Tema 6: Mecanismos. El sueño de Leonardo

A continuación os dejo varios videos de introducción y recuerdo de los Mecanismos, próximo tema que vamos a estudiar.

Analisis de la fabricación de los adhesivos de poliuretano

ADHESIVOS DE POLIURETANO




Estos adhesivos se fabrican mediante el proceso de poliadición.

Las reacciones de poliadición son las reacciones químicas en las cuales el polímero final se origina mediante sucesivas adiciones de grupos funcionales a estructuras moleculares con dobles enlaces.







Esta es la composición química de poliuretano.

Una de las principales características de las reacciones de poliadición es que durante el proceso de formación del polímero no se desprende ningún compuesto volátil, tal y como es el caso de las reacciones de policondensación.




Uno de las aplicaciones de los productos obtenidos por poliadición son los adhesivos de poliuretano o de silicona utilizados en trabajos sencillos o en industriales.

PROCESO DE OBTENCIÓN DE UN JUGUETE

Los juguetes están formados por policarbonato, que es un termoplástico. El policarbonato es fácil de trabajar, moldear y termoformar, y es utilizado ampliamente en la manufactura moderna.

PROCESO DE OBTENCIÓN DE UN JUGUETE

El proceso de obtención de un juguete empieza desde que el policarbonato es un monómero hasta que pasa a ser un juguete gracias a diferentes procesos de obtención,

El monómero pasa a ser un polímero mediante el proceso de policondensación.

Apartir del polímero, con la técnica del moldeo por soplado, que es un proceso utilizado para fabricar piezas de plástico huecas, en este caso los juguetes, gracias a la expansión del material. Esto se consigue por medio de la presión que ejerce el aire en las paredes de la preforma.

Este proceso se compone de varias fases, la primera es la obtención del material a soplar, después viene la fase de soplado que se realiza en el molde que tiene la geometría final, puede haber una fase intermedia entre las dos anteriores para calentar el material si fuera necesario, seguidamente se enfría la pieza y por último se expulsa. Para facilitar el enfriamiento de la pieza los moldes están provistos de un sistema de refrigeración así se incrementa el nivel productivo.

Mi opinión sobre el proceso de obtención de los plásticos antes de buscar información:

Pienso que los juguetes son termoplásticos y, más concretamente policarbonato ya que tiene que ser resistentes puesto que reciben muchos impactos, y la resistencia a los impactos es una características de los policarbonatos.

Pienso que el proceso de transformación del policarbonato al juguete se hace por soplado ya que los juguetes suelen ser huecos, y el soplado se realiza para crear todo tipo de objetos huecos.

Pienso que meter el juguete en un molde y darle forma mediante el aire caliente que entra en el plástico, para que, posteriormente se edurezca al contacto con las paredes es una manera sencilla y poco costosa para realizar los juguetes lo suficientemente resistentes y que no sean muy caros, para que puedan estar más o menos al alcance de todo el mundo.

Mochilas

Están hechas de poliéster.

El poliéster es una categoría de termoplástico que contiene el grupo funcional éster en su cadena principal.

Proceso de obtención:

-Polimerizacion (poliesteres) es formado por ácidos tereftalico y el etilenglicol se puede obtener como fibra llamada tergal. Este proceso consiste en que los poliesteres reaccionen con etilenglicol en presencia de un catalizador, se combina con ácido tereftalico, el poliéster es extruido para formar filamentos largos. Tiene dos etapas:

-Secado: en este proceso el poliéster se desprende de la polimerización, los filamentos largos de dejan enfriar hasta que tienen forma. Después el material se corta con pequeños chips, se debe secar para evitar irregularidades al final del proceso para poder hilar de manera exitosa.

-Hiladura: Aquí el poliéster se estira pasando por varios rodillos en forma de zig zag y logra mejorías en la resistencia y elongacion, puede retener la forma del orificio de la tobera o hilera y este puede ser circular o triangular ya que son las más utilizadas para la formación de los filamentos del poliéster, y por ello es posible hacer modificaciones en la sección transversal. Las virutas se funden a 70 grados para formar un jarabe, la solución se pone en la extrusora y después en la tobera de hilatura, esta puede ser de cualquier forma para producir fibras especiales, el número de agujeros determina el número de hilo, las fibras emergentes se unen para formar una sola hebra; al final se pueden añadir productos químicos a la solución para hacer que el material sea antiestatico o más fácil de teñir.

Guantes de latex Ana Isabel Martinez

Proceso de obtención:

Se saca el látex del árbol de caucho, y éste se somete a un proceso de calandrado de inmersión.

Los moldes de los guantes son limpiados mediantes ácidos y agua limpia, para finalmente ser sumergidos en coagulantes. Así se adhiere más fácilmente el látex a los formers; tras la inmersión son sometidps a una cocción para conseguir el secado perfecto del guante.

Ahora llega la lixiviación del guante, para eliminar los químicos, proteínas y/o impurezas del guante, para esto se sumergen en agua a temperaturas determinadas, dependiendo del resultado q se desee.

Después se le añade un polvo húmedo compuesto principalmente por almidón de maíz, para la conservación de múltiples propiedades del material. Finalmente se sacan los guantes de los formers se limpian y secan, obteniendose diferentes tipos de guantes con polvo, si polvo...

CONCLUSIÓN:

yo pensaba q era mucho más simple y no necesitaban tantas limpiezas, simplemente pensaba que tras la polimerización del látex se introducián en los moldes y tras una solidificación finalizaba el proceso.

Pinza de la ropa

Las pinzas de la ropa están hechas de distintos materiales, maderas y plásticos fundamentalmente.

Las de plástico están fabricadas con polietileno de alta densidad, un termoplástico que se obtiene por poliadición y es polimerizado a bajas presiones, mediante radicales libres. Al ser un termoplástico es reciclable, además el polietileno de alta densidad es bastante rígido, opaco, resistente al calor y a la electricidad, no es atacado por los ácidos, es resistente al agua a 100 ºC y a la mayoría de los disolventes, además es muy ligero. Fue descubierto por el profesor Karl Ziegler, en los años 1949-1955.

Este termoplástico tiene muchas aplicaciones según el monomero utilizado, ya sea el etileno o el propileno, aunque es más normal la polimerización con etileno. Cuando se polimeriza con propileno adquiere muchas aplicaciones, desde envases, detergentes, juguetes, cascos, etc. Es el plástico más utilizado para los recubrimientos aislantes de los cables eléctricos.

Su cadena es lineal:

Cañitas

Es un termoplástico, polipropileno (PP).

Los termoplásticos están formados por moléculas que forman cadenas lineales. Una de las características principales es que a temperaturas relativamente bajas, los débiles enlaces intermoleculares se rompen, con lo cual el plástico se reblandece y puede fundirse.

Son de origen sintético.

Se obtiene este plástico a través de la poliadición. La poliadición consiste en la unión y repetición de un mismo monómero, de modo que la macromolécula final es múltiplo entero de la del monómero, no existiendo una liberación de subproductos.

-Polipropileno (PP): Es tenaz, ligero y barato. Se puede doblar muchas veces sin romperse.

El modo de obtención es la extrusión en el que se introducen los gránulos de plástico, en la tolva y se funden dentro de la extrusora gracias a unos calentadores. A continuación, un tornillo sin fin presiona el plástico contra la boquilla, haciendo pasar la masa de plástico fundido a través de ella. La forma de la boquilla determina el aspecto final. Se obtiene una pieza continua de gran longitud y poca sección que es enfriada mediante un chorro de aire o agua fría.

Cómo se fabrica una botella de plástico

             Cómo se fabrica una botella de agua de plástico

La botella de plástico es un envase ligero muy utilizado en la comercialización de distintos tipos de productos,. Generalmente éstas son utilizadas para contener distintos tipos de líquidos (bebidas, alimentos, productos para el cuidado personal, productos de limpieza) o sólidos fragmentados (polvos, pastillas, medicamentos y vitaminas).

Partes que componen una botella de plástico

- Boca

- Hilo o hélice

- Anillo

- Cuello

- Espalda

- Cuerpo

- Fondo

- Anillo de apilamiento

Materiales utilizados en la fabricación de botellas de plástico

Los materiales empleados para el proceso de soplado pertenecen a la familia de los termoplásticos. Esto se debe a que se necesita que el material tenga un comportamiento viscoso y se pueda deformar cuando tenga una temperatura determinada, pues de otra forma la presión ejercida por el aire inyectado no podría expandir el material por la cavidad del molde.

 

Los principales termoplásticos utilizados para la fabricación de las botellas son:

 

- Polietileno de alta densidad (PEAD)

- Polietilentereftalato (PET )

- Politereftalato de etileno

- Policloruro de vinilo PVC

- Polipropileno (PP)

- Poliestireno

Procesos de fabricación de las botellas de plástico
Las láminas de plástico se moldean para que la botella adquiera la forma necesaria para la función a que se destina, lo cual se puede realizar a través de diferentes procesos como son:
-Moldeo por inyección-soplado
El moldeo por inyección-soplado consiste en la obtención de una preforma o lámina del polímero a procesar, la cual posteriormente se calienta y se introduce en el molde que alberga la geometría deseada, después se inyecta aire, con lo que se consigue la expansión del material y la forma final de la pieza y por último se procede a su extracción.
-Moldeo por extrusión-soplado
El moldeo por extrusión soplado es un proceso en el que la preforma consiste de una manga tubular, conformada por extrusión a la cual se le llama párison, ésta se cierra por la parte inferior de forma hermética debido al pinzamiento que ejercen las partes del molde al cerrarse, posteriormente se sopla, se deja enfriar y se expulsa la pieza.
-Moldeo por coextrusión-soplado
Mediante esta técnica de soplado se consigue productos multicapa. El párison extruido incluye todas las capas necesarias que en forma de tubo ingresan al molde para crear el producto final.

Aqui un video de cómo se hacen las botellas de plástico

Bolsas de Plástico

Algunos tipos de plásticos utilizados para las bolsas de plásticos:
-1. POLIETILENO (PE) 
A. Polietileno de alta densidad: Uso de todo tipo de industria y comercio… Productos sólidos y líquidos
B. Polietileno de mediana densidad:
C. Polietileno de baja densidad: Bolsas de todo tipo, supermercados, boutiques, congelados, industriales, uso doméstico

-2. POLIPROPILENO (PP) 

-3. POLIESTIRENO (PS)


 Procesos de fabricación: Una bolsa de plástico se fabrica simplemente con gránulos de resina del polietileno lineal que se funden. Los gránulos se combinan con otras resinas de baja densidad en un mezclador donde la combinación se transforma en un material homogéneo. Los gránulos se funden en la extrusora que los calienta a 240 °C. El resultado es, una película de polietileno en forma de tubo de varios cientos metros de longitud, a medida de que el plástico se va enfriando, unos rodeos se aplastan en el tubo. Se divide el tubo y se envía a dos rodeos independientes, lo que facilita trabajar fácilmente la película de polietileno. Después, se entra en una máquina, una cuchilla corta la película del grosor deseado. Llegado el tiempo se imprime la película con el color deseado. Se dispone en una máquina que corta las bolsas de plástico y produce 150 bolsas por minuto, y otra máquina perforadora hace los agujeros
 para las asas.
  


Aquí también tenéis un vídeo explicativo de como se hacen las bolsas de plástico

Bolígrafos Bic: Fernando Pérez

Tipo de plástico de un bolígrafo bic:

- PS (poliestireno cristal) - el cuerpo 
- PE (polietileno) - la tapa, el capuchón y el tubo interior de la tinta 

Proceso de fabricación:
1.-Tienes que contar con el diseño gráfico del producto y de cada componente, al que le debes de asignar un numero de clave. 
2.-Debes contar con las especificaciones de cada componente, dimensiones planos, tolerancias, materiales, colores, resistencia etc. 
3.-Proyectar y planear la fabricación con especialistas de cada disciplina, plásticos, metales, tintas estuches etc. 
4.- Tienes que tener un programa de control, de proyectos por computadora. 
5.-De los especialistas anteriores soy solo conocedor de el área de Plásticos. 
6.- Se diseña un molde de inyección de plástico para cada componente plástico según la producción planeada. 
7.- Se fabrica la serie de moldes. 
8.- Se inyectan los prototipos y se realizan lo ajustes necesarios. 
9.-Se inicia con la producción. 
10.- Se ensambla el bolígrafo con los demás componentes metálicos , repuesto de tinta y estuche o forma de embalaje. 
11.- SE realizan pruebas de control de calidad. 

Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=bTxwLdXudE4

Botellas de plásticos

-Una botella de plástico es un envase rígido o semirígido hecho de plástico, tiene un o boca comparativamente estrecho, pero sin asas. Hay una abertura en la parte de arriba de la botella que se tapa con un tapón. 

Las botellas de plástico se usan principalmente para guardar líquidos como, ,  de cocina, medicinas y refrescos.

Esta fabricado de:politerefltalato de etileno. El politereftalato de etileno (PET) se usa habitualmente para bebidas carbonatadas y botellas de agua. PET proporciona propiedades barrera muy buenas para el alcohol y aceites esenciales, habitualmente buena resistencia química –aunque acetonas y ketonas atacan el PET– y una gran resistencia a la degradación por impacto y resistencia a la tensión. El proceso de orientación sirve para mejorar las propiedades de barrera contra gases y humedad y resistencia al impacto. Este material no proporciona resistencia a aplicaciones de altas temperaturas —max. Temp. 160 ℉ (71.1 ℃).El polietileno transparente se utiliza para fabricar la gran mayoría de las botellas para líquidos.

Un termoplastico es un plástico que, a temperaturas relativamente altas, se vuelve deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado de transición vítrea cuando se enfría lo suficiente.

Características:

-Cristalinidad y transparencia, aunque admite cargas de colorantes

-Buen comportamiento frente a esfuerzos permanentes
-Alta resistencia al desgaste
-Muy buen coeficiente de deslizamiento

-Muy buena barrera a CO₂,a O₂ y humedad.

Metodos de obtención

Moldeo por inyección-soplado:El moldeo por inyección-soplado consiste en la obtención de una preforma o lámina del polímero a procesar, la cual posteriormente se calienta y se introduce en el molde que alberga la geometría deseada, después se inyecta aire, con lo que se consigue la expansión del material y la forma final de la pieza y por último se procede a su extracción.

Moldeo por extrusión-soplado:El moldeo por extrusión soplado es un proceso en el que la preforma consiste de una manga tubular, conformada por extrusión a la cual se le llama párison, ésta se cierra por la parte inferior de forma hermética debido al pinzamiento que ejercen las partes del molde al cerrarse, posteriormente se sopla, se deja enfriar y se expulsa la pieza.

Moldeo por coextrusión-soplado:Mediante esta técnica de soplado se consigue productos multicapa. El párison extruido incluye todas las capas necesarias que en forma de tubo ingresan al molde para crear el producto final.

Mangos de herramientas

Suponiendo las propiedades del material y las aplicaciones que este tiene en el mundo industrial podemos suponer que los mangos y elementos aislantes de las herramientas suelen estar realizadas en baquelita

La baquelita fue la primera sustancia plástica totalmente sintética, es utilizada para crear utensilios los cuales deben soportar tension electrica(Como destornilladores,etc...)


Creada en 1907 y nombrada así en honor a su creador, el belga ganador del Premio Nobel en Química Leo Baekeland.Fue también uno de los primeros polímeros sintéticos termoestables conocidos

No conduce la electricidad, es resistente al agua y los solventes, pero fácilmente mecanizable. El alto grado de entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le confiere la propiedad de ser un plástico termoestable: una vez que se enfría no puede volver a ablandarse. Esto lo diferencia de los polímeros termoplásticos, que pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan entrecruzamiento, y por ello se clasifica como termofijo

TRABAJO DE LOS PLÁSTICOS

TRABAJO DE LOS PLÁSTICOS

En este trabajo he usado una regla de plástico.

Las reglas pueden estar hechas de distintos plásticos pero para la que tengo han usado el polimetacrilato de metilo.

Es un material acrílico, que procede del ácido acrílico y de la polimerización de éste último.El polimetacrilato de metilo es un plástico(Termoplástico) duro, resistente, transparente, de excelentes propiedades ópticas con alto índice de refracción, buena resistencia al envejecimiento y a la intemperie.
Su resistencia a la rotura es siete veces superior a la del cristal a igualdad de espesores,por lo que resulta más resistente a los golpes. En horticultura esto significa reducción de gastos por rotura y menores costes de mantenimiento en invernaderos.
Es un material ligero con una densidad de 1.19 kg/m³. presenta buena resistencia mecánica y estabilidad.A pesar de su ligereza puede soportar una sobrecarga de 70 kg/m²,lo cuál es importante para aquellas zonas con riesgo de nevadas.
La transparencia de este plástico está comprendida entre el 85 y el 92%, por lo que deja pasar casi todos los rayos UV y su poder de difusión es casi nulo.Tiene una gran opacidad a las radiaciones nocturnas del suelo.
El coeficiente de conductividad térmica del polimetacrilato de metilo es 0,16 KCal/m.h.ºC mientras que el del vidrio es de 0,64 KCal/m.h.ºC,lo que impide en el caso de losinvernaderos suenfriamiento nocturno .
Su duración es mayor que la del poliéster.
En cuánto a sus inconvenientes el principal de ellos es su elevado coste, que junto al tipo de estructura requerida hacen que las construcciones con este material sean de costes elevados. El metacrilato es fácil de rallar con cualquier instrumento, con lo que habrá que considerar este aspecto como factor negativo.

¿Cómo se fabrica un bloque de Lego?

Los ladriollos delegos se producen de un plastico llamado acrilonitrilo butadieno estireno, un material que se caracteriza por:

-Es muy tenaz, incluso a bajas temperaturas

-Es muy resistente

-Alta resistencia termica

-Aceptable resistencia quimica

El ABS se consigue por medio de:

• Emulsión
• Masa
• Suspensión - masa

Proceso polimerización en Emulsión

El proceso de polimerización en emulsión involucra dos pasos. Se produce un látex de caucho y luego se polimeriza el estireno y el acrilonitrilo en presencia del caucho para producir un látex de ABS. Este látex luego es procesado para aislar a la resina ABS.

Proceso polimerización en Masa

En el proceso de masa ABS la polimerización es conducida más que en agua en un monómero. Este proceso usualmente consiste en una serie de dos o más reactores continuos en el cual el caucho usado en este proceso es comúnmente una solución polimerizada de polibutadieno lineal (o un copolímero conteniendo estireno), aunque algunos procesos de masa utilizan una emulsión polimerizada ABS con un alto contenido en caucho.

Proceso polimerización en Masa – Suspensión

El proceso de suspensión utiliza una reacción en masa para producir una mezcla en la que hay material parcialmente convertido en polímero y monómeros y luego emplea una técnica de reacción en suspensión para completar la polimerización.

Los bloques se someten a un estudio para ver como se puede llegar a la construccion final, por ejemplo, una casa. Se estudia las formas que deben tener los mismos y se crea con impresoras 3d un molde que despues es limado y probado para ver si es lo suficientemente exacto.

Las piezas de juguetes LEGO se obtienen mediante moldeo por inyección en donde el sistema más utilizado es el de tornillo reciprocante. En este método, un tornillo similar al de una extrusora funde una cantidad de plástico previamente calculada, acumulándola en la punta, pues la boquilla de salida está bloqueada. Mientras que la cámara de la punta del barril extrusor se llena de plástico fundido homogéneo, el tornillo va retrocediendo hasta cuando la medida se completa; en este momento, el tornillo detiene su giro y, actuando ahora como un pistón, inyecta el plástico fundido dentro del molde. Por ser termoplástico, el molde se enfría inmediatamente en que se llena. Despues de esto se comprueba que no haya piezas erroneas y se empaqueta.

Aqui dejo un video que explica perfectamente el procedimiento de creacion de los bloques Lego:

En el proceso que yo tenia primero en mente, no tenia ni idea de que plastico era, pero si suponia que se obtenia por inyeccion.

El palo del chupachups

Fórmula química del PET

El palo del chupachups está hecho de tereftalato de polietileno (PET). El PET se obtiene mediante un proceso de policondensación entre el ácido tereftálico (C8H6O4) y el etilengicol (C2H6O2). Es un material sintético.

Es un termoplástico porque su estructura está formada de moléculas con cadenas lineales. Esto permite al plástico ser refundido tantas veces como se quiera (En teoría, porque en la práctica se pierden propiedades gradualmente conforme se reciclan)

CARACTERÍSTICAS:

- Es muy transparente.

- Es reciclable, aunque pierde viscosidad al ser reciclado.

- No es tóxico, se puede usar en la producción de alimentos.

- Apto para envases dada su calidad como barrera.

- Alta resistencia al desgaste y la corrosión.

Esquema de una extrusora

El palo de chupachups se obtiene mediante el método de extrusión. Se introduce el plástico en gránulos por arriba, y , mientras que es empujado por un tornillo sin fin, unos calentadores externos lo derriten formando una pasta. Se la añade colorante blanco.

El plástico es introducido por un molde redondo, de unos 2.5mm de diámetro. Después se corta y se obtiene finalmente el palo de chupachups.

Botellas de PET esperando a ser recicladas

El tereftalato se puede reciclar mediante tres métodos
- Recogida selectiva: Por el cual se obtiene un plástico más limpio, eliminando las impurezas.
- Triturado: El plástico se tritura con cuchillas obteniéndose escamas. Luego se lavan y se secan
para ser usadas como sustitutas del plástico granulado en las extrusoras
- Proceso de descontaminación: Para su posterior uso en productos alimenticios. Se derrite el plástico a altas temperaturas y luego se pasa por un filtro especial.

Fabricación del Bolígrafo BIC

El bolígrafo BIC está compuesto por varios tipos de plástico según en que parte nos centremos:

- El cuerpo, llamado caña, está constituido por PS (poliestireno cristal) para facilitar la visualización del interior de este.

- La tapa y el capuchón por PE (polietileno). En otros fabricantes, el capuchón también puede ser de PS.

- El tubo interior donde se almacena la tinta, también conocido como carga, está hecho de PP (polipropileno).

La utilización de material plástico en la mayoría de las piezas se debe a la plasticidad de los mismos, es decir, la facilidad para darles forma permanente, y a su bajo coste. 

Para fabricar este objeto se sigue el siguiente proceso:

La mayoría de las partes plásticas del bolígrafo son producidas por coinyección e inyección en moldes con forma. Se comienza añadiendo el polímero, en forma de granos, a una tolva extrusora donde se fundirá mediante el calor administrado y la fricción producida entre los granos y el tornillo. Luego, una vez que está completamente fundido, el tornillo sin fin lo introduce a presión en un molde donde se enfriará y adoptará la forma deseada. Una vez solidificado se extrae del molde. Este método se utiliza para fabricar una gran variedad de objetos. Para finalizar , con otra máquina se introduce la bola de metal a presión y se rellena la carga de tinta.

Materiales utilizados para su fabricación

• POLIESTIRENO CRISTAL

Surge de la polimerización del estireno puro. Es sólido, transparente, duro y frágil por debajo de 100 ºC. Pasando esta temperatura se puede procesar fácilmente y darle múltiples formas.

• POLIPROPILENO

Su alta estabilidad térmica le permite trabajar durante mucho tiempo a una temperatura de 100°C al aire.

También es resistente al agua hirviéndose pudiendo esterilizarse a temperaturas de hasta 140°C sin temor a la deformación.

• POLIETILENO

Consiste en largas cadenas de hidrocarburos. Dependiendo de la cristalinidad y el peso molecular, un punto de fusión y de transición vítrea puede o no ser observables.

La temperatura a la que esto ocurre varía según el tipo de polietileno. Para calidades comerciales comunes de polietileno de media y alta densidad, el punto de fusión está entre 120 a 130°C. El punto de fusión promedio polietileno de baja densidad comercial es de 105 a 115°C.