TEMA3. LOS PLÁSTICOS

3º E.S.O.

LOS PLÁSTICOS. Diseño e impresión 3D

Beatriz Gómez Martín

Índice

1. Materiales plásticos

2. Tipos de plásticos

3. Conformado de plásticos

4. Mecanizado de plásticos

5. Impresión 3D

¿Sabías que existen plásticos de origen natural?

De origen animal y vegetal: CAUCHO - LÁTEX RESINA CASEÍNA CELULOSA ALMIDÓN

MATERIALES PLÁSTICOS

Los plásticos son materiales formados por cadenas de átomos de carbono e hidrógeno. Estas cadenas se denominan polímeros, y las moléculas que las constituyen son los monómeros.

Etileno (monómero)

Polietileno (polímero)

TIPOS DE PLÁSTICOS

Atendiendo a su estructura interna:

Termoplásticos

Termoestables

Elastómeros

TERMOPLÁSTICOS

Los materiales termoplásticos son plásticos que se ablandan con el calor y que se pueden moldear y volver a fundir tantas veces como se desee, debido a la débil unión de sus polímeros.

TERMOPLÁSTICOS

• Es el más común.
• Buena resistencia química.
• No es tóxico.
• USOS: botellas, bolsas, tuberías, contenedores....

POLIETILENO (PE):

• Es transparente y muy ligero.
• Si se le añade un espumante se forma el poliestireno expandido (corcho blanco o porexpán).
• USOS: embalajes y aislamientos térmicos.

POLIESTIRENO (PS):

• Es muy resistente a la abrasión y a los impactos.
• USOS: tuberías, aislamientos de cables, perfiles de puertas y ventanas.

POLICLORURO DE VINILO (PVC):

• Fácilmente moldeable y coloreable.
• Resistente a los disolventes y a las fracturas.
• USOS: juguetes, carpetas, embalajes, etc..

POLIPROPILENO (PP):

• Apto para el uso alimentario
• Reciclable
• Transparente y fácilmente coloreable
• USOS: botellas

tereftalat0 de polietileno (Pet):

• Muy resistente a los productos químicos y a las altas temperaturas.
• Excelente antiadherencia.
• USOS: Recubrimiento de sartenes y otros utensilios de cocina.

teflón

• Es muy resistente a los impactos y al calor.
• Presenta una buena transparencia óptica.
• USOS: Techos transparentes y traslúcidos, pantallas de separación...

Policarbonato (pc)

Termoestables

En los materiales termoestables, las cadenas de polímeros están entrelazadas formando redes. Los plásticos podrán ser moldeados mediante calor, pero una vez conformados no pueden volver a fundirse para darles una forma diferente.

termoestables

• Es resistente a las altas temperaturas y a los productos químicos.
• USOS: encimeras de cocinas.

MELAMINA:

• Duro y frágil.
• USOS: mangos de útiles de cocina, enchufes, accesorios eléctricos...

BAQUELITA:

• Rígidas y frágiles.
• Se suelen reforzar con fibra de vidrio para darles resistencia.
• USOS: embarcaciones, piscinas de jardín....

RESINAS DE POLIÉSTER:

ELASTÓMEROS

Son materiales muy flexibles que recuperan su forma y su dimensiones cuando dejan de actuar aobre ellos las fuerzas externas. Se degradan fácilmente con el calor y no pueden volver a fundirse una vez moldeados.

ELASTÓMEROS

• Puede ser natural o sintético.
• Elástico
• USOS: Neumáticos, mangueras, gomas elásticas...

CAUCHO

• Flexible
• Aislante
• Impermeable
• USOS: Trajes de inmersión

NEOPRENO

conformado de plásticos

Maneras de dar forma estable a los plásticos. Los más habituales son:

El material plástico se vierte por la tolva, cae sobre un tornillo sin fin giratorio que empuja el plástico por un tubo caliente donde se funde y sale al exterior con la forma de la boquilla de la extrusora. A continuación el producto se refigera.USOS: materiales termoplásticos para obtener productos largos como tubos y perfiles.

EXTRUSIÓN

MOLDEO POR INYECCIÓN

El plástico fundido se inyecta en un molde frío, donde solidifica. Una vez enfriado, se abre el molde y se extrae el objeto.USOS: carcasas de electrodomésticos, juguetes, cubos, cuencos de cocina, etc..

MOLDEO POR COMPRESIÓN

Este procedimiento se utiliza con plásticos termoestables. El plástico se sitúa entre un molde y un contramolde. Por presión y calor, el plástico se funde y adquiere la forma deseada. USOS: Con plásticos termoestables para hacer piezas pequeñas, como clavijas o enchufes.

soplado

Se parte de un tubo conformado por extrusión y se insufla aire en su interior, hasta que se dilata y toma la forma de un molde.

CONFORMADO AL VACÍO

Las láminas termoplásticas se calientan y se depositan sobre un molde. A continuación se hace el vacío y se obliga a la lámina a adoptar la forma del molde. USOS: envases de yogur, hueveras, bandejas para bombones, etc...

MECANIZADO DE LOS PLÁSTICOS

Las operaciones de mecanizado incluyen todas las técnicas utilizadas para dar a las piezas su acabado definitivo.

RECTIFICADO

FRESADO

torneado

Consiste en pulir la superficie de la pieza y permite eliminar las rebabas y el material sobrante

La pieza plástica se sujeta y se gira. Mientras gira una cuchilla va conformando su aspecto exterior.

Consiste en desbastar la pieza mediante una herramienta rotativa con varios dientes.

REPERCUSIONES MEDIOAMBIENTALES

• Los plásticos generan muchos residuos.
• En su mayor parte no son biodegradables, no se degradan con el paso del tiempo. Por ejemplo el PVC.
• Procesos de reciclado costosos.
• Durante el reciclado se pueden emitir gases nocivos a la atmósfera.
• Los plásticos que podemos reciclar son los termoplásticos, éstos se lavan, se trituran, se introducen en una extrusora, donde mediante calor se funden para moldear piezas nuevas. Este proceso se llama RECICLADO MECÁNICO.

IMPRESIÓN 3D

Los materiales TERMOPLÁSTICOS gracias a su facilidad de fundir y conformado son los que se utlizan para la impresión 3D.

LAYBRICK

ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)

PLA(Poliácido láctico)

Formado por materiales plásticos y yeso. Las piezas tienen aspecto de arenisca.

• Muy tenaz
• Duro
• Rígido
• Aguanta altas temperaturas
• Muy resistente
• Presenta flexibilidad
• La pieza necesita cama caliente
• En la impresión se emiten gases nocivos
• No es biodegradable
• Es reciclable

• Creado a partir de materiales naturales (maíz o caña de azúcar)
• Biodegradable
• En la impresión no emite gases nocivos.
• Resiste bien a la humedad.
• Estable a la radiación ultravioleta.
• No necesita cama caliente.
• Las piezas no resisten temperaturas muy altas.
• Mecanizado y pintura más complejos que ABS.

LAYWOO-D3

Filamento formado por un polímero y un 40% de polvo de madera. Las piezas tienen aspecto de madera.

FILAFEX

Filamento elástico con poliuretano y otros aditivos. Se utiliza para imprimir zapatillas, prótesis, carcasas de móviles...

ABS

PLA

Laybrick

Filaflex

Laywoo

IMPRESORAS 3D

Es una impresora 3D es una máquina capaz de imprimir figuras con volumen a partir de un diseño hecho por ordenador.

Las impresoras 3D pueden utilizar dos tecnologías:

• COMPACTACIÓN: Una masa de polvo se va compactando por estratos.

• ADICIÓN DE POLÍMEROS: El material se va añadiendo por capas hasta crear la forma deseada.

PROCESO DE IMPRESIÓN 3d

DISEÑO

Es la primera etapa del proceso, diseñar la pieza a imprimir. Se pueden utilizar programas como : Sketchup, Tinkercad, OpenSCAD, AutoCAD, etc.El diseño se guarda con formato STL.

LAMINADO

En esta etapa se traduce el fichero STL de la pieza que hemos diseñado en un formato que la impresora entienda, el GCODE.Los programas de laminado determinan las capas de plástico necesarias para conformar la pieza diseñada. Los más utilizados son: Cura y Slic3r

IMPRESIÓN

Es la última etapa, en ella el archivo GCODE anteriormente generado se copia a una tarjeta de memoria y se introduce en la impresora 3D.