Plastics recovery manual/Chapter 5: The shaping of plastics/es

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Manual de recuperación de plásticos

• Capítulo 1: Propósito de la guía
• Capítulo 2: Plásticos
• Capítulo 3: Colección
• Capítulo 4: La preparación física de los plásticos
• Capítulo 5: El moldeado de los plásticos
• Capítulo 6: Consideraciones económicas
• Capítulo 7: Ecología y seguridad
• Capítulo 8: Apéndices

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Una vez clasificados, lavados, secados y triturados, los residuos plásticos pueden transformarse para obtener nuevos objetos. Para ello, existen diferentes técnicas de transformación. Cada una requiere el uso de equipos más o menos sofisticados, como se describe a continuación.

Las escamas de plástico se pueden introducir directamente en las máquinas. Sin embargo, cuando provienen de diversos depósitos de residuos, esto puede dar lugar a objetos de calidad variable. A veces es preferible realizar un paso de preparación adicional llamado granulación. Esta técnica permite fundir las escamas y convertirlas en pequeños gránulos homogéneos. Podemos aprovechar este paso adicional añadiendo diversos aditivos para conferirles propiedades interesantes: color, flexibilidad, resistencia a la intemperie o al sol, etc. En algunos casos, estos gránulos se venden a empresas de reciclaje interesadas en sustituir parte de su estado virgen por productos reciclados (lo que los hace más económicos). Otros talleres de reciclaje prefieren utilizar su propia maquinaria de procesamiento para obtener productos terminados, vendibles en el mercado local. La imagen 5.1 ilustra las opciones para el procesamiento de plásticos. La extrusión y el moldeo por inyección se analizan con más detalle en este capítulo.

Los fragmentos de plástico triturados pueden utilizarse tal cual en talleres de procesamiento para obtener productos terminados y comercializables. Sin embargo, a pesar de la clasificación y el lavado, aún pueden presentar serios problemas de heterogeneidad por las siguientes razones:

• La separación de los distintos tipos de plásticos nunca es perfecta, y a menudo se producen errores humanos;
• Aunque se clasifican por color, los tonos de los plásticos nunca son exactamente iguales;
• La molienda produce escamas de tamaños y formas variables, difíciles de manipular e introducir en la boca de las diferentes máquinas de transformación;
• La densidad de las escamas a granel suele ser baja (~ 200 kg/m³) y su transporte a largas distancias puede resultar costoso;
• Dentro de una misma clase de plásticos, se pueden utilizar diversos aditivos en diferentes proporciones;
• La degradación química (envejecimiento, oxidación, erosión solar, etc.) de los objetos recogidos puede ser variable y las escamas pueden estar más o menos degradadas.

La granulación es un proceso de preparación final que permite homogeneizar los materiales y dar a los gránulos una forma uniforme que facilita su venta. Consiste en fundir y mezclar el plástico molido en una extrusora y darle forma de filamentos. Una vez enfriados, los filamentos se cortan en pequeños trozos cilíndricos del mismo tamaño (normalmente de 3 a 4 mm), llamados gránulos. En esta etapa es importante definir un pequeño vocabulario. Llamamos:

• Escamas: fragmentos plásticos obtenidos tras la molienda;
• Gránulos: fragmentos plásticos obtenidos después de la granulación. ^{[ 1 ]}

Además de la homogeneización y el conformado de gránulos a un tamaño uniforme, la granulación también posibilita:

• Filtración de las impurezas que aún contienen los residuos plásticos;
• La adición y homogeneización de diversos aditivos como pigmentos, plastificantes, cargas, ...
• Densificación de materiales a granel;
• Mezcla y homogeneización de diferentes plásticos para obtener gránulos de la calidad requerida por el reciclador (ejemplo: una mezcla de PVC rígido y plastificado para mayor flexibilidad);
• Una posible mezcla con la resina virgen.

Por lo tanto, la granulación también se denomina "regeneración". El valor de mercado de los gránulos obtenidos supera con creces el del plástico simplemente molido (véase el capítulo 6).

La granulación ofrece mucha flexibilidad. Los gránulos pueden tener diferentes calidades según el propósito previsto. Sin embargo, representa un paso de preparación adicional y requiere costos de inversión significativos que no siempre se justifican. Una unidad de granulación consta de tres partes distintas (ver imagen 5.2):

• Una extrusora;
• Un sistema de refrigeración;
• Una herramienta de corte.

La extrusión es un proceso que produce perfiles de forma continua. La extrusora es un cilindro equipado con un tornillo de Arquímedes que combina las funciones de transporte, compactación, mezcla (homogeneización) y fusión de materiales plásticos. En la salida, la pasta plástica se extruye (paso forzado a presión) a través de un conducto que le confiere la(s) sección(es) deseada(s). Para la granulación, el conducto de la extrusora está compuesto por orificios circulares calibrados para obtener "espaguetis" del diámetro deseado. Aquí se detallan los componentes principales de una extrusora:

a. El cilindro El tornillo de Arquímedes de la extrusora gira dentro de un cilindro de acero macizo, a veces llamado "vaina". Está equipado con una resistencia que permite calentarlo cuando la fricción interna de las escamas no alcanza la temperatura suficiente para su fusión. También puede estar equipado con un sistema de enfriamiento cuando la temperatura alcanzada provoca la degradación química de los polímeros. El cilindro está sometido a una considerable fricción mecánica y térmica. Por lo tanto, está fabricado con acero de alta calidad para ofrecer una buena resistencia a la abrasión y la corrosión. El diámetro interior del cilindro determina la capacidad de la extrusora, expresada en kilos de plástico extruido por hora. Los diámetros estándar son:

Tabla 5.1: Diámetros estándar de extrusoras

Siempre que sea posible, preferimos seleccionar una extrusora con el mayor diámetro posible. Esto proporciona mayor flexibilidad operativa y permite trabajar con una amplia gama de resinas. La longitud de la vaina también es una característica importante. Generalmente se expresa mediante la relación longitud/diámetro (L/D). Las primeras extrusoras eran relativamente cortas, con una L/D de aproximadamente 12. Actualmente, las extrusoras son más largas: L/D = 18 a 24 o 30. Una mayor longitud mejora la homogeneización y estabiliza el flujo. Sin embargo, el plástico puede degradarse químicamente tras una exposición prolongada a altas temperaturas. Por lo tanto, para el reciclaje, preferimos una longitud limitada para evitar una degradación excesiva de los polímeros.

b. Tornillo El tornillo de Arquímedes tiene varias funciones para la extrusión:

• Transporta la materia alimenticia hasta el camino (transporte);
• Plastifica el material gracias a una mezcla que homogeneiza la distribución del calor en el cilindro;
• Aumenta progresivamente la presión, lo que densifica el material y transfiere la fuerza necesaria para recorrer el camino.

El husillo de una extrusora es una pieza de diseño ingenioso, fabricada con sumo cuidado. Está hecho de acero de altísima calidad (acero cromado, acero especial), mecanizado con precisión y sometido a tratamiento térmico y superficial. No puede ser fabricado ni reparado por artesanos. No hay otra alternativa que adquirirlo de fabricantes o proveedores. La geometría del husillo está diseñada para obtener las mejores condiciones de extrusión. Por ello, existe una gran variedad de formas.

El tornillo más simple tiene un flujo constante pero una profundidad de ranura variable: el diámetro interior del tornillo aumenta desde la parte superior (boca) hasta la salida para compensar la compactación. La "relación de compresión" (relación de volumen de entrada-salida) suele estar entre 3 y 4. También existen tornillos con doble hélice (paso variable). Otros tienen una zona posterior que contiene chicanes o torpilles que rompen la pasta contenida en el tornillo y, por lo tanto, mejoran la mezcla. Algunos tornillos están hechos de dos áreas de homogeneización separadas por un "área de recreación" que permite liberar cualquier gas potencial. Finalmente, las extrusoras más recientes pueden tener tornillos dobles cuyos flujos se engranan paralelamente y giran en la misma dirección o en la inversa. Este sistema mejora notablemente la función de mezcla/homogeneización. El comportamiento del plástico en la extrusora se puede dividir en tres zonas:

1. Zona de alimentación: Las escamas de plástico se introducen en la zona de alimentación de la extrusora a través de una abertura en la tolva. La primera zona realiza una primera compactación de las escamas.
2. Zona de transición: Gradualmente y según su compactación, las escamas de plástico se someten a una intensa fricción, combinada con una inyección de calor proveniente de las resistencias ubicadas en las bobinas eléctricas alrededor del cilindro, y se funden gradualmente. La fricción interna (fricción de las escamas y el aumento de la viscosidad del plástico fundido) genera mucho calor de mezcla en la extrusora, por lo que a veces no es necesario calentar la vaina. Esto se denomina funcionamiento adiabático. En ocasiones, incluso es necesario enfriar la vaina. Dependiendo de su tipo y las condiciones de operación (velocidad de rotación del husillo, geometría del husillo, temperatura de la vaina, etc.), el plástico se funde más o menos rápidamente. La parte del husillo donde se realiza el ablandamiento se denomina "zona de transición". Su longitud puede ser muy variable: 2-3 vueltas del husillo, o bien 1/3 a 2/3 de la longitud total.
3. Zona de bombeo: La última parte del tornillo sirve para homogeneizar el plástico fundido y presurizarlo para superar la contrapresión (caída de presión) en el sector. Esta área, denominada "zona de bombeo", controla y estabiliza el flujo en la extrusora. Una zona de bombeo larga y estrecha mejora la homogeneización y la estabilización del flujo. Sin embargo, aumenta el riesgo de degradación química por fricción interna. Por ello, las extrusoras para el reciclaje de residuos plásticos preferiblemente cuentan con una zona de bombeo profunda caracterizada por una relación de compresión moderada (inferior a 3). El control y la regulación de la temperatura a lo largo de la extrusora y del recorrido son muy importantes. De hecho, la viscosidad y la presión del plástico, y por lo tanto el flujo, varían significativamente con la temperatura. El control de la temperatura se suele realizar mediante un termopar.

La tabla que aparece a continuación muestra el rango de temperatura de funcionamiento habitual para las diferentes zonas de la extrusora:

Tabla 5.2: Temperaturas de funcionamiento de las extrusoras para diferentes polímeros

Estas temperaturas son válidas para resinas vírgenes. Para el reciclaje, se prefiere trabajar a una temperatura más baja y a una velocidad de rotación más lenta para evitar la degradación. Esta observación es especialmente válida para el PVC que, al degradarse, genera ácido clorhídrico (HCl). Además del riesgo de inhalación, el ácido también puede corroer el husillo y la vaina de la extrusora. La velocidad de rotación del husillo de la extrusora suele estar entre 150 y 300 rpm. En la mayoría de las máquinas, esta velocidad es ajustable. Es difícil predecir el flujo en las extrusoras. Esto se debe a que las características de flujo de los plásticos dependen de una manera compleja (no lineal) de la fricción y la temperatura. En general, podemos considerar tres factores principales que influyen en el flujo de una extrusora: la temperatura, la velocidad de rotación del husillo y el diámetro interior de la vaina. Existen algunas reglas generales. Así, independientemente de la velocidad de rotación del husillo, la temperatura o el tipo de resina, podemos encontrar la siguiente fórmula en los libros:

Q=7incógnitad<stúpag>2,2</stúpag>

donde Q (kg/hora): velocidad horaria de la extrusora; d (pulgadas): diámetro interior de la vaina de la extrusora.

Así, una extrusora con un diámetro de 3½ pulgadas tendría un caudal de 110 kg/hora. Otra regla práctica sencilla sugiere una relación entre el caudal de la extrusora y la potencia del motor de su husillo:

Q=(2to4)incógnitaPAGdonde Q (kg/hora): velocidad horaria de la extrusora; P (kW): potencia del motor del tornillo.

Antes de considerar una inversión, verificaremos estos caudales con el proveedor de la máquina.

c. El filtro. A pesar del lavado, los residuos plásticos pueden contener impurezas (papel, metales, etc.). Estas impurezas se eliminan del plástico fundido haciéndolo pasar por un filtro ubicado en la zona de bombeo de la extrusora. Una vez obstruido, el filtro se puede cambiar, limpiar y reutilizar.

Con un uso normal, el filtro se obstruye rápidamente y debe cambiarse al menos cada minuto. Esta operación suele realizarse manualmente.

d. El proceso El proceso utilizado para la regeneración de los residuos plásticos consiste en una placa metálica perforada con orificios circulares calibrados a través de los cuales se introduce el plástico fundido. Esto da como resultado filamentos de plástico fundido con un diámetro de 2-3 mm que se enfrían y se cortan.

Para su enfriamiento, los filamentos de plástico (a veces llamados "varillas") se sumergen directamente en un tanque de agua. Dentro del tanque, son introducidos por el granulador (véase el párrafo siguiente) y se mantienen sumergidos mediante peines que los alinean para evitar el contacto entre ellos (véase la imagen 5.3). La longitud del tanque debe ser lo suficientemente grande para enfriar el plástico eficazmente. Esta longitud es proporcional al diámetro de los filamentos y a su velocidad.

Es necesario realizar un lavado continuo con agua caliente para reemplazarla con agua fría. Esta agua puede reciclarse, por ejemplo, utilizándola para el lavado de residuos plásticos.

El granulador consta de una rueda con dientes de corte, accionada por un pequeño motor eléctrico (de 1 a 10 kilovatios). Cumple una doble función. En primer lugar, introduce los filamentos, permitiendo su entrada y salida del baño de enfriamiento. En segundo lugar, los dientes cortan los filamentos enfriados en pequeños gránulos de 3-4 mm de longitud.

La capacidad del granulador debe ser lo suficientemente alta para mantener el ritmo de la extrusora. La velocidad de alimentación debe ajustarse según la velocidad de salida de los filamentos de la extrusora. Esta velocidad suele estar entre 10 y 100 m/min. Una vez cortados, los gránulos se recogen a la salida del granulador y se colocan inmediatamente en bolsas para evitar la contaminación.

Nota: Otro sistema posible consiste en cortar los filamentos calientes directamente en la salida del conducto. Los gránulos calientes caen en un recipiente con agua para enfriarse.

El desagüe que los transporta al tanque de enfriamiento también debe enfriarse para evitar que los gránulos se adhieran a las paredes. Esto se puede hacer con un pequeño rociador. El agua luego arrastra los gránulos a la bandeja.

Funcionamiento de un sistema de granulación: Las extrusoras regeneradoras son máquinas difíciles de mantener operativas. Se requiere al menos un ingeniero experimentado, con antecedentes en el manejo de este tipo de máquinas, para 2 o 3 sistemas. Además, se necesitan dos personas con menor cualificación por instalación para la alimentación de la extrusora y la recuperación de los gránulos de plástico reciclado. Este sistema de reciclaje puede albergar una sala techada y bien ventilada. Las extrusoras son máquinas relativamente pesadas que deben instalarse sobre una losa de hormigón por razones de estabilidad.

Dada la capacidad instalada, es necesario contar con una buena red eléctrica. Las extrusoras no toleran los cortes de energía, ya que se enfrían y el plástico que contienen se aglomera en su interior. Si el centro se ubica en una zona con frecuentes cortes de energía, es fundamental contar con un generador eléctrico. Este generador será inevitablemente grande y puede representar una inversión considerable. Además de estas consideraciones técnicas, el costo energético de estas máquinas no es insignificante y debe evaluarse minuciosamente antes de invertir. En India, los principales problemas que enfrentan las empresas procesadoras son los relacionados con el suministro eléctrico (inestabilidad eléctrica, cortes de energía frecuentes, precios elevados, impuestos, etc.). Las extrusoras pueden purgarse por diferentes motivos: parada de la producción, mantenimiento, cambio del polímero reciclado, etc. La purga puede limitarse a detener la alimentación de la extrusora y dejar que la máquina funcione hasta que deje de producir material. El husillo no queda completamente vacío, sino que aún contiene alrededor del treinta por ciento de plástico. Al reiniciar el proceso, los materiales contaminan la primera materia prima de la extrusora, por lo que se necesitará un tiempo antes de que pueda producir productos de buena calidad. Los residuos obtenidos durante la purga (filamentos rotos, obstrucciones, etc.) pueden cortarse, triturarse y reciclarse.

Adición de aditivos: La etapa de granulación permite la adición de aditivos como cargas, plastificantes, estabilizadores o antioxidantes. Para obtener colores más vibrantes y homogéneos, también es posible añadir pigmentos o colorantes. Los pigmentos suelen ser óxidos o sales metálicas. Se pueden adquirir en polvo, pero por motivos de manipulación, siempre es preferible comprarlos en forma de gránulos. Generalmente, se añade entre un 1 y un 3%, según la calidad requerida. En India, las empresas procesadoras añaden a estos pigmentos una sustancia denominada "masterbatches". Se trata de cápsulas que contienen diversos aditivos, como dióxido de silicio para uniformidad y manipulación, agentes dispersantes (éteres, ceras) y otros agentes como sílice o sales de titanio. Estos "masterbatches" mejoran la uniformidad del color y no afectan al proceso.

Además de la granulación descrita anteriormente, las extrusoras pueden utilizarse para multitud de aplicaciones, como se describe a continuación.

La fabricación de perfiles se realiza utilizando extrusoras del mismo tipo que las descritas para la granulación. Solo difieren las trayectorias colocadas en la parte superior de la extrusora. Así, dependiendo de la geometría de la trayectoria, será posible producir placas, láminas, tubos, varillas, tuberías, conductos y multitud de otros perfiles con formas complejas: marcos de ventanas, guías, etc. La extrusora puede alimentarse con gránulos de plástico reciclado o directamente con escamas, según la calidad deseada. A la salida de la trayectoria, los perfiles deben enfriarse en baños de enfriamiento antes de cortarlos a las dimensiones deseadas. Los perfiles obtenidos pueden utilizarse tal cual (mangueras, tuberías de drenaje, placas, etc.) o ensamblarse (marcos de ventanas, sanitarios, etc.). La imagen 5.7 ilustra la fabricación tradicional de cepillos. Estos se fabrican utilizando filamentos, extruidos y cortados a cuarenta centímetros. Luego se recogen y se atan en el extremo de un palo de madera que sirve de mango.

El moldeo por soplado permite fabricar objetos huecos: viales, botellas, bidones, juguetes, piezas industriales, ... Esto se realiza en dos fases:

1. Extruimos continuamente un tubo que se corta en secciones de la longitud deseada (llamadas "paraisons").
2. Estas piezas aún calientes se introducen en un molde. El molde se cierra, creando una soldadura al presionar un extremo de la pieza. Se inserta un tubo de soplado en el otro extremo. A continuación, se inyecta aire a presión para presionar los laterales de la pieza contra las paredes internas del molde. Tras un periodo de enfriamiento, se abre el molde y se expulsa la pieza formada. La máquina queda entonces lista para un nuevo ciclo.

Todo el proceso de conformado está automatizado: la extrusión es continua y el soplado discontinuo. Esta técnica es prácticamente imposible de realizar de forma artesanal. Se requiere equipo especializado y personal capacitado.

La extrusión por calandrado es una técnica utilizada para obtener placas o láminas de plástico. Consiste en extruir un perfil plano y estirarlo mediante calandras sucesivas hasta obtener un producto con el espesor deseado.

La nomenclatura de los productos obtenidos depende de su espesor. A continuación definiremos

• Placas, cuando el espesor supere 1,5 mm;
• Láminas, cuando el espesor está entre 200 micras y 1,5 mm;
• Películas cuyo espesor sea inferior a 200 micras.

La extrusión por calandrado de películas requiere equipos de precisión, lo que hace que esta técnica sea muy costosa. Ha sido reemplazada por la extrusión por inflado.

La técnica de extrusión por inflado permite obtener películas muy finas (de hasta 10 micras de espesor) que se utilizan en la fabricación de bolsas. Es aplicable a la mayoría de los plásticos (HDPE, LDPE, PP, etc.). Esta técnica consiste en extruir una lámina delgada que se infla con aire caliente (véase la imagen 5.4). La película, con forma de burbuja, se aplana mediante un dispositivo compuesto por paneles convergentes que se dirigen hacia ruedas con púas. La película aplanada pasa luego por ruedas de tracción tras ser remolcada por bobinas receptoras.

El aire que llena la vaina se introduce a través del eje anular utilizado en su fabricación. Presenta una geometría cuadrada. Un sistema de refrigeración interno y externo, situado en la vaina ya inflada, permite detener el estiramiento. Este fenómeno se produce por la solidificación del material plástico enfriado, lo que contrarresta las restricciones derivadas del inflado.

Los rollos obtenidos se pueden cortar a la forma requerida para obtener bolsas, lonas, etc. La fabricación de películas plásticas es una técnica que no se logra fácilmente con el método artesanal. Además, requiere resinas de alta calidad. Por lo tanto, el uso de gránulos hechos de residuos no es sencillo. Sin embargo, ya se ha logrado recrear. En El Cairo, un recolector de residuos logró recrear una máquina de este tipo después de haber trabajado durante algunos meses en una empresa de fabricación de bolsas.

El globo de plástico fabricado se pliega y se enrolla en rollos de cincuenta metros. Luego se despega, se corta y se suelda para formar pequeñas bolsas. También se pueden cortar asas. Este tipo de bolsa se suele vender en ferreterías. Se evita su venta en tiendas agroalimentarias, ya que los gránulos utilizados provienen de residuos reciclados.

Esta actividad emplea a 3 personas a tiempo completo. El espacio requerido es una habitación bien ventilada de 30 m². Los motores y el plástico fundido generan mucho calor y olor.

El moldeo por inyección es un proceso de transformación que permite obtener objetos de plástico de diferentes formas. Similar a la extrusión, consiste en calentar escamas o gránulos de plástico para licuarlos (plastificación). La pasta plástica se introduce a presión en un molde para darle la forma deseada. Por lo tanto, es un proceso por lotes: una vez que el molde se ha enfriado, la pieza se retira y se puede reanudar la operación. El moldeo por inyección se realiza utilizando prensas de inyección. Estas constan de tres partes (véase la imagen 5.6):

• Un crisol de inyección que contiene material plástico. El material plástico se introduce a través de una tolva de alimentación y se calienta gradualmente por contacto con las paredes del crisol. Un pistón asegura la transferencia del material fluidizado hacia el molde a través de una boquilla.
• Un molde en el que se introduce el plástico en estado pastoso. Este adopta la forma de las paredes estiradas negativamente para obtener el objeto deseado. Una vez enfriado el molde (con un sistema de refrigeración, si es necesario), se puede extraer la pieza. El molde queda listo para otro ciclo de inyección.
• Un sistema de sellado necesario para bloquear el molde durante la inyección y permitir una abertura para el moldeo.

En versiones anteriores, la plastificación (fluidización por calentamiento) se realizaba únicamente mediante conductos calefactores que rodeaban el crisol de inyección. Las máquinas más recientes incorporan tornillos que dividen y homogeneizan el material. Sin embargo, resulta útil una descripción detallada de los modelos anteriores, ya que estas máquinas tienen un diseño sencillo, reproducible por talleres mecánicos locales. La experiencia demuestra que los talleres artesanales de conformado que utilizan este tipo de máquinas pueden producir piezas con valor añadido a bajo coste.

Las prensas de émbolo de inyección tienen el mismo diseño que la prensa mostrada en la imagen 5.6. El material plástico (escamas o gránulos) se introduce por gravedad en la parte superior del recipiente de inyección. Su capacidad de inyección puede alcanzar entre 60 y 70 gramos. El pistón se mueve manualmente (mediante una palanca o manivela) o mediante un sistema hidráulico. Un sistema de resistencias calefactoras que rodean el recipiente de inyección proporciona el calentamiento. Está recubierto con una funda aislante.

Al igual que en la extrusión, cada tipo de plástico debe calentarse a la temperatura adecuada para poder inyectarlo. La tabla 5.3 muestra los rangos de temperatura requeridos:

Tabla 5.3: Temperaturas de funcionamiento de las extrusoras para diferentes polímeros

El control de la temperatura es uno de los puntos más delicados. Requiere una gran habilidad por parte de los operarios. Son posibles dos métodos de control de la temperatura:

1. Se puede conectar un termostato directamente a la alimentación eléctrica de la máquina. Este interrumpe el suministro eléctrico cuando el recipiente de inyección alcanza la temperatura deseada. Para ello, es esencial un termostato con un rango de temperatura de 0 a 300 °C. La desventaja de este método es que dicho termostato es caro y frágil.
2. Otro sistema consiste en diseñar un circuito que permita variar la alimentación a la resistencia calefactora. De esta forma, el operario puede controlar la temperatura en función de la fluidez del plástico a la salida de la boquilla. Este método es menos costoso, pero requiere cierta experiencia por parte del operario.

Las resistencias calefactoras están sometidas a largas jornadas de funcionamiento y pueden dañarse. Por lo tanto, es necesario rebobinarlas periódicamente (al menos cada 6 meses). El extremo del crisol de inyección está equipado con una boquilla cuyo canal de salida presiona contra la boca del canal de entrada, perforado en el molde de inyección. Para mejorar la homogeneización del material antes de que llegue a la boquilla, algunas máquinas incorporan difusores. Estas piezas dividen el flujo para una mejor mezcla y calentamiento.

Nota importante: Nunca deje el plástico en el crisol de inyección durante más de tres minutos sin inyectarlo. Podría deteriorarse, volverse extremadamente líquido y gotear por gravedad, causando daños (quemaduras, rebabas, etc.). Los moldes son piezas delicadas e importantes. Se caracterizan por el número de impresiones, su arquitectura, su sistema de alimentación y su método de control de temperatura.

1. Las "huellas" son cavidades que representan el objeto. Un solo molde puede contener varias huellas. Estas se rellenan con material a través de los canales.
2. La arquitectura del molde define la forma en que se monta: moldes de dos placas, moldes de tres placas, ... así como su sistema de cierre y bloqueo.
3. El sistema de alimentación eléctrica comprende todos los conductos que guían el plástico fundido en las impresiones. Estos conductos pueden ser muy complejos y deben estudiarse para facilitar la refrigeración del plástico fluidizado en dichas impresiones.
4. Para que el objeto se endurezca antes de ser retirado del molde, este debe mantenerse siempre frío. Los plásticos fluidizados generan calor periódicamente, por lo que es necesario enfriarlos constantemente. Esto se logra mediante la circulación de un fluido que regula la temperatura.

Los canales extremadamente finos permiten la salida de gas durante el llenado sin obstruir el plástico. Se pueden obtener mediante pequeñas inyecciones de moldeo. Algunos moldes incorporan un sistema de expulsión que facilita el desmoldeo rápido de la pieza. Los moldes se fabrican en acero adaptado o, en ocasiones, en Zamac. Los de acero suelen ser más caros, pero ofrecen mayor precisión y una vida útil significativamente mayor. Los moldes de Zamac se eligen principalmente cuando la cantidad de piezas a producir no justifica el uso de un molde de acero (pedidos, mercado limitado, etc.).

Método de moldeo por inyección: La inyección es un proceso por lotes. Cada ciclo incluye los siguientes pasos:

1. cierre del molde;
2. inyección de plástico fluidizado en el molde, después de haber entrado en contacto con la boquilla;
3. enfriamiento del molde, junto con la extracción del émbolo y el llenado del crisol de inyección con material plástico (gránulos o escamas);
4. Desmoldeo tras la retirada del émbolo para desplazar la boquilla del molde.

Puede comenzar un nuevo ciclo.

La cantidad de material inyectado corresponde aproximadamente a un tercio de la capacidad máxima de inyección, definida por la carrera del émbolo. Con base en el tiempo requerido para completar un ciclo completo y el peso de los objetos producidos por ciclo, es posible determinar la capacidad de una máquina con un molde en particular. En Cuernavaca (México), una persona que opera una prensa de émbolo puede realizar un ciclo cada 40 segundos. Los objetos producidos son tapones roscados. El molde (de tres placas) tiene 10 impresiones. La producción horaria es de aproximadamente 1000 tapones o alrededor de 2-3 kg de plástico por día. La sala donde se instalan las prensas requiere buena ventilación, ya que estas máquinas generan mucho calor. Cada liberación debe fijarse sobre una base sólida (preferiblemente metálica), anclada al suelo y perfectamente horizontal. Un pie permite ajustar la prensa a la altura requerida para asegurar el contacto entre la boquilla de inyección y el molde.

Una gran ventaja de las pequeñas prensas de inyección de émbolo es que pueden funcionar con alimentación monofásica. Sin embargo, cuando varias máquinas operan en el mismo taller, es fundamental verificar minuciosamente su capacidad de funcionamiento. Además, es preferible conectar cada máquina a un interruptor automático específico para evitar variaciones de temperatura significativas causadas por las resistencias. La calidad de las piezas inyectadas puede depender de ello.

Proveedor de prensas de inyección de émbolo: Vulcano Inyectores SA Dr. Ruiz 14 México 7 DF Tel. : 578.72.65 578.74.18 Fax. : 674.34.19

Proveedor mexicano de prensas de émbolo. Precio de una máquina usada (abril de 2001): ~1000 €. Precio de un sistema de cierre hidráulico (abril de 2001): 3500 €. Este tipo de prensa ya no se encuentra en los mercados europeos ni norteamericanos. Todavía se pueden encontrar en los mercados de India, Turquía y Egipto.

Los plásticos son malos conductores del calor, por lo que su laminación puede ser difícil y no homogénea (los bordes se calientan más que el interior del molde). Para corregir esto, la mayoría de las máquinas modernas utilizan un tornillo móvil y transferible. Durante la laminación, el tornillo gira y se introduce en el molde. El material fluidizado se acumula en la parte superior. Una vez acumulada la cantidad de plástico necesaria, un actuador empuja el tornillo y, junto con el émbolo, lo transforma para llenar el molde.

Además de una mejor transferencia de calor en el recipiente, el tornillo también homogeneiza el material mucho mejor. Esto supone una ventaja importante al trabajar con materiales reciclados. Lo mismo ocurre al añadir diversos aditivos como pigmentos, cargas, etc. Además, los objetos que se pueden producir pueden ser mucho más grandes: lavabos, sillas, bandejas, etc. Sin embargo, el precio de una máquina de este tipo es mucho mayor que el de una prensa de émbolo. La inversión rara vez se justifica para la inyección de piezas pequeñas con bajo valor añadido.