UPM _ Ingeniería Superior Industrial _ Ciencia de los Materiales II _ R_Vegas_15

Vista previa del material en texto

1
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
1
Transformación de 
materiales plásticos
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
2
Materia prima
PETROLEO
96 %
Transporte,
Calefacción,
etc.
Etileno PolietilenoPE
Monómero
Cloruro de
Vinilo
(VCM)
Propileno
Cloruro de
Polivinilo
PVC
Polipropileno
PP
Otros plásticos
4 %
2
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
3
Moléculas y macromoléculas
HidrógenoHidrógeno CarbonoCarbono
Etileno (C2H4)
Polietileno
PVC – Poli (cloruro de vinilo)
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
4
El concepto de “plásticos”
Los plásticos son:
1. Materiales orgánicos
2. Constituidos por macromoléculas
3. Producidos por transformación de 
sustancias naturales, o por síntesis 
directa, a partir de productos extraídos del 
petróleo, del gas natural, del carbón o de 
otras materias minerales.
3
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
5
Producción mundial de 
materias plásticas en el año 2000
Polipropileno
Poliestireno + 
PS expansible Plásticos
técnicos
PVC
Otros
(incl. PET)
Polietileno
( alrededor de 
50 millones de T )
Poliuretanos 34%
19%
4%9%
17%
5%
12%
150 Millones de T
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
6
Los Plásticos en España
PRODUCCION
- 90 empresas
- 9.980 empleados
- 3.664 MM €
-
TRANSFORMACION
- 4.110 empresas
- 85.020 empleados
- 10.136 MM €
SECTOR DE PLASTICOS
• 4.200 empresas
• 95.000 empleados
• 13.800 MM € de valor (2,1% del PIB)
4
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
7
Evolución de los Plásticos 
en España
Producción 
Importación
Exportación
 Consumo
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
55 60 65 70 75 80 85 90 95 99 00 01
Año
kT
Consumo por habitante
kg/hab 
0
50
100
150
55 60 65 70 75 80 85 90 95 99 00 01
Año
K
g/
ha
bi
ta
nt
e
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
8
Productos plásticos 
para todas aplicaciones
5
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
9
Aplicaciones
Automovil
8%
Textil 
4%
Agricultura
5%
Mobiliario
9%
Electrodomes-
ticos
3%
Electrico
2%
Colas/ 
adhesivos
4%
Medicina
3%
Otros
13%
Construcción
14%
Envase
35%
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
10
Plásticos en la Construcción
Tuberías 59 % Persianas 11%
Otros 9 %
Espumas 7%
Ventanas 4%
Cristales 3%
Suelos 1%
6
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
11
Los 5 principales
Bolsas 29%
Film 31%
Agricultura 13%
Tuberías 7%
Envases 2%
Otros 18%
PEbd Bolsas 24%Tuberías 10%
Envases 42%
Otros 24%
PEad
PP
Fibras y rafia 18%
Automóvil 26%
Tuberías y Film 16%
Menaje 8%
Mobiliario 7%
Tapones 6%
Otros 15%
PS
Envases y embalajes 20%
Productos consumo 42%
Construcción 10%
Eléctrico 10%
Mobiliario 2%
Otros 16%
PVC
Tuberías 55%
Film 16%
Cables 7%
Perfiles 11% 
Otros 11%
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
12
Masa fundida
Molde refrigerado
Pieza sólida
Moldeo por inyección: técnica por la cual un polímero se funde, 
por calor, y en estado líquido o viscoso se inyecta a alta presión 
en un molde cerrado hasta llenarlo, donde se enfría y solidifica.
A continuación se abre el molde y se extrae la pieza.
El polímero, líquido o viscoso, fluye a través de conductos de 
geometría más o menos compleja llenando un molde cuyas 
paredes están mucho más frías.
Transformación
INYECCIÓN
7
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
13
Transformación
INYECCIÓN
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
14
Unidad de Inyección
Molde
Unidad de Cierre
Transformación
INYECCIÓN
8
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
15
Transformación
EXTRUSIÓN
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
16
Transformación
EXTRUSIÓN
9
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
17
Transformación
EXTRUSIÓN
En un cilindro sometido a calor, un tornillo sin fin impulsa la 
masa a moldear hacía adelante, la compacta, la reblandece y la 
homogeneiza. Al final del recorrido, el cabezal confiere a la 
masa plastificada la forma deseada, por ejemplo, de perfil, de 
tubería, de plancha, de hoja, etc.
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
18
Transformación
EXTRUSIÓN
Línea de extrusión para tubos de PVC
Elementos para tubos corrugados de PP
10
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
19
Transformación
EXTRUSIÓN
Esquema de una Extrusora
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
20
Transformación
EXTRUSIÓN
Control 
gravimétrico
Control 
espesores
Extrusora 120
Cabezal
11
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
21
Transformación
EXTRUSIÓN
Línea de extrusión tubos de PE hasta DN 1600 mm
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
22
Transformación
EXTRUSIÓN
Sistema de corteCarro de arrastreMarcado
Control diámetro Fabricación en barras … y ya está
12
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
23
El marcado
TRAZABILIDAD
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
24
Transformación
EXTRUSIÓN - SOPLADO
Este proceso se utiliza para la fabricación de cuerpos huecos en
termoplásticos. Una extrusora sitúa un parisón (macarrón) tubular y 
plastificado entre las dos mitades abiertas de un molde. El molde se cierra, 
soldando por pinzamiento uno de sus extremos y se insufla aire a presión por 
el otro, lo que le obliga a adaptarse a las paredes refrigeradas del molde, 
adoptando su figura y convirtiéndose en un cuerpo hueco.
13
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
25
Transformación
EXTRUSIÓN – SOPLADO DE FILM
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
26
Transformación
CALANDRADO
El PVC es calentado y laminado entre dos o varios cilindros has 
formar una lámina continua. Al salir de la calandra, la lámina 
puede recibir un acabado complementario por estampado, 
gofrado, flocaje, impresión o metalizado.
14
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
27
Transformación
MOLDEO ROTACIONAL
Para cuerpos huecos de dimensiones 
medias o grandes, de espesor uniforme.
El termoplástico es introducido en el molde 
bajo la forma de polvo muy fino.
Se cierra el molde, se calienta y se somete 
a un movimiento de rotación respecto a 3 
ejes perpendiculares entre sí.
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
28
Sistemas de unión 
SOLDADURA A TOPE (PE)
15
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
29
Sistemas de unión 
ELECTROFUSIÓN (PE)
40 Voltios
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
30
(De – e)
σ = p −−−−−−−−2 . e
σ. 2 . e = p . Dm 
Dm = De – e
σ σ
De
p
Dm
e
De . pe
2 σ + p
=
Diseño de tubos para presión 
16
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
31
Diseño de tubos para presión
p
C
e
El espesor del tubo es esencial
D . p
e = -------
2 σ + p
σ = Tensión de diseño del tubo
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
32
Diseño de tubos sin presión 
P
PP
P
p ~ 0
Altura de 
construcción “H”
Aquí la altura de construcción “H” es importante,
aumenta el Momento de Inercia I y por tanto la rigidez anular SN
E . I
SN = ------ (kN/m2)
Dm3
E = Módulo de elasticidad del material del tubo
17
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
33
Ventajas de los plásticos
Bajo peso
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
34
Ventajas de los plásticos
Flexibles
18
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
35
Ventajas de los plásticos
Sin incrustaciones, oxidación o corrosión
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
36
Debido a su inercia química, los productosplásticos, resisten a la 
mayoría de agentes químicos. Ver UNE 53389 : 2002
Ventajas de los plásticos
Resistencia química
19
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
37
Ventajas de los plásticos
Identificación por color
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
38
Ventajas de los plásticos
Larga vida útil
20
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
39
Ventajas de los plásticos
Reciclables
Los transformadores de plásticos utilizan sus propios materiales de 
puesta en marcha y de rechazos.
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
40
Ventajas de los plásticos
Aptos para agua potable
21
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
41
Ventajas de los plásticos
Bajo costo de mantenimiento
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
42
Una nueva válvula cardiaca, un nuevo filtro para agua.
Dos vidas salvadas por los plásticos.
Los plásticos aportan calidad de vida y, además, 
salvan vidas... 
Necesidad de los plásticos
22
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
43
El futuro ya llegó
3ª Curso Ingenieros Industriales de Madrid – 14.12.05
44
¡¡¡ Gracias 
por vuestra 
atención !!!
Visítanos en:
www.plomyplas.com