TERMOFORMADORA Arias Inty, Chazi Andres, León Fausto, Pillajo Israel, Sinchico Marco, Tixilima Andres, Visarrea Kevin. Universidad Técnica del Norte Ibarra – ecuador
[email protected]
Resumen.Resume n.- El presen presente te proyec proyecto to ene ene como como fn la elabor elaboraci ación ón de una termo termoor ormad madora ora,, ulizando uliz ando materiales materiales de ácil acceso acceso y el detallado detallado de las técnicas que se ulizaron ulizaron para el diseño y elaboración de cada una de las partes de la termoormadora.
1. INTR INTROD ODUC UCC CIO ION N En la actualidad es dicil imaginar que algún sector, producvo o económico, que pueda prescindir de los pláscos, basta una simple visualización a nuestro alrededor para verifcar la importancia que enen estos materiales en nuestro diario vivir, la producción de pláscos connuará creciendo, abarcando disntos sectores, principalmente por sus caracteríscas y su relación costo-benefcio, ellos presentan gran variedad de propiedades, algunas de las cuales no son posibles de obtener en otros materiales[ CITATION VIV17 \l 12298 ]. Después de un estudio respecto a las dierentes necesidades, que enen los estudiantes de Ingeniería en conocer y entender las aplicaciones práccas de las nuevas tecnologías en las maquinarias y equipos nos inclinamos por combar el temor de la comunidad estudianl con respecto a la creación de proyectos que trabajen a parr de materiales reciclados como el plásco[ CITATION VIV17 \l 12298 ]. Con este proyecto aportaremos de orma importante para que las uturas generaciones puedan entregar a la comunidad sus conocimientos técnicos con las garanas necesarias. El proyecto propuesto generará las ideas adecuadas para impulsar el desarrollo empresarial con conocimientos teóricos, práccos, enocados principalmente al ortalecimiento y creación de talleres industriales de nuestra Universidad. Planteamiento del Problema En la Universidad Técnica del Norte, dentro de la Faculta de Ingeniería en Ciencias Aplicadas se debe incenvar a los estudiantes en lo que respecta a la creación de proyectos que estén desnados a la abricación de máquinas industriales que trabajen con materiales reulizables y de esta manera, aplicando los conocimientos adquiridos en las aulas, sasagan necesidades dentro de la instución y sus alrededores. A. Jusfcación Movar a los estudiantes sobre el desarrollo de nuevas tecnologías, mediante la creación de máquinas como la termoormadora siendo este tema una interesante opción para proyectos uturos dentro de la acultad, generando la opmización de
proyectos ya existentes e ingresos económicos para estudiantes.
B. Obje Objev vo o Gene Genera rall Determinar el diseño y construcción de una máquina de termoormado y de esta manera dar a conocer a los estudiantes un equipo nuevo eh innovador.
2. Marco Te Teórico Termoormado El termoormado es un proceso de transormación en el cual una lámina de plásco es calentada y toma la orma de un molde sobre el cual esta lamina se coloca. El termoormado puede realizarse por medio de temperatura, presión y vacío. Las ventajas del termoormado es la ulización de pocas herramientas, costo de ingeniería baja y en especial menos empo, lo que hace que el termoormado sea ideal para el desarrollo de protopos y para una baja candad de producción[ CITATION Ter17 \l 12298 ]. Caleacción Es el método o sistema, sistema, mediante mediante el cual se aplica aplica calor a algo o a alguien alguien con la fnalidad de mantener o elevar su temperatura, el calor es transmido mediante radiación las cuales son disipadas por resistencias de dierentes pos. El plásco de vinil (Policloruro de vinilo (PVC) (C ( C2H3Cl Cl))n2 )) es un material transparente que comienza a deormarse a los 80 °C, este material ene una buena resistencia eléctrica. La temperatura del molde ene quizás un eecto menos importante, las temperaturas de molde altas producen niveles más bajos de tensión en el molde y, en consecuencia, mejor resistencia al impacto, mejor resistencia al agrietamiento por esuerzo y mejor rendimiento a la aga[ CITATION Ter17 \l 12298 ]. Succión de Aire Es un si sist stem emaa en el cual cual po porr me medi dio o de un unaa he herr rram amie ient ntaa qu quee si sirv rvaa pa para ra succ succio iona narr aire(aspiradora) absorbe el aire que se encuentra retenido ya sea en una cámara sellada o al ambiente. El proceso de terormado mediante succión de aire orece una gran ventaja con respecto a otros procesos, ya que genera presiones muy bajas, lo que permite que los moldes con los que vamos a trabajar tengan un costo accesible[ CITATION Moo16 \l 12298 ] . Formado: consiste en dar la orma del molde a la lámina de plásco; existen tres categorías básicas: termoormado por presión o soplado, termoormado por vacío y termoormado mecánico. Termoormado a Presión Una alternava del ormado al vacío involucra presión posiva para orzar al plásco caliente dentro de la cavidad del molde. Esto se llama termoormado a presión o ormado por soplado; su ventaja sobre el ormado al vacío vacío radica en que se pueden desarrollar presiones presiones más altas, ya que que en el méto método do ante anteri rior or este este pará paráme metr tro o se lilimi mita ta a un máxi máximo mo teór teórico ico de una una atmósera[ CITATION VIV17 \l 12298 ].
la lámina de plásco precalentada se sopla contra un molde hembra. Para esto se fja la lámina como tapa del molde, se la calienta hasta que sea termo exible y luego se aplica aire precalentado y comprimido hasta 150 psi [2]. Plásco Según la real academia española de la lengua defne al plásco como un material que se puede moldear ácilmente, El plásco es un polímero de alto peso molecular de moléculas orgánicas. En términos generales los pláscos, por ser materiales inertes (no reacvos) rente a la mayoría de las sustancias liquidas, solidas, gaseosas comunes, muestran mejores propiedades químicas que los materiales tradicionales como: papel, cartón, madera, metales, superadas únicamente por el vidrio[ CITATION Ter17 \l 12298 ]. Termodinámica La termodinámica es la parte de la sica que estudia las transerencias de calor , la conversión de la energía y la capa capaci cida dad d de los los sist sistem emas as pa para ra pr prod oduc ucir ir trabajo. La Lass le leye yess de la termodinám term odinámica ica explican explican los comportami comportamientos entos globales de los sistemas sistemas macroscópicos macroscópicos en situaciones de equilibrio[ CITATION FIS16 \l 12298 ]. La equivalencia que se uliza es:
Deormación de cuerpos La deormación es el cambio en el tamaño o orma de un cuerpo debido a esuerzos internos producidos internos producidos por una o más uerzas aplicadas uerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica. térmica. Existen tres temperaturas en los materiales polímeros
Temperatura de degradación (Td). A esta temperatura se rompen los enlaces covalentes de la cadena. El eecto es disminuir el peso molecular, haciéndole mas rágil. Temperatura de transición vítrea (Tg). Es la temperatura a la cual las zonas amoras de los polímeros se comportan como un líquido muy viscoso. Temperatura de usión (Tm). Es la temperatura a la cual los cristales que pueden exisr en la materia desaparecen y la uerza da atracción entre las cadenas disminuye, haciéndolo que las cadenas puedan uir.
3. Desarrollo 3.1 materiales 3.1.1 Madera de pino La madera es un producto estéco elegido como base en muchos ámbitos por sus propiedades naturales. siendo un producto ácilmente transormable y procesable oreciendo propiedades mecánicas que solo la madera puede orecer, sólo sure de no garanzar durabilidad sufciente en ciertas condiciones exteriores. no obstante, previamente tratada la madera se convierte en una solución duradera adecuada. entre todas las especies, la madera de pino es la que proporciona la mejor aceptación de los tratamientos necesarios para durar.
3.1.2 Ángulos de hierro Las estructuras son el elemento básico de toda construcción y su unción es recibir y transmir su peso y las uerzas exteriores. Por su orma y bajo peso presentan un mejor comportamiento a es esue uerzo rzoss de torsión torsión y resist resistenc encia ia a la ondulaci ondulación. ón. Facili Facilidad dad de montaj montaje, e, permite permite la realización de uniones simples simples por soldadura y al combinarse con la madera es muy resistente resistente a esuerzos de toda clase, como tracción, compresión, cortante, torsión, curvas, temperaturas variables etc.
3.1.3 Resistencia de calentamiento Son alambres o varillas gruesos con espacio en el centro y muy resistentes al calor ya que pueden pue den resis resisrr temper temperatu aturas ras hasta hasta los 100 grados grados cengr cengrado adoss esta esta dispos disposici ición ón es muy convenient conve nientee para conseguir conseguir una una elevada elevada potencia potencia específca específca en en kW. Nosotros Nosotros ulizamos ulizamos varillas de varillas de 5 mm de diámetro, soportadas por ganchos metálicos de acero cerámico de silimanita.
3.1.4 Motor de aspiradora 110 v 60Hz La caracterísca principal de un motor de aspiradora es que es un motor en serie, su principal ventaja es que a menos presión = más velocidad a más velocidad = más revoluciones del motor y por tanto más uerza de aspiración. Lo que para una termoormadora es ideal su orma de trabajo.
3.2 Proceso de construcción de la maquina termormadora 3.2.1 Sistema de caleacción Para el sistema de caleacción lo primero que se hiso ue una caja ulizando la madera de pino, la cual tenía las siguientes medidas 47 cm de largo, 35 cm de ancho y 17cm de altura y en el interior se procedió a pegar latas de latón en las paredes y parte inerior de la caja.
Después de tener la caja armada procedimos a colocar las resistencias las cuales lo sacamos de un horno de cocina, las cuales las moldeamos hasta obtener una orma cuadrada y en sus extremos colocamos piezas de porcelana.
Después se procedió hacer unos orifcios en las cajas a una altura de 10 cm donde se incrustarán las resistencias, de los extremos de las resistencias se izó una conexión en paralelo y se procedió a la prueba y en eecto si uncionaba ya que las resistencias transmian calor.
3.2.2 Sistema de presión Al igual que el sistema de caleacción se procedió hacer una caja de madera de pino con las dimensiones de 43cm de largo, 37 de ancho y 15 de altura, en el cual en la parte inerior se procedió hacer un orifcio circular de 10 cm de diámetro donde se colocó el motor de aspiradora, se aseguró el motor con silicona industrial, después se procedió a elaborar una tapa la cual estaba hecha de triples y en su interior se realizó orifcios a una distancia de 3 cm, se selló la tapa con la caja con silicona.
Después se procedió a construir una úlma caja la cuya servirá de soporte para la maquina con unos diámetros de 43 de Larco, 37de ancho y 7 de altura. 3.2.3 sistema de armado Con los ángulos de hierro se losorifcios corto aen 150 después procedió hacerlastornillos respecvos cálculos y medidas para hacer loscm ángulos en se donde colocaremos para asegurar la máquina de termoormado.
Después se procedió a colocar cada caja en su lugar la caja de caleacción en la parte superior y a unos 60 cm la caja de presión y en la parte inerior la caja de soporte y con la ayuda de un taladro procedimos a asegurar las cajas con tornillos.
