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24/10/2022

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN

“Diseño de una Plancha Térmica para la Impresión Transfer”

T E S I S

Que para obtener el grado de:

MAESTRO EN CIENCIAS EN INGENIERÍA MECÁNICA

Presenta:
Ing. Omar Daniel Quintero Reyes

Directores de Tesis:
Dr. José Ángel Ortega Herrera
Dr. Valery R. Nossov

México, D.F. Junio del 2012
INSTITUTO
SECRETARíA
POLITECNICO
DE TNVESTtcAc¡ót¡
NACIONAL
Y POSGRADO
SIP-14 BIS
México, D. F.
2012 se reunieron los
ACTA DE REVISIÓN DE TESIS
siendo las 12'.00 horas del día
miembros de la Comisión Revisora de la
07 del mes de
Tesis, designada
E.S I M.E.
En Ia Ciudad de
Junio del
por el Colegio de
para examinar la
Profesores de Estudios de Posgrado e Investigación de
tesis titulada:
..DISEÑo DE UNA PLANCHA IÉRIvucR PARA IIvIpnrsIÓN TRANSFER''
Presentada por el alumno:
QUINTERO REYES OMAR DANIEL
Apellido paterno
aspirante de:
Apellido materno Nombre(s)
AL1l0l0l3l8tBCon rug:stro:
MAESTRO EN CIENCIAS EN ¡NGENIERIA MECANICA
Después de intercambiar opiniones los miembros de la Comisión manifestaron SU APROBACION DE
tA fESrS, en virtud de que satisface los requisitos señalados por las disposiciones reglamentarias
vigentes.
LA COMISION REVISORA
Directores de tesis
0&.-va
DR VALERIY NOSOV
Segundo Vocal
-t/u
{ ll l$(Dr1'trr-V-
#"ffi,*#m#F$ #ffi ffiffiTL$ffi$#$ ,$fi
¡*{3$ ffi fli.f.q. ffi.# tr $$_rfi ,,f E$¡'ff #,,n * iüt,r¡
IO ORTEGA HERRERA
Presidente
DR. SA LCANTARA MONTES
ercer Vocal
UEL VITE TORRES
DR. VALERIY NOSOV
DR LUIS HÉ OR HERNÁN DEZ"GÓMEZ
EL PRESIDENTE DEL COLEGIO
ENCISO AGUILAR
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Secretaría de Investigación y Posgrado
CARTA CESIÓN DE DERECHOS
En la Ciudad de México, D.F. el día 4 del mes de Junio del año 20t2, el que
suscribe Ing. Omar Daniel Quintero Reyes, alumno del programa de:
Ívtaestrfa en Ciencías en lngeniería Mecánica
Con número de registro A100388, adscrito a la Sección de Estudios de
Posgrado e Investigación de la ESIME unidad Zacatenco; manifiesta que es
que es autor intelectual del presente trabajo de tesis bajo la dirección de:
Dr.lasé Ánget Ortega Herrera
Y cede los derechos deltrabajo titulado:
"Diseño de una Planchs Térmica para Ia Impresién Tronsfer"
Los usuarios de la información no deben de reproducir el contenido textual,
así como gráficos o datos del trabajo sin el permiso expreso del autor y/o
director del trabajo. Este puede ser obtenido escribiendo a la siguiente
dirección de correo electrónico: samael 9e@hotmail.com o
oeha430210@hotmail.com. Si el permiso se otorga, el usuario deberá dar el
agradecimiento correspondiente y citar la fuente del mismo.
Ing. Omar Daniel Quintero Reyes
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Dedicatoria
Para mi Papito:
Que así como nosotros, este trabajo también es su legado.
Muchas gracias por todo.
Para la familia que ya no nos acompaña:
Porque los tendremos presentes hasta que nos llegue el momento.
En Honor a su memoria, este trabajo es también es suyo.

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Diseño de una Plancha Térmica para la Impresión Transfer

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Agradecimientos
A Mamá y Papá, porque conozco el gran esfuerzo que han hecho por mí y solo
queda sentirse humildemente agradecido. Gracias por su apoyo, por su invaluable
consejo y por haberme forjado a convertirme en el hombre que soy ahora. Gracias
por educarme en la cultura del esfuerzo y darme los valores que forman el núcleo de
mi filosofía y persona.
A mis hermanos, Alan y Ely, por enseñarme tanto y mostrarme otras caras de
la vida a las cuales soy ciego. Su compañía y apoyo son un constante recordatorio de
lo increíble que es nuestra familia.
A la familia Márquez Chávez: Víctor, Cris, Víctor Alonso, y Hugo por todo el
apoyo y su invaluable amistad. Muchas gracias por haberme recibido y sobretodo
por hacerme sentir uno más de su maravillosa familia.
A la familia Badillo Chávez: Rosa, Mauricio y Valerie, Beto y Patricia, Ricardo y
Adriana. Gracias por brindarme su amistad y el tiempo compartido.
A mi Nino y a toda su familia. Gracias por cuidar de todos nosotros y en lo
personal por enseñarme como son las verdaderas amistades.
A toda la familia Quintero y Reyes en Hermosillo y Caborca, muchas gracias
por su apoyo, motivación y buenos deseos. Espero sepan me enorgullece pertenecer
a nuestra familia y que siempre los tuve presente a lo largo de este proyecto.
A mis excelentes amigos Lalo y César, por brindarme su valiosa amistad y
compartir conmigo sus conocimientos. Gracias por hacer placentera la experiencia
de estudiar la maestría.
A Bárbara por su paciencia, enseñanzas y sobretodo por brindarme su
amistad. Gracias por toda la ayuda, y los conocimientos compartidos.

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A todos los amigos del grupo: Yonatan, Sandra, Jorge, César Félix, Alejandro y
Gustavo. Gracias por los buenos momentos y la excelente convivencia. Muchas
gracias por compartir su tiempo y conocimientos conmigo.
A todos en Forever América, en especial a Bárbara, Denisse y Erika por hacer
divertidas las tardes de trabajo y confiarme su amistad.
A todos los amigos en Hermosillo: Rocha, Jaymz, Luis, Juan, Javier, Joe, Iván S.,
Iván R., Lydia, “Chino”, Haro, Julio, Cuate, Kita, Bob y todos los que se me hayan
pasado mencionar por que saben que así fue. Gracias por su gran amistad, sus
enseñanzas y acordarse de mi cuando no estaba presente.
A Juan Sugich y Sergio Sugich, por compartir sus conocimientos conmigo y la
grata oportunidad de haber trabajado con ustedes.
Al Dr. Ortega, por todo el apoyo, paciencia y confianza depositada en mí.
Gracias por la experiencia compartida y el placer de poder trabajar con usted.
Al Dr. Alcántara, Dr. Beltrán, Dr. Hernández, Dr. Ortega y Dr. Sánchez. Fue
todo un placer haber podido asistir a sus clases. Gracias por sus valiosas enseñanzas
y por los ocasionales “coscorrones”.
A los profesores del ITH: Ing. Sergio Leyva, Ing. Candelario, Ing. Ofelia
Monteverde, M.C. Maytorena, e Ing. Rosario Zamora. Gracias por sus enseñanzas y
por ser los pilares de mí querida escuela.
A las Instituciones CONACyT, IPN, ITH, Forever América y DENK por su gran
ayuda y el apoyo mostrado.
A todos ustedes, muchísimas gracias. Este trabajo también es suyo…
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Índice General
Dedicatoria ......................................................................................................................................................... 4
Agradecimientos ................................................................................................................................................ 5
Índice General .................................................................................................................................................... 7
Índice de Figuras .............................................................................................................................................. 10
Índice de Tablas ................................................................................................................................................ 15
Resumen ...........................................................................................................................................................17
Abstract ............................................................................................................................................................ 18
Introducción ..................................................................................................................................................... 19
Antecedentes ................................................................................................................................................... 21
Justificación del Proyecto ................................................................................................................................. 22
Objetivos .......................................................................................................................................................... 23
Capítulo 1 ......................................................................................................................................................... 24
1.1 La Tecnología de Impresión por Transferencia Térmica ........................................................................ 25
1.2 Evolución de la Tecnología de Impresión Transfer ................................................................................ 28
1.2.1 Primera Etapa: Impresión por Transferencia (1750-1960) ............................................................. 28
1.2.2 Segunda Etapa: Impresión por Transferencia Térmica (1960-Actualidad) ..................................... 34
1.3 Papeles Transfer y Accesorios en la Actualidad ..................................................................................... 37
1.3.1 Papeles Transfer Laser .................................................................................................................... 38
1.3.2 Papeles Transfer Solvente ............................................................................................................... 38
1.3.3 Papeles Viniles Textiles ................................................................................................................... 40
1.3.4 Accesorios para Impresión Transfer ................................................................................................ 41
1.4 Planchas Térmicas Manuales ................................................................................................................. 42
1.4.1 Distintos Sistemas de las Planchas Térmicas Manuales .................................................................. 42
1.4.2 Tipos de Planchas Térmicas Manuales Disponibles en la Actualidad ............................................. 44
1.5 Ventajas y Desventajas de la Impresión por Transferencia Térmica ..................................................... 49
1.6 Técnicas de Impresión en Competencia con el Transfer ........................................................................ 50
1.6.1 Serigrafía ......................................................................................................................................... 50
1.6.2 Tampografía .................................................................................................................................... 53
1.6.3 Grabado Láser ................................................................................................................................. 55
file:///C:/Users/Samael/Desktop/Proyecto%20Final%20de%20Maestria/Tesis/TESIS%20Rev%20Final.docx%23_Toc329252226
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Capítulo 2 ......................................................................................................................................................... 57
2.1 Metodología ........................................................................................................................................... 58
2.1.1 Fases I y II: Reconocimiento de la Necesidad y Definición del Problema ....................................... 58
2.1.2 Fase III: Síntesis ............................................................................................................................... 58
2.1.3 Fase IV: Análisis y Optimización ...................................................................................................... 59
2.1.4 Fase V: Evaluación del Diseño ......................................................................................................... 59
2.1.5 Fase VI: Presentación ...................................................................................................................... 60
2.2 Enunciado de la Necesidad y Delimitación del Problema ...................................................................... 61
2.3 Diseño Conceptual y Consideraciones de Diseño .................................................................................. 63
2.3.1 Mecanismo de Presión .................................................................................................................... 63
2.3.2 Estructura ........................................................................................................................................ 64
2.3.3 Plato Térmico .................................................................................................................................. 65
2.3.4 Sistema de Potencia Eléctrica y de Control ..................................................................................... 66
2.3.5 Soporte para Bolígrafo .................................................................................................................... 68
2.3.6 Proceso de Planchado ..................................................................................................................... 68
2.3.7 Metodología de la Impresión .......................................................................................................... 69
2.3.8 Tabla de Modelos de Bolígrafos ...................................................................................................... 70
2.3.9 Selección de Papel Transfer ............................................................................................................ 71
2.3.10 Impresión del Papel Transfer ........................................................................................................ 72
2.4 Presentación de la Propuesta ................................................................................................................. 73
Capítulo 3 ......................................................................................................................................................... 75
3.1 Plataforma de Soporte para Bolígrafos .................................................................................................. 78
3.1.1 Dimensionamiento de Bolígrafos .................................................................................................... 78
3.1.2 Tipo de Apoyo del Sustrato ............................................................................................................. 80
3.1.3 Geometría del Perfil del Soporte ..................................................................................................... 81
3.2 Plato Térmico ......................................................................................................................................... 84
3.2.1 Geometría del Perfil del Plato ......................................................................................................... 84
3.2.2 Potencia Térmica Requerida y Selección de Resistencia ................................................................ 87
3.2.3 Componentes Periféricos del Plato Térmico ................................................................................... 94
3.3 Mecanismo de Presión ...........................................................................................................................99
3.3.1 Tipo de Mecanismo y la Fuerza de Trabajo ..................................................................................... 99
file:///C:/Users/Samael/Desktop/Proyecto%20Final%20de%20Maestria/Tesis/TESIS%20Rev%20Final.docx%23_Toc329252244
file:///C:/Users/Samael/Desktop/Proyecto%20Final%20de%20Maestria/Tesis/TESIS%20Rev%20Final.docx%23_Toc329252264
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3.3.2 Selección y Evaluación del Sistema de Dientes ............................................................................. 101
3.3.3 Diseño de la Palanca y Eje ............................................................................................................. 106
3.3.4 Análisis y Evaluación de la Cuña .................................................................................................... 113
3.3.5 Diseño del Cojinete de Deslizamiento ........................................................................................... 114
3.3.6 Diseño del Resorte de Retorno ..................................................................................................... 120
3.3.7 Diseño y Selección de Mecanismo de Retención .......................................................................... 127
3.4 Estructura ............................................................................................................................................. 131
3.4.1 Base ............................................................................................................................................... 131
3.4.2 Torre Base ..................................................................................................................................... 133
3.4.3 Torre Móvil .................................................................................................................................... 141
3.4.4 Esparrago Elevador M14x2 ........................................................................................................... 145
3.4.5 Brazos para Eje .............................................................................................................................. 148
3.4.6 Corredor de Ariete-Cremallera ..................................................................................................... 158
3.4.7 Interfaz Ariete-Resorte .................................................................................................................. 162
3.5 Sistema de Potencia Eléctrica y Control ............................................................................................... 165
Capítulo 4 ....................................................................................................................................................... 180
4.1 Análisis por Método de Elementos Finitos ........................................................................................... 182
4.1.1 Análisis de Esfuerzos del Engrane ................................................................................................. 184
4.1.2 Análisis de Esfuerzos del Ariete-Cremallera .................................................................................. 186
4.1.3 Análisis de Esfuerzos en el Eje ....................................................................................................... 190
4.1.4 Análisis de Esfuerzos del Brazo ..................................................................................................... 193
4.1.5 Análisis Térmico del Plato ............................................................................................................. 195
4.2 Pruebas del Prototipo .......................................................................................................................... 200
4.3 Análisis de Modo y Efecto de Falla (AMEF) .......................................................................................... 205
4.4 Costos de Fabricación ........................................................................................................................... 207
Conclusiones .................................................................................................................................................. 211
Trabajos Futuros ............................................................................................................................................. 213
Referencias ..................................................................................................................................................... 215
Addendum de Dibujos de Ingeniería .............................................................................................................. 221

file:///C:/Users/Samael/Desktop/Proyecto%20Final%20de%20Maestria/Tesis/TESIS%20Rev%20Final.docx%23_Toc329252290
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Índice de Figuras
Figuras Página
Figura 1.1: El proceso de impresión por transferencia térmica 26
Figura 1.2: Artículos personalizados y decorados por Transfer 27
Figura 1.3: Plato de casa Davenport en Staffordshire 1810 30
Figura 1.4: Plato de casa Creil et Montereau 1870 30
Figura 1.5: Imprenta Transfer de la Societe Ceramique. Maastricht, Holanda 30
Figura 1.6: Reloj de la Pequegnat Clock Company decorado con un decal del Rey Eduardo VII 32
Figura 1.7: Caja de música del siglo XIX decorada con decal 32
Figura 1.8: Trabajos de decal en la actualidad 33
Figura 1.9: Máquina de serigrafía moderna 34
Figura 1.10: Serigrafía manual 34
Figura 1.11: Uso de papeles transfer con planchas convencionales para ropa 35
Figura 1.12: Máquinas e impresiones de la tecnología transfer en la actualidad 37
Figura 1.13: Clasificación de planchas térmicas para Transfer manuales 44
Figura 1.14: Planchas de cierre de almeja de Insta Graphics modelos 101 y 158 45
Figura 1.15: Planchas planas de cierre paralelo. Arriba modelos 204 y 228 de Insta.
Abajo modelos DC16 y DK20S de Geo Knight. 45
Figura 1.16: Modelo MS-50 de Forever 46
Figura 1.17: Modelo DK-3 de Geo Knight 46
Figura 1.18: DC-Cap de Geo Knight (cierre paralelo) 47
Figura 1.19: Modelo 418 de Insta (cierre almeja) 47
Figura 1.20: Modelo FM-1508 de Ricoma (cierre paralelo) 47
Figura 1.21: Modelo DC-Cube de Geo Knight 48
Figura 1.22: ND Modular para Bolígrafos de Nova Dampex 48
Figura 1.23: DC-Plate de Geo Knight 48
Figura 1.24: Proceso de la Serigrafía 50
Figura 1.25: Máquina de serigrafía para bolígrafos manual 51
Figura 1.26: Máquina de serigrafía para bolígrafos completamente automática 51
Figura 1.27: Modelo LT-S2 máquina de serigrafía en bolígrafos de operación manual. Fabricante: Hengjin 52
Figura 1.28: Modelo CP12 máquina para serigrafía en bolígrafos semiautomática.
Fabricante: Mascoprint (origen Inglés) 52
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Figura 1.29: Modelo TA-2002 Maquina de serigrafía completamente automática.
Fabricante: Hanky (origen Taiwanés) 52
Figura 1.30: Proceso de impresión por tampografía 53
Figura 1.31: Modelo GW-MN100 de operación manual. Fabricante GW (origen chino) 55
Figura 1.32: Modelo G2-175 MPPS completamente automática. Fabricante: Printex (origen Estadounidense) 55
Figura 2.1: El Proceso de Diseño 60
Figura 2.2: Presentación previa: Pen HeatPress - Modelo 112 73
Figura 2.3: Vista explosionada del ensamblaje 74
Figura 3.1: Dimensionamiento de bolígrafos 78
Figura 3.2: Apoyo en superficie plana 80
Figura 3.3: Apoyo en superficie circular 80
Figura 3.4: Diagrama de perfiles de bolígrafo 81
Figura 3.5: Perfil del soporte para bolígrafos 82
Figura 3.6: Modelo del soporte para bolígrafos 83
Figura 3.7: Perfil del pad de silicona del plato térmico 85
Figura 3.8: Compresión del pad con bolígrafo de 17 mm 86
Figura 3.9: Compresión del pad con bolígrafo de 8 mm 86
Figura 3.10: Porcentaje de compresión del pad de silicona 86
Figura 3.11: Plato térmico con su pad de silicona 87
Figura 3.12: Flujo de calor unidireccional perpendicular al área 89
Figura 3.13: Diagrama de perfiles de temperatura 89
Figura 3.14: Áreas del plato térmico consideradas para flujo de calor unidireccional 90
Figura 3.15: Anatomía de una resistencia térmica de tipo cartucho 92
Figura 3.16: Cable para alta temperatura 94
Figura 3.17: Glándulas de conexión 95
Figura 3.18: Vista lateral del ensamblaje del plato térmico 96
Figura 3.19: Precaución: Superficie Caliente 97
Figura 3.20: Adhesivo Superflex Rojo 98
Figura 3.21: Modelo de plato térmico 98
Figura 3.22: Diagrama de cuerpo libre de cremallera 101
Figura 3.23: Diagrama de cuerpo libre de engrane 101
Figura 3.24: Palanca principal del mecanismo 106
Figura 3.25: Diagrama de cuerpo libre de eje 107
Figura 3.26: Diagrama de cortante y momento para planos de carga XY y XZ y diagrama de torque 108
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Figura 3.27: Ubicación del elemento diferencial con mayor carga 109
Figura 3.28: Diagrama de esfuerzos del elemento diferencial 109
Figura 3.29: Anillo de retención tipo E 110
Figura 3.30: Dimensiones de cuña y cuñero 113
Figura 3.31: Diagrama de cuerpo libre de la cuña 113
Figura 3.32: Subensamblaje de engrane cremallera con su eje montado sobre los cojinetes 119
Figura 3.33: Diagramas de operación de resorte 121
Figura 3.34: Resorte en longitud libre y de instalación 126
Figura 3.35: Mecanismo de retención 128
Figura 3.36. Dimensiones generales del mecanismo 128
Figura 3.37: Modelo del mecanismo de presión 130
Figura 3.38: Placa base de la plancha 132
Figura 3.39: Componente torre base 134
Figura 3.40: Grasera larga 134
Figura 3.41: Diagrama de cuerpo libre del cordón de soldadura 135
Figura 3.42: Diagrama de cuerpo libre para tornillos de sujeción 136
Figura 3.43: Diagrama del cono de presión para determinar la constante de resorte de los elementos 138
Figura 3.44: Torre móvil 141
Figura 3.45: Carga trasmitida al círculo de tornillos 142
Figura 3.46: Diagrama de cuerpo libre del círculo de tornillos 143
Figura 3.47: Rodamiento axial de rodillos 146
Figura 3.48. Volante de mano 147
Figura 3.49: Mecanismo elevador de la plancha 147
Figura 3.50. Vista isométrica del brazo 148
Figura 3.51: Vista lateral del brazo 148
Figura 3.52: Ubicación de la fibra neutra en un doblez 149
Figura 3.53: Geometría de la separación entre brazos resultante del doblado 149
Figura 3.54: Corte único de la pieza en bruto para el componente brazo 150
Figura 3.55: Ubicación de dobleces 150
Figura 3.56: Porta-buje de acero 150
Figura 3.57: Grasera corta 150
Figura 5.58: Diagrama de cuerpo libre de cremallera 151
Figura 5.59: Diagrama de cuerpo libre para tornillos del corredor 151
Figura 5.60: Cono de presión de la unión para determinar la constante de resorte de los elementos 153
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Figura 3.61: Diagrama de cuerpo libre del cordón de soldadura 155
Figura 3.62: Esfuerzos cortantes presentes en el cordón de soldadura 156
Figura 3.63: Corredor del ariete-cremallera 158
Figura 3.64: Pasador partido para retención del resorte 159
Figura 3.65. Distribución de carga en la pared cilíndrica interior del corredor 159
Figura 3.66: Ángulo de la circunferencia donde actúa la carga 160
Figura 3.67: Componente interfaz entre el ariete y el resorte 162
Figura 3.68: Modelo de la estructura y bastidor de la plancha 163
Figura 3.69: Diagrama lógico de control 167
Figura 3.70: Controlador SWA-2441 169
Figura 3.71: Diagrama de terminales del controlador (Pinout) 170
Figura 3.72: Buzzer 171
Figura 3.73: Termopar tipo K 171
Figura 3.74: Resistencia tipo cartucho 171
Figura 3.75: Microswitch 172
Figura 3.76: Cable de alimentación 172
Figura 3.77: Glándula 172
Figura 3.78: Abrazadera 172
Figura 3.79: Clema 172
Figura 3.80: Porta Fusible Europeo 173
Figura 3.81: On/Off Switch 173
Figura 3.82: Diagrama de conexión de gabinete de control 173
Figura 3.83: Modelo del gabinete de control 174
Figura 3.84: Ubicación del microswitch 175
Figura 3.85: Ubicación del termopar y resistencia 175
Figura 3.86: Guardas del gabinete de control 176
Figura 3.87: Vista isométrica del modelo de cableado 176
Figura 3.88: Vista superior del cableado 176
Figura 3.89: Manga de nylon 177
Figura 3.90: Tubo termo contráctil 177
Figura 3.91: Modelo de gabinete de control y cableado 178
Figura 4.1: Mallado, sujeción y cargas del estudio del engrane 184
Figura 4.2: Distribución del esfuerzo de von Mises en el engrane 185
Figura 4.3: Distribución del factor de seguridad en el engrane en base a la TED 186
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Figura 4.4: Mallado, sujeción y cargas del estudio del ariete-cremallera 187
Figura 4.5: Detalle de la malla en el diente cargado 187
Figura 4.6: Distribución del esfuerzo de von Mises en el ariete-cremallera 188
Figura 4.7: Distribución del factor de seguridad en el ariete en base a la TED 188
Figura 4.8: Sujeción del 2do modo de carga del ariete 189
Figura 4.9: Distribución del esfuerzo de von Mises del 2do modo de carga del ariete 189
Figura 4.10: Distribución del factor de seguridad en base a TED del 2do modo de carga del ariete 190
Figura 4.11: Mallado, sujeción y cargas del estudio del eje 191
Figura 4.12: Distribución del esfuerzo de von Mises para el eje 191
Figura 4.13: Vista de corte de la distribución del factor de seguridad en el eje en base a la TED 192
Figura 4.14: Mallado, sujeción y cargas del estudio del brazo 193
Figura 4.15: Distribución del esfuerzo de von Mises en el brazo 194
Figura 4.16: Distribución del factor de seguridad en el brazo en base a la TED 194
Figura 4.17: Mallado del subensamblaje del plato térmico 196
Figura 4.18: Trazado de temperatura a 16 minutos del encendido en un estudio libre 196
Figura 4.19: Gráfica de Temperatura vs Tiempo para el termopar, pad y resistencia 197
Figura 4.20: Gráfica de Temperatura vs Tiempo con un control de termostato 198
Figura 4.21: Trazado de temperaturas a 16 minutos del encendidocon un control de termostato a 180°C 199
Figura 4.22: Fotografías de la modificación de la plancha de gorras 200
Figura 4.23: Formato de impresión para pruebas 201
Figura 4.24: Fotografía de una impresión real en papel transfer 201
Figura 4.25. Fotografías de los bolígrafos impresos en la segunda prueba 204
Figura 4.26: Bloque de titulo para dibujos de ingeniería 207

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15
Índice de Tablas
Tablas Página
Tabla 1.1: Papeles Transfer para Impresoras Láser 38
Tabla 1.2: Papeles Transfer para plotter de impresión que utiliza tintas base solvente 39
Tabla 1.3: Papeles Transfer Viniles Textiles para acabado de relieve y textura 40
Tabla 2.1: Conceptos tomados del enunciado de la necesidad 62
Tabla 2.2 Tabla de bloques y sus respectivas tareas 62
Tabla 2.3: Consideraciones de diseño del mecanismo de presión 64
Tabla 2.4: Consideraciones de diseño de la estructura 65
Tabla 2.5: Consideraciones de diseño del plato térmico 66
Tabla 2.6: Consideraciones de diseño del sistema eléctrico 67
Tabla 2.7: Consideraciones de diseño del soporte de bolígrafo 68
Tabla 2.8. Consideraciones de diseño de la metodología de impresión 70
Tabla 2.9: Consideraciones de diseño de tabla de modelos de bolígrafos 71
Tabla 3.1: Leyenda de dimensiones 78
Tabla 3.2: Dimensiones de muestra de bolígrafos 79
Tabla 3.3 Valores de Interés 82
Tabla 3.4: Componentes del soporte para bolígrafo 83
Tabla 3.5: Calores específicos de materiales del plato térmico 88
Tabla 3.6: Potencias correspondientes a tiempo de calentamiento 88
Tabla 3.7: Áreas y espesor de materiales aislantes del plato térmico 90
Tabla 3.8: Potencia térmica disipada 91
Tabla 3.9: Alternativas de adhesivos a base de silicona de la marca LocTite 98
Tabla 3.10: Componentes del plato térmico 98
Tabla 3.11: Presiones y temperaturas para el planchado de algunos materiales con papel Multi-Trans 100
Tabla 3.12: Factores de forma de Lewis 102
Tabla 3.13: Tamaños estándar de anillos de retención tipo E 110
Tabla 3.14: Factor de concentración de esfuerzos por flexión en ranuras 111

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Tabla 3.15: Valores máximos de carga, temperatura y velocidad de algunos materiales para cojinetes 116
Tabla 3.16: Factor de movimiento f1 de la ecuación de desgaste 118
Tabla 3.17: Factor de temperatura f2 para ecuación de desgaste 118
Tabla 3.18: Factores de desgaste de algunos materiales para cojinetes 118
Tabla 3.19: Propiedades de materiales para resorte para estimar Sut 123
Tabla 3.20: Resorte calculado con fuerza de operación de 75 N 126
Tabla 3.21: Tamaños disponibles del mecanismo de retención 128
Tabla 3.22: Componentes del mecanismo de presión 130
Tabla 3.23: Tamaños de tacos de hule 132
Tabla 3.24: Factores de torsión para distintos escenarios de rosca 140
Tabla 3.25: Tamaños de rodamientos disponibles de la marca SKF 146
Tabla 3.26: Tamaños de volantes de mano disponibles 147
Tabla 3.27: Componentes de la estructura 164
Tabla 3.28: Descripción del uso básico de la plancha térmica 165
Tabla 3.29: Especificaciones generales del controlador 169
Tabla 3.30: Lista de conexiones de SolidWorks 178
Tabla 3.31: Componentes del sistema eléctrico 179
Tabla 3.32: Material eléctrico para la conexión 179
Tabla 4.1: Propiedades del acero AISI 4140 T&R a 200°C 184
Tabla 4.2: Propiedades del acero AISI 4140 estirado en frío 191
Tabla 4.3: Propiedades del acero AISI 1018 rolado en caliente 193
Tabla 4.4: Propiedades del metal de aporte de un electrodo ER70S GMAW 193
Tabla 4.5: Propiedades de materiales utilizados en el estudio del plato térmico 195
Tabla 4.6 Resultados de pruebas de impresión utilizando el prototipo 1ra revisión 202
Tabla 4.7: Prueba para un modelo de bolígrafo utilizando el prototipo 2da revisión 204
Tablas 4.8, 9 y 10: Valores de ponderación para el AMEF 205
Tabla 4.11: AMEF PV-Rev0-Jun2012 206
Tabla 4.12: Costos de fabricación del Prototipo Rev0 210

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Resumen
El presente documento expone los trabajos del diseño mecánico de una plancha térmica para la
impresión “transfer”, específicamente para la impresión de bolígrafos de publicidad. Se sigue la
metodología clásica del diseño mecánico para lograr proponer una solución a la maquinaria requerida. El
trabajo parte de la historia y evolución de la técnica de impresión por transferencia térmica, llevando a
conocer el tipo de maquinaria que existe en la actualidad así como otras técnicas de impresión en
competencia directa con el “transfer”. Se procede a plantear el problema en su forma más abstracta e
imaginaria en las primeras fases del diseño, ordenando las ideas, requisitos y consideraciones de diseño
mediante técnicas conceptuales. Seguido, se resuelven las tareas de diseño planteadas una a una para
lograr proponer una solución, la cual se refina mediante un proceso de ingeniería formal de diseño. El
proceso de ingeniería de diseño va fuertemente acompañado del uso del CAD SolidWorks, utilizado para el
modelado en 3D. El diseño virtual es sometido a un proceso de evaluación por análisis de método de
elementos finitos por parte del CAD, y otras técnicas de evaluación y de revisión de diseño. Se concluye con
los costos de fabricación del prototipo virtual, así como tareas póstumas a su construcción.

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18
Abstract
This document presents the mechanical design tasks for the development of a transfer heat press,
specifically for transfer printing on advertising pens. It follows the classic methodology of mechanical
design to successfully propose a solution for the required machinery. The paper begins with the history and
evolution of heat-transfer printing, leading to learn the type of machinery which exists today as well as
other printing techniques in direct competition with heat-transfer printing. It then proceeds to state the
problem in its most abstract and imaginary form on the early stages of the mechanical design process;
ordering ideas, requirements and design considerations by conceptual techniques. Then, the design tasks
are solved one by one to accomplish the proposal of a solution, which is refined through a formal
engineering design process. This engineering process is strongly supplemented by the use of SolidWorks
CAD system, used for 3D modeling. The virtual design is subjected to an evaluation process using finite
element method analysis on the CAD platform, and other evaluation and design review techniques. It
concludes with the costs of the virtual prototype manufacturing and posthumous tasks on its construction.

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Introducción
El ser humano, arquitecto de su propia sociedad, siempre ha buscado embellecer su entorno enun
esfuerzo por sentirse cómodo, feliz y en armonía con aquello con lo que interactúa. Esta búsqueda lo ha
llevado a desarrollar varias habilidades y técnicas para lograr transformar su mundo y así acomodar el
entorno a sus necesidades. La evolución de la sociedad humana ha ido creando nuevas necesidades cada
vez más complejas, aun con la inquietud de que sean satisfechas de manera atractiva y sean aceptadas por
la mayoría. Entre ellas, se encuentra la comunicación visual, cuya función es transmitir un mensaje, sea cual
sea su propósito. Este debe ser seductor, ubicado en un medio adecuado y provocar el estimulo deseado
en el ser humano. Esta técnica es llamada “diseño grafico” o “diseño de la comunicación visual”.

A medida que la tecnología ha avanzado, los diseñadores gráficos han ido obteniendo mayores y
mejores herramientas para la elaboración de imágenes. Más importante aún, ha permitido plasmar dichas
imágenes en varios artículos, productos y prácticamente cualquier espacio que pueda ser apreciado por el
ser humano. Si bien el punto es captar la atención del individuo y trasmitir un mensaje, que mejor forma
que mostrándolo en cada rincón que el hombre pueda admirar. Es aquí donde entra la tecnología transfer
en impresión digital.

Aunado a ello, se tiene el desarrollo de la maquinaria, herramientas y accesorios que hacen posible
plasmar imágenes en los diferentes artículos usados en la comunicación visual. Es labor de los ingenieros
proveer esta tecnología para que la tarea de la comunicación visual se logre de manera eficiente y
económica, pero sobre todo brindando una buena calidad de imagen, versatilidad en las geometrías a
adoptar y variedad en artículos donde la imagen pueda figurar.

La tarea esencial de la ingeniería es el diseño; crear lo que no existe para la satisfacción de una
necesidad. En este caso en particular, la necesidad es planteada por el diseño gráfico hacia la ingeniería
mecánica; se demanda una nueva maquinaria térmica para lograr aplicar imágenes a un tipo de producto
en particular. Es precisamente ésta la finalidad de la presente tesis: el diseño de una herramienta que
auxilia a la comunicación visual y al diseño gráfico a imprimir imágenes en bolígrafos, lapiceros y marca-
textos por medio de la tecnología de impresión digital “transfer”.
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Este trabajo se encuentra dividido en cuatro secciones: el capítulo primero introduce al lector a la
tecnología transfer, explicando su funcionamiento, metodología y aplicación. En él se presenta la evolución
del proceso de impresión por transferencia, así como los papeles y maquinaria especial que existen hoy en
día para su aplicación; incluye además una breve descripción de otras técnicas de impresión en
competencia con el transfer. El capítulo segundo se encarga de plantear y delimitar el problema a resolver.
Se presenta la metodología utilizada, así como las primeras etapas del proceso de diseño. En tanto en el
capítulo tercero se desarrolla la ingeniería de diseño. Los problemas planteados en el capítulo 2 son
resueltos uno a uno mediante un proceso formal de ingeniería. Incluye el cálculo de dimensiones de los
componentes así como el modelo 3D en CAD de la geómetra de las piezas. Se explican las decisiones
importantes del diseño y se presentan los trabajos de selecciones de piezas estándar y componentes a
compra. Finalmente el capítulo cuarto evalúa el diseño por medio de 4 técnicas: análisis por método de
elementos finitos, pruebas del primer prototipo, análisis de modo y efecto de falla, y por costos de
fabricación.

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21
Antecedentes
Forever América S.A. de C.V. es una empresa mexicana dedicada a la venta de insumos para la
impresión digital por transferencia térmica, desde papeles transfer hasta maquinaria como planchas
térmicas y plotters de corte. Forever América ofrece soluciones integrales de calidad y vanguardia en las
artes gráficas dentro del mercado del estampado de calidad por calor; es además desarrollador de técnicas
y dispositivos para su aplicación en distintos productos. La empresa es distribuidor autorizado y exclusivo
en todo México y Centro América de la marca Forever GmbH, de origen alemán, cuyo giro es el desarrollo y
venta de papeles de tecnología transfer.
Forever GmbH es uno de los líderes en el mercado y de los pocos fabricantes de papeles transfer
para todo tipo de material y cualquier tipo de impresión. Es una de las marcas más reconocidas a nivel
mundial en papeles de transferencia con distribuidores en más de 30 países y clientes en más de 70
alrededor del mundo. Forever se especializa en la investigación y el desarrollo de papeles de transferencia
térmica en sus propios laboratorios en Heddesheim, Alemania.
Su servidor, autor del presente documento, funge como ingeniero mecánico egresado del Instituto
Tecnológico de Hermosillo en el estado de Sonora, México. En mi deseo de ampliar mi formación en la
ingeniería, vine a la ciudad de México para empezar mis estudios de posgrado en el Instituto Politécnico
Nacional en la Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica. El dueño y director de Forever América al igual
que su familia, tuvieron la gran amabilidad de recibirme en su hogar cuando llegue por primera vez a esta
ciudad ya que son grandes amigos de la familia.
Forever América ofrece el servicio de reparación de planchas térmicas y en esos momentos se
encontraba sin un técnico encargado. Por mis conocimientos en electricidad y control, y mi formación
como ingeniero se me pidió echarle un vistazo a la maquinaria pendiente a reparación. Fue así como entre
en contacto con la tecnología transfer y en poco tiempo aprendí el funcionamiento de las planchas
térmicas.
La empresa había tenido la intención de fabricar una plancha térmica para bolígrafos desde hace
tiempo y se me ofreció la oportunidad de realizar ese trabajo. La oferta fue muy oportuna ya que en
aquellos momentos me encontraba sin un proyecto de tesis. En lo personal vi el reto de desarrollarme
como diseñador además de ser un proyecto de carácter real, por lo que acepte con gusto.
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Justificación del Proyecto
El proyecto encuentra su justificación comercial en el hecho de que no hay planchas térmicas para
la impresión transfer en bolígrafos disponibles en México. Además del margen de ganancia por la venta de
tal maquinaria, se lograría una mayor venta en los papeles transfer necesarios para realizar la impresión.
La fabricación de la maquina podría beneficiar a aquellas pequeñas y medianas empresas dedicadas
a las artes gráficas y de impresión de publicidad ya que se estaría introduciendo un nuevo producto a su
variedad de servicios, con mejoras que solo la tecnología transfer puede facilitar, a diferencia de la
serigrafía y la tampografía. Para aquellas empresas que no están en giro de las artes gráficas, podría
significar la facilidad de crear su propia publicidad a volúmenes que ellos consideren necesarios y no
mandar a fabricar con un tercero.
Otra tipo de justificación muy importante es el desarrollo económico y tecnológico de nuestro país.
Uno de los grandes objetivos de Forever América siempre ha sido el fomento al empleo y la creación de
nuevas empresas; y la tecnología transfer se presta a esto por su cualidad de ser económica y fácil de usar.
El desarrollo de la maquina ayudaría al crecimiento de estavisión, dando más variedad y probablemente
convenciendo al consumidor aun indeciso de poner su propio negocio de artículos impresos
personalizados.
Es importante independizarse de las tecnologías extranjeras, aunque sea empezando por
maquinaria sencilla como este caso. No solo por motivos económicos sino también por razones académicas
y cívicas. Es necesario deshacernos de todo el fanatismo patriótico y sustituirlo por un verdadero
sentimiento nacional, de unión y prosperidad. Creciendo intelectualmente tanto de manera cívica como de
forma científica, que es lo que en verdad hace fuerte a un país.
Por último de manera muy personal, el desarrollo del presente documento y del proyecto que
describe, es con el fin de obtener el grado académico de Maestro en Ciencias de Ingeniería Mecánica.

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Objetivos
Objetivo General:
“Diseñar la maquinaria necesaria que logre posible la impresión por transferencia térmica en bolígrafos
para publicidad.”
Objetivos Específicos:
 El diseño de la maquina se hará de tal manera que:
1. Sea económica y a precio competitivo con las máquinas de origen estadounidense y chino
permaneciendo un producto de calidad.
2. Sea de operación manual, y con ello ergonómica y de fácil manejo.
3. Sea segura, confiable y con un buen diseño estético.
4. Su mantenimiento sea de bajo costo y sencillo.
 La máquina sea capaz de imprimir satisfactoriamente mínimo 90° de circunferencia del bolígrafo.
 La geometría de soporte permita la impresión de la mayor cantidad posible de modelos de bolígrafos
usados comúnmente en la publicidad. Esto también sin fracturar la pieza o deformarla por calor.
 Generar los documentos de ingeniería necesarios para la correcta reproducción de la maquinaria, como
son:
1. Dibujos de ingeniería de todas las piezas a fabricar
2. Listado de partes, tornillería y otras piezas estándar
3. Listado de material eléctrico y diagrama de conexión
4. Dibujos de vista explosionada y ensamblaje
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Capítulo 1
Estado del Arte

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1.1 La Tecnología de Impresión por Transferencia Térmica
La impresión por transferencia térmica o “transfer” es un método de producción en masa para la
aplicación de imágenes en superficies irregulares por medio de papeles especiales activados por calor. En lo
que sigue, se referirá a la impresión por transferencia térmica como impresión transfer o únicamente
“transfer”. Hoy en día, el transfer es aplicado a grandes volúmenes de producción con maquinaria pesada
de forma automática; mientras que para pequeños volúmenes, se realiza de forma manual utilizando
maquinaria más sencilla. La impresión transfer de bajo volumen es muy versátil, puede ser utilizada en una
amplia gama de productos y materiales; mientras que la impresión automatizada es más específica y se
dedica prácticamente a un solo tipo de producto generalmente cerámico o textil. El interés de este trabajo
es la impresión transfer a pequeños volúmenes, por sus cualidades de ser versátil, económico y fácil de
usar.
La impresión transfer a pequeños volúmenes de producción es enfocada a la personalización y la
publicidad. Los usuarios han logrado imprimir “mouse pads”, encendedores, gorras, tazas y una gran
variedad de productos con diseños propios. Por poner algún ejemplo, se pueden personalizar tazas para
regalo con la fotografía de una pareja, lo cual hace un obsequio personalizado en el día del Amor y la
Amistad. De igual forma se puede imprimir un diseño de alguna marca o establecimiento en “mouse pads”
o tazas, ayudando a las empresas a promoverse. La impresión transfer se ha vuelto muy popular en la
personalización de productos publicitarios y decorativos por su relativamente bajo costo y fácil aplicación.
La impresión transfer es muy fácil de usar y es además una metodología perfeccionable. A medida
que se incurre en impresiones más complicadas el usuario va aprendiendo a manejar más herramientas y
accesorios útiles para ampliar su gama de productos. Aunque la metodología varía en la impresión de
distintos artículos y materiales, se puede describir el proceso de impresión transfer de manera general en
únicamente tres pasos: diseño, impresión y planchado.
1. Diseño: Se crea una imagen en ordenador con la ayuda de los distintos programas de diseño
gráfico. La imagen puede provenir de cualquier formato digital: una fotografía familiar, algún
logotipo empresarial o simplemente una imagen descargada de internet. Este paso es el espacio
propio del diseñador gráfico para dejar volar su imaginación.
2. Impresión: La imagen a reproducir es impresa en un medio adecuado para transferencia térmica de
imágenes como son los papeles transfer, hechos con resinas y aditivos especiales con la
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característica principal de ser activados por calor. Por medio de una impresora laser se plasma el
diseño sobre el papel transfer, el cual capta la imagen en una capa imprimible del papel.
3. Planchado: El papel se sujeta al sustrato en donde la imagen será “transferida”, siendo que el
material del sustrato define el tipo de papel a utilizar. Se pueden imprimir por transfer una gran
variedad de materiales como son textiles de algodón y poliéster, vidrios, maderas, discos
compactos, cartón, cerámicos y una gran variedad de plásticos siempre que se utilice el papel
transfer adecuado para cada material. Posteriormente se aplica presión y calor por medio de
maquinaria especializada para la geometría del sustrato. El calor se debe mantener por un
determinado periodo de tiempo para permitir que las resinas del papel transfer sean activadas. De
igual forma se debe mantener una presión uniforme para que las tintas migren al sustrato de
manera correcta. La transferencia de la imagen se logra después de un corto tiempo, dependiendo
en su mayoría del material del sustrato.

Figura 1.1: El proceso de impresión por transferencia térmica
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La impresión transfer, al ser aplicable en una gran diversidad de materiales, requiere que se
cumplan ciertas condiciones para una correcta aplicación. Cada material y tipo de producto se deben
trabajar con el papel transfer y plancha térmica adecuada. Por esta razón el usuario es asesorado por los
distribuidores de papeles transfer y planchas térmicas. El aprendizaje de esta técnica no es complicado y se
logra mediante la experiencia. El usuario aprende a planchar, disculpando la redundancia… planchando. Se
instruye al usuario a seguir ciertas recomendaciones para cada tipo de material a planchar, así como para
cada producto. Por ejemplo, para imprimir una taza no es posible utilizar una plancha plana, es necesario
utilizar una plancha especial para tazas. Así como el papel utilizado para cerámicos no es el mismo que
aquel utilizado para textiles. Toda la información necesaria para planchar se proporciona en las fichas
técnicas de los papeles transfer. En su capacitación, se instruye al usuario a ser creativo y experimentar con
nuevos productos y materiales, de tal forma que pueda ofreceraun más artículos personalizados. Esta es
una de las principales cualidades del transfer: permitir innovar en la personalización de artículos de uso
diario haciéndolos más atractivos al público.

Figura 1.2: Artículos personalizados y decorados por Transfer
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1.2 Evolución de la Tecnología de Impresión Transfer
1.2.1 Primera Etapa: Impresión por Transferencia (1750-1960)
La impresión transfer tuvo sus inicios en el siglo XVIII, con la creciente demanda de la alta sociedad
por porcelana pintada y adornada. La porcelana y artículos de cerámica adornados eran el producto de
moda en la clase alta por su valor estético además de ser un producto exclusivo debido a su alto costo.
Situándose en el panorama de esa época, un hogar de clase alta debía tener un juego de porcelana pintada
para deslumbrar a sus invitados.
En la fabricación de los juegos de té y de platos, estos eran decorados a mano haciéndolo un
proceso caro y tardado. El pintor tomaba esmaltes pigmentados con polvos de color mezclados con aceites
naturales y a base de brochas pintaba la imagen en las piezas. Las imágenes aunque intentaban ser la
misma, el ojo conocedor detectaba las diferencias entre los platos ya que dependía mucho de la habilidad
del pintor. Eso cambio alrededor de 1750 cuando la impresión por transferencia o “bat printing” empezó a
desarrollarse.
Existe polémica sobre quien fue el inventor de la técnica. Algunos la atribuyen al grabador inglés
Robert Hancock, otros a los también grabadores John Sadlier y Guy Green ambos ingleses y otros al
grabador francés Simon François Ravenet (más adelante se verá que a Ravenet se le atribuye otra
invención) que vivió en Londres la mayor parte de su vida. Lo que es seguro es que la técnica nació en
Inglaterra a mediados del siglo XVIII.
En este documento se sigue a Robert Hancock (1730-1817) por la cantidad de información
disponible y el reconocimiento otorgado por expertos en la materia. Hancock inició sus trabajos en
Battersea Enamel Works una fábrica de artículos de ornato en el distrito de Battersea en Londres. La fábrica
producía diversos artículos de bisutería y de lujo para la clase alta, como eran las cajas de cobre grabadas,
neceseres y botellas de perfume. Aquí, Hancock aprendió las diversas técnicas para la decoración de
artículos de la vida cotidiana, donde él se especializaba en realizar diseños tallados (grabados) en platos de
cobre.
Al cerrar la fábrica de Battersea en 1756, Hancock fue contratado por la fábrica de porcelana
Worcester donde llevo su experiencia de decoración de diferentes artículos y materiales a la impresión de
porcelana. Aquí, Hancock desarrolló la idea la impresión por transferencia usando un plato de cobre
grabado entintado con la imagen deseada, para después pasarla a un papel fino el cual se pegaba a la
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porcelana dejando la imagen en la pieza. La administración, impresionada por la idea de Hancock, apoyo la
técnica de decoración por la promesa de ser mucho más rápida.
El proceso aunque sencillo en su descripción requería de mucha habilidad manual y como todo
arte, experiencia. Se grababa en un plato de cobre delgado la imagen deseada mediante diversos buriles
para lograr los espesores de línea requeridos. La característica principal del grabado era que se debía tallar
en negativo, es decir en imagen espejo a como en verdad se desea. Una vez listo el plato con el negativo, se
procedía a entintarlo con el esmalte deseado. Al principio se utilizaba solo una tinta, comúnmente azul o
negra pero también disponible rojo, café, purpura, verde y muy rara vez amarillo. Se limpiaba
cuidadosamente el plato para después calentarlo permitiendo que la tinta fluyera en lo más profundo del
grabado.
Se colocaba un papel fino (parecido al de los pañuelos desechables de hoy en día) sobre el plato de
cobre y después era prensado para que el papel absorbiera la tinta. Hecho esto, el papel era colocado sobre
la porcelana y hábilmente retirado para dejar la tinta en la pieza. Inicialmente se comenzó colocando el
papel en la porcelana ya vidriada, y pronto se modificó el método para colocarlo en la porcelana o cerámica
en estado “biscuit” (o “bisque”, que es la arcilla horneada entre 900°C y 1000°C), es decir antes del vidriado
final. De esta manera la imagen quedaba detrás de la capa de vidrio creada en la porcelana, dando una vida
más larga y avivando la imagen con la brillantez del vidriado.
Con el desarrollo de este método la porcelana, ahora impresa, no solo se hizo más rápida sino
también económica haciéndola disponible a hogares de clase media. El método toma su mayor auge a
finales del siglo XVIII con el también inglés Josiah Spode (1733-1797) como su mejor exponente. Se le
atribuye a Spode la introducción de la impresión por transferencia al condado de Staffordshire (hogar de
muchas casas de porcelana), reconocida por sus diseños en color azul que hoy forman piezas de
coleccionistas.

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El método de Hancock fue adoptado por varias casas de porcelana en Inglaterra, y se modificó para
después popularizarse como “bat printing”. El plato de cobre ya no era tallado sino punteado, variando la
separación y tamaño de los puntos para controlar la tinta y grosor de las líneas del diseño. También se
adicionó el uso de “bats” (o murciélagos, llamados así por su forma hecha para poder adecuarse al
contorno de las piezas de porcelana) en lugar de los papeles difíciles de maniobrar. Los “bats” eran
almohadillas hechas de gelatinas de cola de pescado (conocido por su gran contenido de colágeno) y
pegamentos. Poseían la gran ventaja de ser reutilizables y al ser flexibles se podían adecuar a las superficies
irregulares de los artículos de porcelana. Estos recogían el aceite de los puntos del plato y los colocaban en
la pieza biscuit. Se soplaban polvos de pigmento sobre el diseño quedando adherido en el aceite. Mas tarde
haciendo esto en varios pasos se logro la impresión en distintos colores. Por ultimo se daba el vidriado final
a la pieza, quedando la imagen detrás de la capa de vidriado. Las mejoras en el proceso brindaron mejor
calidad de imagen así como hicieron el proceso menos laborioso al usar los “bats”.

Figura 1.3: Plato de casa Davenport en
Staffordshire 1810
Figura 1.4: Plato de casa Creil et
Montereau 1870
Figura 1.5: Imprenta Transfer de la Societe
Ceramique. Maastricht, Holanda
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El proceso aunque más eficiente que la pintura a mano, era complicado y requería tiempo para
dominar. Esto aunado al cambio de la moda por porcelana más minimalista o solamente con ornatos de
vidriado provocó el abandono casi por completo de la técnica. Circa los 1840 la transferencia en varios
colores se hizo disponible reviviendo la técnica por un breve periodo, y para finales del siglo XIX volviendo a
abandonarse.
La impresión por “Decal” (conocidas como calcas en español) desplazó al “bat printing” en la
impresión de cerámicos a fínales del siglo XIX. Esta técnica fue inventada en 1750 por Simon François
Ravenet (1706-1774) un grabador francés. A diferencia del “bat printing”, la “décalcomanie” (del francés
“decalquer”que significa calcar) tuvo su auge a finales del siglo XIX llegando a ser tan popular y fácil de usar
que los conocedores en decoración acuñaron el término “decalcomanía”. Los “decals” eran aplicados
comúnmente en cerámicos pero también se fabricaban para su aplicación en metales, maderas y vidrio.
La impresión por calcas nació de la misma manera que el “bat printing”, de hecho siendo a menudo
confundidas por la misma técnica debido a su gran similitud. Ravenet nombró a su técnica “decalquer”
debido a que aplicaba un poco de presión al papel impreso sobre la pieza y pasaba sobre de ella utensilios
forrados de paños suaves para pasar el diseño a la cerámica en biscuit. Otras diferencias era que Ravenet
no utilizó esmaltes sino tintas acuarelas, y desde el principio la imagen iba debajo de la capa de vidriado. Se
sellaba la imagen antes de flamearse con lacas transparentes que protegían la acuarela del calor agresivo.
Hancock tardó en lograr la mezcla adecuada de aceites y pigmentos que lograran quedar detrás del vidriado
pues la flama los destruía. Por eso inicialmente solo colores como azul y negro podían usarse debido a su
contenido de cobalto, el cual soporta altas temperaturas.
Mientras la técnica de Hancock evolucionó al “bat printing”, la de Ravenet creció a ser la
“decalcomanie”; tardando mucho más tiempo en perfeccionarse. Los “Decal” siguieron siendo papeles,
mientras que el “bat printing” sustituyó el papel de transferencia por los “bats”. Este es uno de los grandes
motivos por los que los “decal” tardaron mayor tiempo en mejorar. El papel se hacia a mano, hasta 1820
con la invención de la maquina para hacer papel de Henry Fourdriner. Con los avances tecnológicos en la
fabricación de papeles, solventes y pegamentos varias fábricas de cerámica optaron por utilizar esta
técnica. De nuevo fueron los ingleses en adoptar y mejorar la técnica, gracias a que Ravenet vivió casi toda
su vida en Londres.
En la aplicación de “Decals”, primero el plato de cobre era grabado con el diseño (de forma muy
distinta al “bat printing”, pues se usaban papeles y no “bats”, más que nada en la profundidad del tallado
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en el plato). El plato se calentaba a cierta temperatura y después se colocaba el papel sobre él y se ejercía
presión por planchas. La ventaja consistía en que se podían hacer todos los diseños en un papel grande y
después recortarse para aplicarse, evitando planchar varias veces (a diferencia del “bat printing”). Se
retiraba el papel impreso (ahora llamado “decal”) y se colocaba sobre la pieza biscuit previamente cubierta
por una capa de pegamento. Se aplicaba un poco de presión generalmente con paños suaves. Después de
un cierto tiempo, con un paño húmedo se mojaba el “decal” provocando que se desprendiera el papel de la
pieza, dejando el diseño en el sustrato. Por último, en los cerámicos la pieza era vidriada y el diseño
permanecía detrás de la capa de vidriado; en los metales el proceso era el mismo solo que se utilizaban
distintas tintas para la imagen y lacas más espesas para el sellado.

Más adelante la impresión litográfica y de offset sustituyeron los platos de cobre, mejorando
enormemente la calidad de imagen además de hacer el proceso más eficiente pues ya no era necesario
calentar el plato de cobre para que la imagen fuera transferida al papel. Otro hecho importante fue la
creciente popularidad y el hecho de que los “decal” se empezaron a comercializar individualmente. De esa
manera pequeñas fábricas de cerámica y de artículos de metal (tales como cajas, juguetes y artículos de
cocina) podían adquirir sus “decals” y simplemente imprimir su producto sin incurrir en el gasto de las
impresiones. Esto hizo posible que el público en general tuviera acceso a un gran número de artículos
adornados por “decal”. En 1875, se podían encontrar unos 300 diseños en “decal” y para 1877 existían
alrededor de 10,000 diseños disponibles.
En 1895 la llegada del papel Dúplex, que era un papel con una cara fina y otra gruesa, economizó el
proceso de la impresión del “decal”. El diseño era impreso en la cara fina mientras que la cara gruesa daba
Figura 1.7: Caja de música del siglo XIX decorada
con decal
Figura 1.6: Reloj de la Pequegnat
Clock Company decorado con un
decal del Rey Eduardo VII
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soporte y no se rompía al retirarse aun estando húmedo. Anteriormente el papel tenía que ser preparado
antes de ser impreso pues debía absorber las tintas y dejarlas ir al momento de ser aplicado, por lo que
tenía que ser delgado. Problema era que no podía ser demasiado fino pues debía poder retirarse al
humedecerse sin romper el papel base. El papel para “decal” era costoso, pero con la llegada del papel
Dúplex, la impresión se abarato considerablemente. En 1880 una plantilla de “decals” costaba alrededor de
4 dólares americanos, y para 1930 la misma plantilla llego a costar 50 centavos americanos. Las mejoras
continuas y la gran aceptación del público permitieron al “decal” mantenerse competitivo frente a las
demás técnicas de decoración, aun teniendo vigencia en la actualidad.
Hoy en día los decals se siguen utilizando y existe toda una sub-cultura de personas amantes del
arte de colocar los “decals”. La técnica se ha convertido una de las favoritas del público conocedor además
de ser una actividad lúdica para aquellos que gustan de las artes decorativas. Los “decals” ahora son
impresos en el hogar en papeles especiales o comprados de los fabricantes con diseños clásicos ya
conocidos por el público. El usuario únicamente tiene que humedecer el “decal” antes de aplicar. Una vez
prensado manualmente en el sustrato, el papel base se desprende dejando el diseño sobre el artículo y por
último se aplica el sellado por medio de lacas o aplicando calor dependiendo del sustrato.

Figura 1.8: Trabajos de decal en la actualidad
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1.2.2 Segunda Etapa: Impresión por Transferencia Térmica (1960-Actualidad)
Aunque el “decal” posee una trayectoria muy impresionante, aun no es el papel transfer que
conocemos en la actualidad. La industria tenía que conocer primero una de las técnicas más utilizadas en la
fabricación de productos personalizados hoy en día: la serigrafía. La serigrafía no es un método de
transferencia sino de impresión directa en el artículo. En otro apartado se explicará cómo funciona la
serigrafía y otras técnicas que forman la competencia del transfer en la actualidad. La serigrafía marco la
pauta en la industria de la impresión y la tendencia del mercado a favorecer productos con diseños
estampados. Para los años 60’s la técnica había sido adoptada por artistas y los primeros productos
personalizados empezaron a ser fabricados. Es importante mencionar la serigrafía pues esta técnica hizo
posible imprimir diseños en uno de los artículos favoritos de la publicidad: la camiseta.
El inventor y empresario estadounidense Michael Vasilantone desarrolló una máquina de serigrafía
para impresión multicolor en prendas alrededor de 1960. La máquina estaba pensada para imprimir los
logotipos e información en camisas de equipos de boliche pero pronto se destinó a la nueva moda de
impresión en camisetas. Vasilantone obtuvo la patente por su producto y muchos fabricantes optaron por
pagar la licencia de reproducción de la máquina, ocasionando un “boom” en la fabricación de camisetas
estampadas.Con la serigrafía vigente, los avances en las técnicas por transferencia fueron lentos y no hubo
avances significativos hasta mediados de los años 60, con la primera aparición de papeles por transferencia
térmica con diseños pre-impresos para textiles únicamente. El transfer no tiene un solo inventor pues
Figura 1.9: Maquina de serigrafía
moderna
Figura 1.10: Serigrafía manual
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existen un gran número de patentes tanto en Estados Unidos, Europa y Japón de procesos de transferencia
de imágenes por calor y presión así como de papeles y otros medios receptivos de tinta. Es casi como si la
industria hubiera intuido el siguiente paso y todos compitieron por desarrollar el producto al mismo
tiempo.
Los primeros papeles transfer se vendían ya impresos (generalmente con diseños graciosos o
imágenes de moda) y tenían la característica principal de que el usuario lo podía aplicar con la plancha para
ropa convencional. Después de ser planchada la camiseta se debía retirar el papel en frio, es decir que no
se podía “pelar” hasta que el papel se enfriara por completo. La tecnología del papel no estaba del todo
lista ya que la probabilidad de que la imagen quedara adherida a la prenda era poca. La temperatura era
difícil de controlar ya que dependía del modelo de plancha y forma de catalogar los niveles de temperatura.
Otra dificultad era la presión; las planchas convencionales abarcan un área considerable donde la fuerza
debía ser provista por el usuario, comúnmente una mujer. En el mejor de los casos, la imagen era
correctamente transferida a la prenda, pero después de varias lavadas la imagen se desvanecía. Otro
problema era la sensación al tacto, pues la tinta dejaba la prenda dura y daba la sensación a la piel de hule.

Aunque estos primeros papeles tenían varios problemas, a los consumidores no parecía importarle.
Al público le interesaba ser diferente, demostrar su sentido del humor y también expresar sus ideas. La
expresión individual se había llevado a la ropa y la idea había sido exitosa.

Figura 1.11: Uso de papeles transfer con planchas convencionales para ropa
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Claro estaba que se debían hacer cambios a los papeles existentes. Para principios de los años 70,
diversas compañías comenzaron investigaciones en el mejoramiento y desarrollo de los papeles transfer, y
para finales de esa misma década varias patentes fueron otorgadas por diversas formas de impresión
mediante transferencia térmica. Y no solo en Estados Unidos; países desarrollados como Alemania y Japón
se habían sumado a la carrera.
Los papeles transfer mejoraron primeramente en su pésima capacidad anterior de transferencia y
fraguado de las tintas. Papeles que se podían retirar en caliente demostraron ser más eficientes en la
transferencia. La adhesión a la prenda y la sensación al tacto de hule fueron otros de los avances
posteriores. Con estas mejoras la prenda podía ser impresa con transfer con una mayor tasa de éxito y
dando mejor movilidad a la tela sin saturarla de resina. Los papeles seguían siendo impresos con diseños
estándar realizados por los fabricantes pero eso estaba por cambiar.
Mientras los papeles se desarrollaban, la industria de la impresión evolucionaba a la era digital.
Varias invenciones, de manera indirecta, hicieron posible que el transfer llegara a ser el producto que es
hoy. La impresión láser en 1969 y la computadora personal en 1970 son dos de los inventos que tuvieron
mayor impacto en la evolución del papel transfer. Mejor aún fue cuando ambos tecnologías pudieron
unirse; poco se habla de la impresión personal pero el hecho de que cada oficina pudiera imprimir
documentos de manera personalizada era algo de mérito. Cuando esto fue posible en 1980, el papel
transfer obtuvo su mejor atributo, el poder ser impreso. Anteriormente los fabricantes de papeles transfer
optaban por imprimir los diseños de moda. Con la llegada de la impresión láser a la pequeña y mediana
empresa los fabricantes de papel optaron por vender los papeles en blanco y dejar que la imaginación del
consumidor volara. Fue así como el usuario comenzó a realizar los dos procesos fundamentales de la
técnica hoy en día: la impresión y el planchado. Esto implicó que el usuario debía incurrir también en la
compra y manejo de planchas más eficientes que las planchas convencionales para hogar, pero este tema
se tomará más adelante.
El papel transfer, en el transcurso de las últimas tres décadas ha evolucionado increíblemente.
Inicialmente el papel era intencionado para superficies blancas (la clásica camiseta de publicidad), y hoy en
día están disponibles papeles para textiles oscuros. Otra gran característica es su resistencia al lavado y a la
rayadura. La vida de la impresión es prácticamente la vida del artículo. Con la investigación, se han
desarrollado papeles transfer para imprimir en todo tipo de artículos y materiales de la vida diaria. Como se
menciona al principio, la impresión transfer también ha llegado a la industria textil donde se utiliza para
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imprimir grandes volúmenes de un producto. Dato curioso es que el transfer, siendo una técnica que nació
entendida para volúmenes pequeños, pronto fue adoptada por la industria debido a sus grandes ventajas,
cuando usualmente las tecnologías viajan de la gran escala a la pequeña.
Figura 1.12: Maquinas e impresiones de la tecnología transfer en la actualidad
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Tipo Nombre Aplicación Ilustración
Para textiles claros desde 100%
Algodón, mezcla de telas y 100%
Poliester. Articulos con base textil
como Mouse Pads.
Para materiales iguales a la variedad
anterior. Se usan con impresoras de
nueva generacion.
Para materiales iguales a la variedad
anterior solo que con un mayor
recubirmiento. Para todo tipo de
impresoras laser.
Para textiles oscuros. El papel posee
una base blanca y se aplica a todo
tipo de textiles. Se recomienda el
uso de plotter de corte.
Papel especial para superficies
rigidas como CD, encendedores,
aluminio, vidrio, ceramicos, espejos,
nylon, acrilicos, laminas y materiales
sinteticos.
Para materiales a base de celusosa
como son rompecabezas, cartones,
folders, maderas e incluso seda.
Para manualidades y decoracion.
Ideral para superficies muy
irregulares. Aplicación con agua fria.
(Papel para "Decal")
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1.3 Papeles Transfer y Accesorios en la Actualidad
En la actualidad el mercado del transfer tiene distintas marcas las cuales ofrecen una amplia
variedad de papeles, así como accesorios útiles para mejorar las impresiones por transfer. En el presente
documento se usará como referencia la marca Forever (de origen alemán) que es la marca que ofrece
Forever América.
1.3.1 Papeles Transfer Laser
Estos papeles son aquellos que se imprimen mediante una impresora láser. Se fabrican en dos
categorías: para textiles y para superficies rígidas como son plásticos, cerámica, vidrio y madera. La
siguiente tabla muestra los papeles transfer laser y un ejemplo terminado de su aplicación:

Tabla 1.1: Papeles Transfer para impresoras láser
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