//Xuskyinsession\\: Rotomoldeo

Hola a todos,

Seguimos con la sección de procesos industriales, en este caso, la "estrella" es el rotomoldeo.

De este proceso, en la carrera que estudie, solo oí de su existencia, pero a lo largo de mi corta trayectoria profesional, he tenido oportunidad de verlo en "directo" gracias a mi buen amigo Ximo; es un proceso que impresiona, ya que generalmente, las piezas son de grandes dimensiones, con lo que ello supone, todo grande... maquinaria, moldes, cantidades de material... además, se saca manualmente la pieza obtenida y el ritmo de fabricación puede ser de 1 piezas por hora o mas...

El rotomoldeo es un proceso de elaboración de materiales termoplásticos que permite obtener cuerpos huecos de cualquier tamaño y forma. Se trata de una tecnología que se distingue de los convencionales procedimientos de moldeo por inyección y soplado, resultando especialmente indicada para la producción en pequeñas series de artículos que también son geométricamente complejos, piezas de grandes dimensiones y cuerpos huecos que no es posible obtener de otra manera. El procedimiento nace para la producción de recipientes, aprovechando la posibilidad de obtener inmediatamente productos huecos sin posteriores fases de soldadura y montaje. Las aplicaciones se han multiplicado gracias también a la constante evolución de la investigación aplicada a los polímeros empleados en el proceso: polietileno (LLDPE, LDPE, LHDPE, HDPE), polietileno reticulado, polipropileno, E.V.A., nylon, policarbonato, PVC, etc.

Resumiendo, las ventajas más importantes de este proceso:

máxima versatilidad: posibilidad de obtener simultáneamente y con la misma máquina artículos de diferentes formas y tamaños;
campo casi ilimitado en el diseño del artículo a producir: piénsese en la forma de algunos colectores o recipientes perfilados;
inversión inicial limitada si se compara con la capacidad de producción;
los artículos de forma compleja pueden moldearse en un cuerpo único conservando la homogeneidad del espesor de las paredes;
se pueden realizar simultáneamente artículos de distintos espesores;
se pueden cambiar fácilmente colores y materiales;
pueden producirse también artículos de doble pared;
las bajas presiones utilizadas y las velocidades reducidas de las rotaciones minimizan el desgaste de los moldes y de las piezas mecánicas;
posibilidad de dimensionado diferenciado de los artículos en función de la rigidez deseada y de la fuerza de choque soportable;
aplicación "automática" de las aplicaciones de metal, plástico y goma;
limitadísimas cantidades de desperdicios: correspondencia casi absoluta de la cantidad de material necesario con la cantidad empleada. Los restos de elaboración resultantes son en todo caso los que produce el desbarbado o la eliminación de algún apéndice;
bajo coste de los moldes y reducción de los costes de gestión.

El procedimiento de base es sencillo. Un polvo o polímero liquido se introduce en el molde que, girando simultáneamente sobre dos ejes perpendiculares, primero se calienta y luego se enfría. La formación del manufacturado se produce de forma diferente según si el material empleado es polvo o líquido. El polvo (normalmente polietileno) durante la fase de calentamiento, forma inicialmente una película porosa en la superficie interna del molde a la que se adhiere luego el resto del material que se había vuelto gradualmente fluido para formar una capa uniforme que se solidificará, a continuación, en la posterior fase de enfriamiento. El material líquido (normalmente PVC y PLASTISOL) se desliza en cambio a lo largo de las paredes del molde y se calienta hasta alcanzar la temperatura en la que el fluido se solidifica, asumiendo la forma del molde que, posteriormente, se enfriará con un baño de agua o con aire soplado.

La fase de enfriamiento para algunos productos es crucial porque cada material requiere tiempos diferentes de bajada de la temperatura, generalmente más largos que los del polietileno. La última fase es la de la apertura del molde para la extracción del producto manufacturado obtenido y la introducción de nueva materia prima para el siguiente ciclo.

El sistema más extendido de rotomoldeo utiliza una unidad giratoria horizontal, comúnmente llamada carrusel, dotada de 3, 4 o más brazos porta moldes que se hacen pasar de forma automática por las diferentes estaciones de trabajo (carga, curado, enfriamiento, extracción del manufacturado). Se utilizan diferentes tipos de calentamiento aunque está comprobado que el sistema mediante aire caliente forzado es el más limpio, el menos costoso y el más seguro.

Como se puede ver, el ciclo está completamente automatizado: sólo las operaciones de carga/descarga son manuales y esto es probablemente el precio que hay que pagar por la gran versatilidad del procedimiento. La tecnología para una completa automatización ya está disponible pero se utiliza poco porque reduce sensiblemente la flexibilidad. Por el momento sólo los sistemas automáticos de pesaje y dosificación de la resina son económicamente aplicables.

Aunque la fase de enfriamiento normalmente se considera la menos importante, la investigación ha demostrado que un correcto control del ciclo de enfriamiento puede proporcionar equilibrio dimensional, mejorando las propiedades físicas del producto manufacturado. Según las características químicas del polímero, la fase de enfriamiento produce efectos diferentes sobre las propiedades físicas del producto manufacturado. En los polímeros cristalinos es deseable que se produzca la mínima distorsión de los cristales, sobre todo cuando son necesarias buenas características de resistencia a las bajas temperaturas. En los polímeros amorfos en cambio, el enfriamiento tiene un efecto mínimo sobre las características físicas del producto acabado, ya que no se produce un aumento de los cristales que hay que tener bajo control.

Respecto a la maquinaria, la gama de las máquinas disponibles va de las pequeñas y sencillas instalaciones para el desarrollo explorativo y para el uso de laboratorio con un brazo y una cámara de moldeo, a las instalaciones complejas con brazos que pueden gestionarse independientemente, de diámetro esférico de hasta 5.000 mm, capaces de grandes volúmenes productivos y para productos manufacturados voluminosos.

Recientemente se han diseñado y realizado diferentes máquinas para el rotomoldeo del tipo lanzadera (Rock & Roll machine) para el moldeo de los artículos más grandes. Una de estas máquinas produce normalmente recipientes de más de 40.000 lt. Con este tipo de máquinas, el molde y el material se montan en una gran lanzadera independiente que se mueve sobre pistas para el desplazamiento del horno a la cámara de enfriamiento.

Los moldes, si se comparan con el equipamiento para el moldeo por inyección o soplado, los moldes para el rotacional son seguramente más económicos. En la construcción se utilizan varios tipos de metales. Los más prácticos para la producción de artículos pequeños o de tamaño mediano con cavidades múltiples, son los moldes de fusión de aluminio. El coste varía según la calidad o los detalles que requiera el producto acabado. Los moldes de níquel electroformado se utilizan para el moldeo de pequeños artículos de PVC y tienen la ventaja de una buena reproducción de la superficie, sin los problemas de porosidad que a menudo se encuentran con los moldes en fusión de aluminio. La chapa se utiliza normalmente para moldes prototipos y para la producción de grandes artículos, generalmente recipientes cilíndricos y otras formas sencillas.

Moldes de rotomoldeo... en este caso de un deposito de agua...

Los artículos que pueden fabricarse por rotomoldeo aumentan continuamente tanto por las innovaciones implementadas en las instalaciones como por las investigaciones sobre los materiales. Los artículos más típicos son: recipientes de almacenamiento y de alimentación, recipientes para productos químicos, recipientes para almacenar el agua, elementos de mobiliario para oficinas, menaje, artículos de jardín, bidones para residuos, globos para la iluminación, barcas, canoas, juguetes de diferentes tipos, muñecas, etc. Para un listado más detallado, consultar la ficha adjunta.

Ejemplo de una pieza diseñada para fabricarse por rotomoldeo...