Trabajo de grado - Pregrado
Diseño y construcción de una máquina inyectora de polipropileno para fines académicos e investigativos en el programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Córdoba.
Autor
Nova Arrieta, Manuel Antonio
Peinado Agresott, Wendy Vanessa
Institución
Resumen
Across the board, thermoplastic polymers are used for different purposes and as a result,
its production is highly demanded in the market. Among the methods used for the
casting of plastics, the most commonly used is the injection process which novice
engineers need to know and be familiarized with.
To meet that end, it was designed and built a vertical injection machine of thermoplastic
which purpose is to inject polypropylene in a quantity that can be up to 120 grams. This
machine is aimed to be integrated to the pedagogy and research in the mechanic
engineering program of the University of Cordoba. To design this machine, it was
necessary to start from the use of vertical die-cut and packing of metal plates which
belongs to the University of Cordoba. Subsequently, some parts were subtracted as well
as some components were added; important concepts were involved, such as heat
transfer, hydraulics, engineering materials, materials mechanic, and the design of
machinery for completing the whole design. From the quantity of the maximum mass to
inject, there were established different parameters to the machine and the dimensioning
of all its parts.
In order to validate this project, all the parts were carefully examined to assure that any
of them may have porosities inside or outside, and that each of them meet all the
requirements in terms of dimensions. Crucial parameters during the process are
operating temperature, time of sustained pressure, type of material and mold preheating. 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 17 2. OBJETIVOS ........................................................................................................ 19 2.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................. 19 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................ 19 3. REVISIÓN DE LITERATURA ......................................................................... 20 3.1. MARCO TEORÍCO ...................................................................................... 20 3.2. ESTADO DEL ARTE ................................................................................... 24 4. METODOLOGÍA ............................................................................................... 27 4.1. CARACTERÍSTICAS Y PARÁMETROS ................................................... 27 4.2. DISEÑO ESQUEMATICO ........................................................................... 28 4.3. DISEÑO DE LA MÁQUINA DE INYECCIÓN VERTICAL PARA POLIPROPILENO ................................................................................................... 31 4.4. CONSTRUCCIÓN ........................................................................................ 61 4.5. VALIDACIÓN .............................................................................................. 61 5. RESULTADOS Y ANÁLISIS ............................................................................ 63 5.1. DISEÑO DE LA MÁQUINA DE INYECCIÓN TIPO VERTICAL PARA POLIPROPILENO ................................................................................................... 63 5.2. CONSTRUCCIÓN DE LA MÁQUINA INYECTORA DE PLÁSTICOS TIPO VERTICAL .................................................................................................... 93 5.3. VALIDACIÓN ............................................................................................ 108 6. CONCLUSIONES ............................................................................................. 117 7. RECOMENDACIONES ................................................................................... 118 8. GUIA DE PRÁCTICAS ................................................................................... 119 9. GUÍA DE MANTENIMIENTO ....................................................................... 130 10. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 132 11. ANEXOS ............................................................................................................ 134 A nivel global los polímeros termoplásticos son utilizados para una gran cantidad de funciones y por ende su producción es muy solicitada en la industria. Existen varios métodos para el moldeado de plásticos, pero el más usado y difundido es el proceso de inyección por lo cual es importante que ingenieros en formación conozcan y se familiaricen con dicho proceso.
Atendiendo esa necesidad, se diseñó y construyó una máquina inyectora vertical de termoplásticos con el propósito de inyectar polipropileno con una cantidad de hasta 120 gramos y cuya finalidad es implementarse para la pedagogía e investigación en el programa de Ingeniería Mecánica de la universidad de Córdoba. Para el diseño de esta máquina se partió del uso del equipo de troquelado y embutido vertical de láminas metálicas perteneciente a la Universidad de Córdoba, al cual se le sustrajeron partes y añadieron componentes; se involucraron conceptos de transferencia de calor, hidráulica, materiales de ingeniería, mecánica de materiales y diseño de máquinas para complementar el diseño. A partir de la cantidad de masa máxima a inyectar se establecieron varios parámetros de la máquina y se dio el dimensionamiento de sus partes.
Para la validación, se constató que las piezas obtenidas resultaran sin porosidades en la superficie o el interior y con las dimensiones deseadas; los parámetros determinantes durante el proceso son temperatura de funcionamiento, tiempo de sostenimiento, tipo de material y precalentamiento del molde. Pregrado Ingeniero(a) Mecánico(a)