acá las botellas ingresan a un túnel donde van bajando su temperatura en forma gradual mientras recorren el túnel, para así eliminar la tensión del vidrio, además se les agrega lubricante para facilitar su recorrido en la zona de inspección y embalaje.

• Inspección automática.

En esta etapa las botellas primero son alineadas en fila luego una maquina las toma y las va girando mientras son inspeccionadas por cámaras y sensores las que buscan imperfecciones como grietas o burbujas, luego pasan por la inspección de la parte superior de la botella, revisan su diámetro y que la rosca este bien fabricada, por último pasan por una inspección visual.

DIAGRAMA DE PROCESOS

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