ROTOMOLDEO I

Introducción

El moldeo rotacional o rotomoldeo es el proceso de transformación del plástico empleado para producir piezas huecas, en el que plástico en polvo o líquido se vierte dentro de un molde luego se lo hace girar en dos ejes biaxiales mientras se calienta. El plástico se va fundiendo mientras se distribuye y adhiere en toda la superficie interna. Finalmente el molde se enfría para permitir la extracción de la pieza terminada. En los últimos años, el Rotomoldeo ha llamado fuertemente la atención de la comunidad industrial debido a las cualidades que presenta. Este proceso se va sofisticando día a día de manera que actualmente es considerado entre los procedimientos de transformación con mayor madurez tecnológica debido a las innovaciones en equipo, materiales y técnicas de control que han sido incorporados.

Este proceso ofrece gran libertad de diseño, pues es posible fabricar artículos sorpresivamente complejos con herramentales relativamente sencillas y de bajo costo que en ciertos casos sería imposible moldear con otro procedimiento.

En la fabricación de ciertas piezas huecas, con geometría de curvas complejas, pared uniforme, y “contrasalidas”, el rotomoldeo es una alternativa con menor costo frente al moldeo por soplado. Sin mencionar que debido a las bajas presiones empleadas en el moldeo rotacional se producen piezas con tensiones internas mínimas, presentando un buen comportamiento mecánico debido a su mayor solidez en comparación con las piezas producidas a través del Soplado o la Inyección.

Los niveles productivos del rotomoldeo pueden variar de algunas cuantas piezas, a cientos o miles de artículos, también es adecuado para la producción en baja escala con vista a la obtención de prototipos. Además, a causa de la libertad de diseño, este proceso sobresale entre las técnicas de alta velocidad y productividad. Además, el bajo costo de este proceso permite la experimentación con diversos materiales, distribución en el calibre de pared o con el acabado de las piezas.

Desde pequeñas piezas como los son partes de muñecas y pelotas, con las cuales el Rotomoldeo se posicionó en el mercado hace años, hasta artículos de alto desempeño físico o alta capacidad en volumen; el Moldeo Rotacional se presenta con varias ventajas frente a otros procedimientos de transformación para obtener piezas huecas tridimensionales donde las juntas del molde son prácticamente invisibles.

El moldeo rotacional transforma materiales termoplásticos, dentro de los cuales los más comunes son: Polietileno de Alta Densidad, Polivinilo Clorado en su presentación como Plastisol y Poliamida. Mientras el Plastisol tiene una consistencia liquida, el PEAD y la Poliamida se alimentan como polvos. De otra forma no podrían ser fundidos ni moldeados ya que el calor para realizar esto se transmite al material por conducción, proceso optimizado al aumentar el área de contacto en un polvo; considerando además, que en este estado el plástico puede “fluir” para tocar todas las paredes del molde mientras vaya girando.
Los espesores de pared de los artículos rotomoldeados por lo general permanecen constantes, donde el espesor puede ir de 1mm hasta el grosor que se requiera de acuerdo a las funciones de la pieza. Las paredes delgadas gemelas presentan excelentes propiedades de resistencia a la carga.

Es posible fabricar artículos tanto simétricos como asimétricos, en formas complejas y aún aquellas que presentan contrasalidas. Este proceso ofrece gran flexibilidad en cuanto al tamaño del producto, siendo factible moldear desde pequeños bulbos, para lavado auditivo, hasta tanques de almacenamiento de más de 15,000 litros; sin embargo, la mejor productividad se obtiene con moldes medianos y grandes. Las roscas, orificios e insertos metálicos se pueden incorporar a la pieza dentro del mismo proceso (dependiendo del diseño), eliminando costos por operaciones secundarias necesarias en otros procesos de transformación.

Por último, existen bajos niveles de desperdicio ya que este proceso no requiere el uso de coladas, ni bebederos. El material excedente o no deseado es poco en comparación con otros procesos para fabricar piezas huecas.

Ventajas del rotomoldeo

Realizar productos innovadores o mejorar los existentes aprovechando la potencialidad del rotomoldeo es una actividad que supone una profunda integración entre las competencias técnico constructivas, las relativas a la proyección y la creatividad.

La técnica del rotomoldeo se está imponiendo progresivamente como una importante respuesta tanto para el mundo del diseño como para una amplia gama de aplicaciones industriales.

Podemos enumerar algunas ventajas:

-Gran flexibilidad en el diseño de piezas

-Permite formas de contorno complicado con diferentes espesores y acabados superficiales.
-Fabricación del producto en una sola pieza, hueca sin necesidad de soldaduras. El espesor de la pared es uniforme y puede ser aumentado o disminuido, sin necesidad de modificar el molde.

-Se pueden fabricar piezas con insertos metálicos y otros tipos de refuerzos.
-Se adapta tanto a pequeñas como a grandes producciones. Pueden fabricarse piezas de distinto color y tamaño en un mismo ciclo.

-Bajo coste en moldes y utillaje.

-Cambio rápido del color.

DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA

El proceso de rotomoldeo consiste en cuatro pasos, tal y como se puede apreciar en la figura siguiente. Una cantidad de plástico, ya sea en forma líquida o en polvo, se deposita en el molde. Tras cerrarlo, el molde se rota biaxialmente en el interior de un horno. El plástico se funde y cubre las paredes internas del molde. El molde se retira del horno y se traslada a una zona de enfriamiento. Finalmente se abre el molde y se retira la pieza hueca.

La maquinaria de rotomoldeo es relativamente más económica que la maquinaria que se usa habitualmente en otras técnicas de procesado de plásticos. Esta técnica permite procesar distintos moldes con diferentes formas y tamaños al mismo tiempo. Los productos rotomoldeados apenas se encuentran sometidos a esfuerzos mecánicos, ya que no se usan presiones ni soldaduras. Mediante esta técnica se pueden conseguir formas y contornos complejos, piezas espumadas, dobles capas, etc. La uniformidad en cuanto a piezas con paredes gruesas es bastante buena comparada con piezas procesadas por soplado o termoconformado.

A pesar de que la maquinaria y moldes para esta tecnología son simples, es necesario el conocimiento del comportamiento de los materiales para la obtención de productos de calidad. Hay que tener en cuenta aspectos como la porosidad, la distribución de tamaño, la distribución del pigmento, el tiempo de cada ciclo, las dilataciones o compresiones, las velocidades de enfriamiento y calentamiento, el material del molde y la velocidad de rotación. Todas estas variables deben ser cuidadosamente ajustadas para evitar problemas.

Como hemos mencionado, la materia prima utilizada puede estar tanto en estado sólido (gránulos finos o polvo), tal el caso de PE, EVA y PC, como así también líquido, ejemplo: plastisol.

De acuerdo al tipo de materia prima utilizada, dependerán los tiempos de cada etapa del ciclo. Para un plastisol el calentamiento tiene la función de solidificar el material y el posterior enfriado solo tiene la función de bajar la temperatura de la pieza conformada. En el caso del HDPE, el calentamiento tiene la finalidad de proporcionar la temperatura necesaria para la fusión del material para que se disperse por toda la superficie del molde durante la rotación, mientras que la etapa de enfriado solidifica el material para la obtención de la pieza conformada

Maquinaria utilizada

La maquinaria utilizada es relativamente simple comparada con otros procesos de transformación (ejemplos: inyección, extrusión, etc.)

El rotomoldeo se puede clasificar por las diferentes formas de calentamiento utilizadas:

·        Por flama abierta

·        En hornos cerrados

En el rotomoldeo por flama abierta el calentamiento se realiza por mecheros que rodean al molde al “aire libre”. Lo que provoca que la mayor parte del calor se disipe al medio ambiente. Por otro lado estas maquinas no pueden hacer giros biaxiales al mismo tiempo. Están sometidas a realizar giros de 360 grados y el siguiente giro lo tienen en aproximadamente 45 grados. Razones por la cual no se pueden realizar piezas complejas por el método de llama abierta. En el método por horneado el molde es introducido en un horno cerrado en donde se hace girar. Este último método permite un mejor control de los parámetros de temperatura.

Flama Abierta (Dos Brazos)

En horno (desplazamiento lineal)

En estos hornos los moldes son introducidos en el horno alternativamente en un eje lineal. Mientras uno esta en etapa de calentamiento, el otro esta en etapa de enfriado y desmolde por flujo de aire proveniente de ventiladores.

Horno Basculante (Rock & Roll)

En el horno basculante o “rock and roll”, el molde gira el eje longitudinal mientras se balancea, sin completar el giro, sobre su eje lateral. Por lo general, se trata de moldes para obtención de piezas de un largo considerable como el caso de canoas de seis o más metros.

Estación simple (clam shell)

Este método cuenta con un único brazo portador de un único molde, que se introduce en un horno tipo almeja o “clam shell” para el calentamiento del material.

También existen equipos de rotomoldeo que mediante uno o mas brazos introducen el molde en un horno para la fusión del material, siendo el mismo brazo el que lo introduce en una estación de enfriamiento. Las más comunes son las siguientes.

1 Brazo 3 Estaciones

2 Brazos 5 Estaciones

CARROUSEL
 3 Brazos 3 Estaciones

CARROUSEL
4 Brazos 4 Estaciones

MOLDES PARA ROTOMOLDEO

Cada brazo puede poseer uno o varios moldes. Lo que va a depender del tamaño de pieza que se desea obtener. Para piezas relativamente pequeñas cada brazo puede poseer hasta 30 moldes individuales. El movimiento biaxial se consigue mediante un juego de engranajes cónicos que transmite el giro de un eje interno del eje de giro primario, al eje de giro secundario.

Molde de cuatro cavidades

Molde Multicavidades

MATERIALES UTILIZADOS PARA MOLDES

Comúnmente los materiales para la confección de los molde para el rotomoldeo suelen estar constituidos por lamina negra, acero inoxidable o aluminio.

Dependiendo de la superficie de los moldes se pueden lograr diferentes superficies en el producto terminado. Por ejemplo se pueden lograr superficies esmeriladas mediante la aplicación de un enarenado (sand blast) a la superficie interna del molde (en contacto con el plástico).

Lámina negra

La lámina negra es de acero blando (bajo contenido de carbono) o de hierro.

Acero Inoxidable acabado Sand blast (enarenado)

Los moldes de acero inoxidable presentan la ventaja de una mayor durabilidad que la lamina negra y el aluminio, pero presentan un mayor costo. Además, para la elaboración de moldes complejos se opta por el aluminio puesto que presenta una mayor maleabilidad.

Aluminio Fundido

El aluminio, como se ha dicho, posee una mejor maleabilidad pero requiere un modelo inicial. Lo que incrementa su costo.

Molde y producto

Molde de Aluminio De 6 Partes

Molde y producto

Moldes

Grandes dimensiones

MOLDE Y PIEZA Tanque para diesel

APLICACIONES

Las aplicaciones del rotomoldeo son amplias y variadas utilizándose principalmente en:

Productos
• Depósitos Agua, Gasóleo, Aceite
• Conductos de Aire
• Carrocerías
• Sillas
• Papeleras
• Lámparas
• Señales y rótulos
• Neveras

Sectores
• Vehículo Industrial
• Obra Pública
• Autobús
• Mobiliario Urbano
• Mobiliario de Diseño e Iluminación
• Maquinaria Agrícola

Juguetes

Fosas Sépticas

Piezas Técnicas

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