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    20-Jul-2015

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<p>SISTEMAS DE MANUFACTURA TECNOLOGIAS DURAS</p> <p>TECNOLOGIAS DURAS</p> <p>3.1 EL USO DE LOS MATERIALES PLASTICO, POLIMEROS Y ALEACIONES LIGERAS, PARA LA BUSQUEDA DE LA COMPETITIVIDAD. QU ES UN PLSTICO?Son sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullicin y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.</p> <p>CARACTERSTICAS GENERALES DE LOS PLSTICOSLos plsticos se caracterizan por una relacin resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento trmico y elctrico y una buena resistencia a los cidos, lcalis y disolventes. Las enormes molculas de las que estn compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plstico. Las molculas lineales y ramificadas son termoplsticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termo endurecibles (se endurecen con el calor). Los Polmeros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes. Materiales polimricos orgnicos (los compuestos por molculas orgnicas gigantes) que son plsticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusin, moldeo o hilado. Las molculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintticas, como el polietileno y el nylon. Los materiales empleados en su fabricacin son resinas en forma de bolitas o polvo o en disolucin. Con estos materiales se fabrican los plsticos terminados.</p> <p>Clasificacin de los plsticos: Por su naturaleza: Naturales Sintticos</p> <p>hp</p> <p>1</p> <p>TECNOLOGIAS DURAS Por su estructura interna: Termoplsticos Termoestables Elastmeros</p> <p>SISTEMAS DE MANUFACTURA</p> <p>PRINCIPALES POLMEROSPolietileno (PE). Es un material termoplstico blanquecino, de transparente a translcido, y es frecuentemente fabricado en finas lminas transparentes. Las secciones gruesas son translcidas y tienen una apariencia de cera. Mediante el uso de colorantes pueden obtenerse una gran variedad de productos coloreados. ste es el polmero que hace las bolsas de almacn, los frascos de champ, los juguetes de los nios, e incluso chalecos a prueba de balas. Por ser un material tan verstil, tiene una estructura muy simple, la ms simple de todos los polmeros comerciales. Polimetacrilato (PMMA). Este plstico tiene una gran transparencia, adems de elevada rigidez y tenacidad, buena resistencia qumica, fcil moldeo, y buen comportamiento dielctrico. Se utiliza en mltiples aplicaciones, accesorios para cuartos de bao, parabrisas y ventanas de aviones, portillos de barcos, claraboyas. Tambin se puede moldear por colada.</p> <p>Polipropileno (PP). La fabricacin del polipropileno se inicia en 1957. Este plstico, tambin con una estructura semicristalina, superaba en propiedades mecnicas al polietileno, su densidad era la ms baja de todos los plsticos, y su precio tambin era muy bajo, pero tena una gran sensibilidad al fro, y a la luz ultravioleta, lo que le haca envejecer rpidamente. Por este motivo su uso se vio reducido a unas pocas aplicaciones.</p> <p>Polioximetileno (POM). Tambin se conoce este plstico como resina acetlica, poliacetal o poliformaldehdo. El hecho de que sus propiedades mecnicas eran incluso superiores a las de las poliamidas, hizo que se trabajara intensamente para solventar este problema de baja resistencia trmica. As en 1958 aparecieron el homopolmero acettico, y el copolmero acettico. En el primero se consigui su estabilidad trmica mediante aditivos.</p> <p>hp</p> <p>2</p> <p>SISTEMAS DE MANUFACTURA</p> <p>TECNOLOGIAS DURAS</p> <p>Policarbonato (PC). Este plstico apareci en los aos cincuenta. Es amorfo y transparenteaguanta una temperatura de trabajo hasta 135 C, y tiene buenas propiedades mecnicas, tenacidad y resistencia qumica. Se utiliza en electrotecnia, aparatos electrodomsticos, piezas de automviles, luminotecnia, cascos de seguridad. Se hidroliza con el agua a elevadas temperatura. (Colaborador del artculo: Julio Jos Moreno, UASD)</p> <p>CLASIFICACIN DE LOS POLMEROS SEGN SUS PROPIEDADES FSICASDesde un punto de vista general se puede hablar de tres tipos de polmeros: Elastmeros Termoplsticos Termoestables Los elastmeros y termoplsticos estn constituidos por molculas que forman largas cadenas con poco entrecruzamiento entre s. Cuando se calientan, se ablandan sin descomposicin y pueden ser moldeados. Los termoestables se preparan generalmente a partir de sustancias semifluidas de peso molecular relativamente bajo, las cuales alcanzan, cuando se someten a procesos adecuados, un alto grado de entrecruzamiento molecular formando materiales duros, que funden con descomposicin o no funden y son generalmente insolubles en los solventes ms usuales.</p> <p>POLMEROS ELASTMEROSPOLIISOPRENO: Es un polmero dieno, o sea un polmero formado a partir de un monmero que contiene dos enlaces dobles carbono-carbono. El poliisopreno puede extraerse de la savia del rbol de la Hevea, pero tambin puede sintetizarse por medio de la polimerizacin Ziegler-Natta. Este es un raro ejemplo de un polmero natural que puede hacerse casi tan bien como lo hace la naturaleza. POLIBUTADIENO: Fue uno de los primeros tipos de elastmeros sintticos, o caucho, en ser inventados. Es adecuado para las aplicaciones que requieren exposicin a bajas temperaturas. Los neumticos se hacen a menudo con mezclas de polibutadieno y de otras clases de caucho. Las correas, mangueras, juntas y otras piezas de automvil se hacen de polibutadieno, porque ste tiene mejor resistencia a las bajas temperaturas que otros elastmeros.</p> <p>hp</p> <p>3</p> <p>TECNOLOGIAS DURAS</p> <p>SISTEMAS DE MANUFACTURA POLIISOBUTILENO: Es un caucho sinttico, o elastmero. Es especial porque es el nico caucho impermeable a los gases, es decir, es el nico caucho que puede mantener el aire por largos perodos. Dado que el poliisobutileno mantiene el aire, se utiliza para hacer cosas como cmaras para neumticos y pelotas de bsquet.</p> <p>POLMEROS TERMOPLSTICOSLos termoplsticos son polmeros de cadenas largas que cuando se calientan se reblandecen y pueden moldearse a presin. Representan el 78-80% de consumo total. Los principales son: POLIETILENO: ste es el termoplstico ms usado en nuestra sociedad. Los productos hechos de polietileno van desde materiales de construccin y aislantes elctricos hasta material de empaque. Es barato y puede moldearse a casi cualquier forma, extrudirse para hacer fibras o soplarse para formar pelculas delgadas.</p> <p>Segn la tecnologa que se emplee se pueden obtener dos tipos de polietileno: POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD: Dependiendo del catalizador, este polmero se fabrica de dos maneras: a alta presin o a baja presin. En el primer caso se emplean los llamados iniciadores de radicales libres como catalizadores de polimerizacin del etileno. El producto obtenido es el polietileno de baja densidad ramificado.</p> <p>POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (HDPE): Cuando se polimeriza el etileno a baja presin y en presencia de catalizadores ZieglerNatta, se obtiene el polietileno de alta densidad (HDPE). La principal diferencia es la flexibilidad, debido a las numerosas ramificaciones de la cadena polimrica a diferencia de la rigidez del HDPE.</p> <p>POLIPROPILENO: El polipropileno se produce desde hace ms de veinte aos, pero su aplicacin data de los ltimos diez, debido a la falta de produccin directa pues siempre fue un subproducto de las refineras o de la desintegracin del etano o etileno.</p> <p>hp</p> <p>4</p> <p>SISTEMAS DE MANUFACTURA</p> <p>TECNOLOGIAS DURAS</p> <p>POLMEROS TERMOESTABLESEstos materiales se caracterizan por tener cadenas polimricas entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o presin formando una masa rgida y dura. Las uniones cruzadas se pueden obtener mediante agentes que las provoquen, como en el caso de la produccin de las resinas epxicas. POLIURETANOS: Los poliuretanos pueden ser de dos tipos, flexibles o rgidos, dependiendo del poliol usado. Los flexibles se obtienen cuando el di-isocianato se hace reaccionar con diglicol, triglicol, poliglicol, o una mezcla de stos; Los poliuretanos rgidos se consiguen utilizando trioles obtenidos a partir del glicerol y el xido de propileno. El uso ms importante del poliuretano flexible es el relleno de colchones. UREA, RESINAS Y MELAMINA: La urea se produce con amonaco y bixido de carbono; La melamina est constituida por tres molculas de urea. A ambas resinas se les conoce como aminorresinas. Estos artculos son claros como el agua, fuertes y duros, pero se pueden romper. Tienen buenas propiedades elctricas. Las resinas melamina-formaldehdo se emplean en la fabricacin de vajillas y productos laminados que sirven para cubrir muebles de cocina, mesas y escritorios. RESINAS FENLICAS: La reaccin entre el fenol y el formaldehdo tiene como resultado las resinas fenlicas o fenoplast. Existen dos tipos de resinas fenlicas, los resols y el novolac. Es resistente al calor y al agua, formada por condensacin del fenol y el formaldehdo, de gran resistencia al envejecimiento; empleada en la fabricacin de productos moldurados, adhesivos y revestimientos superficiales. RESINAS EPXICAS: Casi todas las resinas epxicas comerciales se hacen a partir del bisfenol, y la epiclorhidrina. Sus propiedades ms importantes son: alta resistencia a temperaturas hasta de 500C, elevada adherencia a superficies metlicas y excelente resistencia a los productos qumicos. Se usan principalmente en recubrimientos de latas, tambores, superficies de acabado de aparatos y como adhesivo.</p> <p>hp</p> <p>5</p> <p>TECNOLOGIAS DURAS</p> <p>SISTEMAS DE MANUFACTURA</p> <p>RESINAS POLISTER: Estas resinas se hacen principalmente a partir de los anhdridos maleico y ftlico con propilenglicol y uniones cruzadas con estireno. E uso de estas resinas con refuerzo de fibra de vidrio ha reemplazado a materiales como los termoplsticos de alta resistencia, madera, acero al carbn, vidrio y acrlico, lmina, cemento, yeso, etc. PLASTICOS Los plsticos ofrecen combinaciones nicas es por eso que han tenido aceptacin creciente dentro de la industria. Adems, cuentan con una amplia variedad de propiedades que se ajustan en forma particular a muchos desarrollos modernos. Su principal ventaja estructural es una relacin alta de resistencia a peso. La resistencia a la tensin de algunos plsticos es solo 7 MPa (1000 psi) aproximadamente; la mayora varan de 35 a 140 MPa (5000 a 20000 psi). La mayora de las propiedades mecnicas de los plsticos son inferiores a la de los metales. Los plsticos estn sujetos a cierta inestabilidad dimensional, con fluencia apreciable y flujo frio en todas las temperaturas, y algunos se hinchan con la humedad. La manufactura de los plsticos es econmica porque la mayora de los productos pueden ser acabados por completo mediante moldeo y formado sin operaciones secundarias. Las operaciones de moldeo y formado se ayudan por la facilidad de plegamiento y sensibilidad al calor de los plsticos; por ejemplo, una parte pastica puede hacerse intrincada con ms facilidad de un molde que una parte metlica. CARACTERSTICAS DE LA INDUSTRIA MEXICANA DE LOS PLSTICOS Los plsticos son los polmeros ms importantes en el mercado, ms que los hules, las fibras y las pinturas, por el tonelaje de produccin y productos que genera (El Consumo Mundial de Plsticos en el ao 2004 fue de 210 millones de toneladas). Los plsticos tienen una amplia gama de propiedades y son muchos los materiales y los mtodos de fabricacin que satisfacen estos requisitos. La principal caracterstica sobresaliente del uso de los plsticos es la versatilidad. De las 72 ramas de actividad econmicas del pas, la industria del plstico provee de insumos a 59. Los principales usuarios de productos elaborados de plstico son la industria automotriz, la elaboracin de aparatos elctricos, electrnicos y electrodomsticos, productos farmacuticos, productos agrcolas, en general la industria manufacturera. Un punto relevante de los plsticos, radica en que, es un material de diseo y construccin entre otros atributos. Compite con el acero, vidrio, madera, aluminio y muchos otros materiales, incluso con l mismo. Como todos los materiales, es aceptado o rechazado segn el comportamiento donde se utilice. El plstico es el primer material de diseo nuevo en ms de 300 aos. La globalizacin de los mercados ha marcado la pauta del desarrollo de los diferentes</p> <p>hp</p> <p>6</p> <p>SISTEMAS DE MANUFACTURA</p> <p>TECNOLOGIAS DURAS</p> <p>materiales, y actualmente se habla de la normalizacin internacional. Los materiales que quieren acceder a mercados internacionales, deben cumplir estas, como es el caso de las normas ISO. Los beneficios son bastos, para el que sigue la normatividad.</p> <p>Desde que el plstico se convirti en un factor de importancia para las economas de las naciones, las grandes empresas petroqumicas desarrollan activamente la mejora continua de sus procesos y productos, por ejemplo: los procesos de polimerizacin para obtener plsticos utilizaban catalizadores Ziegler Natta, hoy utilizan catalizadores de metaloceno; las bolsas de plstico del supermercado hace diez aos no podan llenarse en su totalidad, se rompan con facilidad, ahora esa no es una preocupacin. Cada da aparecen productos novedosos, nuevos usos, nuevas tecnologas que hacen que resalte la industria de los plsticos. Conclusin Materiales como el plstico o el polmero son de gran importancia dentro de la industria de produccin de manufactura, ya que se trata de un material muy accesible, fcil de producir y barato. Los plsticos, por ejemplo, tienen muy buenas caractersticas, ya que son ligeros, no se oxidan, tienen usos mltiples y pueden resistir al manchado. Por el lado negativo, los plsticos tienden a ser contaminantes, aunque tambin se le puede dar una alternativa sustentable porque llegara a sustituir materiales como la madera, y el acero. Las propiedades y caractersticas de los polmeros, su sntesis, procesos de obtencin y purificacin, entre otras, mantienen ocupado a qumicos, fsico-qumicos, ingenieros, etc., para generar nuevos materiales, mejorar los actuales y/o sustituir los tradicionales.</p> <p>3.2 STL. EDM, MOLDES Y TROQUELES, CNC, SU RELACION Y USO EN LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA.FORMATO STLEl STL es un formato de salida estndar para la mayor parte de los programas CAD (Diseo Asistido por Ordenador) y el nmero de tringulos a utilizar puede ser definido por el usuario. Normalmente, se establece una pugna entre detalle y tamao del archivo. Por ejemplo, para representar cualquier superficie curvada se necesita gran cantidad de tringulos planos (facetas), especialmente si se quiere conseguir una curva suave. Sin embargo, esto genera archivos muy grandes, que pueden resultar difciles de manejar.</p> <p>ESPECIFICACIONES DE FORMATOEl formato STL puede ser de dos tipos: Binario y ASCII. Los dos contienen la misma informacin pero uno de ellos puede ser ledo (y editado) con un simple editor de texto y el otro debe ser escrito byte a byte por softwar...</p>