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Rotomoldeo y Termoformado: Más allá de la inyección

Por Dr. José Alberto Rodríguez González, Departamento de Procesos de Transformación de Plásticos en CIQA

Cuando hablamos de fabricación de piezas plásticas, la opción más favorecida es la inyección. Y es que a nivel industrial es uno de los procesos de fabricación más utilizados. Esto se debe a la alta calidad que se puede lograr por este medio.
Sin embargo, existen otros procesos menos conocidos, pero a la vez altamente eficientes que son usados para un cierto tipo de productos plásticos. Con esto nos referimos al rotomoldeo y al termoformado.

ROTOMOLDEO DE PRODUCTOS

El rotomoldeo de piezas plásticas consiste en la fabricación de un producto mediante la fusión de un plástico en el interior de un molde caliente formado por dos o más partes. El molde es construido de metal y su interior es hueco, con paredes que presentan la forma del modelo a fabricar. Una vez fundido, el plástico se adhiere a las paredes del molde, con lo cual, después de enfriarlo, se obtiene una pieza con las dimensiones y características determinadas en el molde.
El proceso de fabricación se inicia con el calentamiento del molde, y éste puede ser abierto a la atmósfera o en hornos cerrados. La mayoría de los equipos utilizan quemadores de gas para el calentamiento, aunque otros cuentan con resistencias eléctricas. El molde se mantiene en movimiento mientras alcanza la temperatura seleccionada. La rotación del molde es un parámetro fundamental para la distribución más adecuada del plástico. 
Una vez alcanzada dicha temperatura, se detiene la rotación del molde en uno de los ejes para que el plástico sea añadido por uno de los extremos. Cuando se completa la carga se reinicia la rotación para permitir que el plástico se funda y sea distribuido en todo el molde. Una característica importante de este proceso es la necesidad del uso de plástico en presentación polvo o en líquido.
No es posible utilizarlo en pellets debido a que el proceso de calentamiento no permite la fusión completa del gránulo. El control del peso de la carga de plástico añadido resulta en el control del espesor de la pared en la pieza terminada.
Mediante este proceso, las piezas fabricadas pueden constar de una o más capas. El añadido de más capas se logra repitiendo el proceso de adición y fusión del plástico. Esta característica permite la obtención de productos que combinan una serie de propiedades.
Por ejemplo, en los tinacos la capa externa posee una protección contra la intemperie, la capa intermedia es espumada, reduciendo el peso del producto terminado y brindándole resistencia. Por último, la capa interna posee propiedades antimicrobianas. Esta combinación de propiedades permite la obtención de un producto de alto valor agregado.
Una vez transcurrido el tiempo para la fusión y distribución uniforme del plástico, se procede al enfriamiento del molde. En la mayoría de los procesos esto se realiza mediante el “espreado” de agua sobre el molde. Alcanzada una temperatura cercana a la temperatura ambiente se procede al desmolde de la pieza.
La pieza fabricada es hueca en su interior y presenta todas las características del molde original. Debido a que este proceso no requiere altas presiones para la fabricación de las piezas, éstas presentan bajos esfuerzos residuales.
El proceso de rotomoldeo tiene una serie de ventajas con respecto al proceso de inyección, tales como:

  • Menor costo de fabricación del molde
  • reducción en la necesidad de equipos periféricos
  • facilidad para realizar cambios de color
  • flexibilidad en el número y dimensiones de las piezas a fabricar
  • capacidad de colocar insertos metálicos en las piezas fabricadas
  • control del espesor de pared de las piezas elaboradas
  • capacidad de fabricar piezas cerradas sin soldaduras, y que cuenten con varias capas, cada una de las cuales aportan diferentes características.

TERMOFORMADO DE PLÁSTICOS

Otro de los procesos de fabricación de piezas plásticas es el termoformado, de gran interés para la industria, principalmente para fabricación de envases y embalajes, y paneles.
El proceso de termoformado consiste en el moldeado, con un diseño determinado, de una lámina plana de plástico que se encuentra reblandecida. Los plásticos más utilizados en el proceso de termoformado son el Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) y Poliestireno (PS).
Para el termoformado de piezas1 existen tres métodos: termoformado con vacío, a presión y mecánico. Los tres se inician con el calentamiento de la lámina hasta su temperatura de reblandecimiento, la cual se aprecia como un colgamiento de la hoja. Alcanzada esta temperatura se procede al termoformado, en el cual se presentan las diferencias de los métodos.

  1. En el proceso con vacío, después de colocar la lámina reblandecida sobre el molde se extrae el aire en el interior del equipo, forzando al material a tomar la forma del molde.
  2. El método a presión incluye la incorporación de aire a presión por la cara de la lámina que no está en contacto con el molde, por lo cual se considera un proceso similar a la inyección.
  3. Por último, el termoformado mecánico requiere el uso del molde macho y la contraparte (hembra). El moldeado de la lámina se logra mediante la aplicación de una presión mecánica.

Una de las características de este proceso es la variación en los espesores a través de toda la pieza final. Esto se debe a la deformación que sufre la lámina para adquirir la forma de la pieza a fabricar, lo cual produce que las paredes de la pieza puedan presentar un espesor menor que las orillas.
Entre las cualidades fundamentales del termoformado, que lo posiciona en un lugar preferencial para la fabricación de piezas, sobresale la posibilidad de obtener dichos productos a un menor costo que el proceso de inyección, lo cual es más notorio mientras mayor sea el tamaño de la pieza.
Por consiguiente, el molde que se precisa para la fabricación mediante termoformado es menos complejo que el requerido para el proceso de inyección. De modo que el equipo necesario para este proceso no es tan sofisticado y complejo como una inyectora.
Una desventaja con respecto a la inyección es la generación de mayores cantidades de material residual, así como la dificultad en la fabricación de piezas con ángulos pronunciados (esquinas).

¿CUÁL ELEGIR?

Ambos presentan una serie de ventajas para la fabricación de piezas plásticas en comparación con el proceso de inyección. La elección de uno en particular sobre otros disponibles depende en gran medida del tipo y tamaño del proyecto a desarrollar.
Con años de experiencia en el campo del desarrollo de prototipos, mediante rotomoldeo o termoformado, el CIQA (Centro de Investigación en Química Aplicada) está posicionado como un excelente socio estratégico para la Industria del Plástico, contando en su portafolio de clientes con empresas de gran renombre, entre los que se encuentra el gigante en la producción de tinacos plásticos: Rotoplas.
Agradezco al M.C. José López Rivera, al Ing. Mario Humberto Palacios Mezta, y al Tec. Sergio Zertuche Rodríguez, por el apoyo brindado en la realización de este artículo.
 

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