Rompiendo las barreras del Sonido…
Desarrollo ULTRAMELT
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Desde hace algunos años y en común acuerdo, cuatro Asociaciones europeas de la industria del plástico, están realizando un trabajo conjunto con sus empresas asociadas, para el desarrollo te un proceso innovador en el sector de Extrusión y del moldeo por Inyección. El nuevo proyecto denominado ULTRAMELT, está dirigido a la investigación sobre aplicaciones de la vibración ultrasónica para mejorar la fluidez del polímero durante el proceso anteriormente mencionado, a través de la reducción de la viscosidad en el fluido. |
Durante la K 2004, muchas fueron las novedades tanto a nivel técnico como comercial que se pudieron observar durante los días de exhibición.
Parte de esas novedades no implican grandes desarrollos tecnológicos, sino más bien una continuidad técnica que día a día mejora la calidad industrial y con ello una mejora de calidad y costo de los productos. Sin embargo lo que sí llamó la atención, fue el avance preliminar de un desarrollo que ya tiene más de 3 años en continua investigación, y ha dado los primeros pasos en pro de un resultado realmente innovador para la industria del plástico.
Durante el proceso de extrusión, las mediciones de reología realizadas, mostraron que cuando se reduce la viscosidad por el efecto de aplicaciones de ultrasonido, se logran valores de aumento de fluidez de entre 40 y 60%, claro está dependiendo de los materiales que se utilicen. Por otra parte y como efecto inmediato, no existe durante el proceso un aumento sustancial de la temperatura, lo que ha sido auspicioso en los primeros resultados.
Se han realizado cuantiosos ensayos de caracterización de los materiales, luego del proceso de aplicaciones de ultrasonido, y se ha demostrado que no hay variaciones relevantes de las propiedades mecánicas.
El efecto del ultrasonido no es permanente, pero aporta grandes beneficios al proceso de extrusión, y particularmente en lo que refiere a una mejora real del rendimiento y velocidad del proceso.
Con respecto al proceso de inyección, se ha probado, utilizando prototipos, que con el ULTRAMELT se aumenta la longitud del flujo del polímero hasta un 200%. Esto ocurre ya que con este proceso que aumenta la fluidez, la velocidad del tornillo aumenta durante la inyección, pero siempre en determinados materiales, y siempre en las mismas condiciones de proceso.
Cuando se aplica el sistema de ultrasonido, desciende la viscosidad del fundido y como consecuencia la presión que se requiere durante la fase de llenado desciende.
Utilizando el mismo tamaño de pieza y las mismas condiciones de proceso, se puede reducir el tiempo de inyección para el moldeado en un 40%, caso algunos PP, dónde se ha alcanzando con la misma presión de inyección, el mayor aumento en la fluidez.
Se ha comprobado también que la influencia del proceso ULTRAMELT depende del índice de fluidez del material, del tipo de polímero y de las condiciones del proceso que se utilicen.
El trabajo que se está desarrollando utilizando el método de vibración por ultrasonido, genera muchas preguntas, como por ejemplo: ¿Es la correcta frecuencia para el tipo de material?, ¿El proceso tiene efecto en la vida útil de los componentes?, ¿Cuáles son las ventajas potenciales de un flujo de estas características?
Todo apunta a mejorar propiedades de piezas de paredes delgadas, con menores riesgos de los materiales a una degradación, lo que hace ideal para toda una tecnología nano, micro compuestas. Se está trabajando en la investigación del proceso para reducir hasta un 33% el grueso de la pared que forma la pieza, sobre la base de estudios ya realizados. Todo esto, lleva a pensar en una mejora real y considerable respecto al consumo de energía.
Una hipótesis, que ha generado gran credibilidad, es referente a la estructura molecular del sustrato, que una vez tratado con los ultrasonidos aumenta el grado de alineación de las moléculas del polímero provocando una reducción temporal de la viscosidad.
Actualmente todo el desarrollo y los trabajos están centrados en distintos tipos de polipropilenos, con diferentes grados de índice de fluidez, sin descartar el estudio sobre otros materiales.
El proceso Ultramelt utiliza la vibración ultrasónica de manera novedosa y original, y ya se han presentaron solicitudes de patentes en el año 2002.
Para todo este proyecto, colaboran distintas entidades ya sea apoyo logístico o técnico como en el Reino Unido, donde se realizará el estudio del diseño y desarrollo del sistema de inyección. Por otra parte, en Alemania, se llevará a cabo el desarrollo del ultrasonido, diseño y fabricación del sistema, por su parte en España se ocuparán del desarrollo de herramientas para el estudio reológico del proceso, caracterización del efecto de los ultrasonidos sobre el material, y por último en Italia, se llevará a cabo la tarea de formación, pruebas, certificados y ayuda logística a los transformadores de plásticos.
Más información: www.ultramelt.org
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