ES2616962T3 - Método para conformar un producto moldeado hueco - Google Patents

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ES2616962T3 ES11806931.9T ES11806931T ES2616962T3 ES 2616962 T3 ES2616962 T3 ES 2616962T3 ES 11806931 T ES11806931 T ES 11806931T ES 2616962 T3 ES2616962 T3 ES 2616962T3
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Abstract

Un método para fabricar una parte moldeada hueca, caracterizado por comprender: una etapa de rociado para formar una capa de resina (122) rociando resina líquida con un potencial eléctrico diferencial relativo al molde en un molde-(110) con capacidad de separación en dos o más partes de un accesorio de rociado (116) insertado desde una parte de abertura (112) en dicho molde, una etapa de solidificación para solidificar la capa de resina (122) utilizando un accesorio de irradiación de ondas electromagnéticas de solidificación (150) en lugar del accesorio de rociado, una etapa de separación de moldes para abrir el molde (110) con respecto al accesorio de irradiación electromagnética (150) y separar la capa de resina solidificada (122) del molde (110) mientras que se encuentra en el accesorio de irradiación electromagnética (150), y una etapa de extracción para retirar la capa de resina (122) que se encuentra en el accesorio de irradiación electromagnética (150) del accesorio de rociado (116).

Description

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DESCRIPCION
Metodo para conformar un producto moldeado hueco Campo tecnico
La presente invencion se relaciona con un metodo de fabricacion y aparato para una parte moldeada hueca fabricada mediante rociado de un material de moldeo en un molde utilizando el principio de recubrimiento electrostatico.
Tecnica previa
La fabricacion de partes moldeadas huecas se lograba de forma convencional extrudiendo una resina viscosa termoplastica en una forma de tubena y expandiendola mediante soplado con aire en el metodo de formacion por soplado directo o fabricando un cuerpo preformado en la forma de una tubena de prueba mediante moldeado por inyeccion y luego moldeado por inyeccion-soplado para expandir la parte a traves de soplado de aire o similar.
El moldeo por soplado directo se puede realizar solamente con un molde hembra y las partes moldeadas huecas de resina laminada se pueden fabricar de forma economica mediante extrusion simultanea de multiples resinas. Dado que el moldeado por inyeccion-soplado fabrica preformas, el peso del producto final, el grosor de las paredes y similares del producto final moldeado son estables, de forma de poder fabricar de forma eficaz partes producidas en masa.
No obstante, debido a que estos moldeos por soplado estiran la resina, surge el problema de que se crean puntos gruesos y finos en la resina dependiendo de la cantidad de estiramiento (la relacion de soplado).
Asimismo, debido a que estos metodos de moldeo homogenizan la viscosidad de resina, es necesario amasar la resina en la etapa previa al moldeo por soplado, para liberar las burbujas de aire en la resina fundida, lo que lleva al problema de la necesidad de grandes cantidades de energfa termica.
Como tecnologfa con un costo de equipo extremadamente bajo con respecto a las maquinas de moldeo por soplado o maquinas de moldeo por inyeccion previamente descritas, con las que el grosor de las partes moldeadas se puede hacer facilmente uniforme, se propuso un aparato de moldeo de una parte plastica (p. ej., remitirse a la cita de patente 1) en donde el material en polvo se rocfa en la superficie concava de un molde con una abertura utilizando un aparato de rocfo electrostatico, con dicho molde y material de moldeo por rocfo calentados de forma cfclica y luego dicho molde y material de moldeo por rocfo se enfnan y separan.
Referencias de la tecnica anterior
US3491170A describe la produccion de artfculos plasticos moldeados mediante deposito electrostatico de materiales en partfculas con un accesorio de radiacion con ondas electromagneticas para solidificacion. FR1554789A describe la extraccion de botellas moldeadas del molde, en la que el cuerpo hueco permanece sujeto en el cabezal de moldeo al separarse de la etapa de abertura del molde.
Referencia de patente
Cita de patente 1: JP-B-S44-32673
Sumario de la Invencion
Problemas que la Invencion busca resolver
En el aparato de moldeo de productos plasticos antedicho, descrito en la cita de patente 1, se coloca un cabezal de rociado 46 para rociar partfculas de polietileno plastico cargadas de forma electrostatica en el molde 28 en la parte externa de un tambor 12 unido a multiples moldes 28 con orificios, se pueden formar recipientes abiertos como bandejas, pero no se pueden formar partes moldeadas huecas como botellas.
El aparato de moldeo del producto plastico descrito en la cita de patente 1 tambien requiere un eyector 72 o similar para expulsar la capa de resina, es decir, la parte moldeada deseada, del molde luego de la solidificacion. El eyector 72 debe tener una resistencia capaz de resistir la carga dinamica que se coloca en la parte moldeada deseada cuando la parte moldeada deseada se expulsa del molde y no permite obtener partes moldeadas de paredes delgadas, como pelfculas finas.
En el aparato de moldeo del producto plastico descrito en la cita de patente 1, se necesita adicionalmente una etapa para utilizar el diferencial de encogimiento termico entre el molde y el plastico y tambien es necesario enfriar el molde para facilitar la separacion del producto, ademas de un procesamiento previo, como recubrimiento del molde con un agente de separacion lfquido.
(Objeto de la invencion)
La presente invencion se emprendio en virtud de los problemas descritos anteriormente vinculados con metodos convencionales de fabricacion de partes moldeadas huecas y tiene el objeto de brindar un metodo y aparato de
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fabricacion de partes moldeadas huecas que puedan fabricar con estabilidad, de forma facil y eficaz, partes moldeadas huecas extremadamente finas de grosor uniforme.
La presente invencion tambien tiene el objeto de brindar un metodo de fabricacion de partes moldeadas huecas y un aparato con un costo bajo de energfa utilizada. La presente invencion tiene el objetivo adicional de brindar un metodo y aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas con el cual, debido a que no se aplica presion interna en el molde al momento del moldeo y que no se requiere presion de cierre del molde, no requiere una dureza elevada para el molde y permite el uso de todos los materiales electricamente conductivos, como resina electricamente conductiva, por lo cual permite reducir el peso y el costo del molde.
La presente invencion tiene el objetivo adicional de brindar un metodo y aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas con seguridad extremadamente elevada al momento del moldeo, asf como una gran fidelidad de formacion.
Medios para resolver el problema
Un primer ejemplo comparativo de la invencion es un metodo para fabricar una parte moldeada hueca que comprende:
una etapa de rociado para formar una capa de resina rociando resina lfquida con un potencial electrico diferencial relativo al molde en un molde con capacidad de separacion en dos o mas partes de un accesorio de rociado insertado desde una parte de abertura en dicho molde,
una etapa de solidificacion para solidificar la capa de resina, una etapa de separacion de moldes para abrir el molde con respecto al accesorio de rociado y separar la capa de resina solidificada del molde mientras que se encuentra en el accesorio de rociado,
y una etapa de extraccion para retirar del accesorio de rociado la capa de resina que se encuentra en el accesorio de rociado.
Una primera realizacion de la invencion es un metodo para fabricar una parte moldeada hueca, que comprende:
una etapa de rociado para formar una capa de resina rociando resina lfquida con un potencial electrico diferencial relativo al molde en un molde con capacidad de separacion en dos o mas partes de un accesorio de rociado insertado desde una parte de abertura en dicho molde,
una etapa de solidificacion para solidificar la capa de resina utilizando un accesorio de irradiacion de ondas electromagneticas de solidificacion en lugar del accesorio de rociado,
una etapa de separacion de moldes para abrir el molde con respecto al accesorio de irradiacion electromagnetica y separar la capa de resina solidificada del molde mientras que se encuentra en el accesorio de irradiacion electromagnetica,
y una etapa de extraccion para retirar la capa de resina que se encuentra en el accesorio de irradiacion electromagnetica del accesorio de rociado.
Un segundo ejemplo comparativo de la invencion es un metodo para fabricar una parte moldeada hueca con:
un molde que se puede separar en dos o mas partes, un accesorio de rociado insertado desde una parte de abertura en dicho molde para formar una capa de resina en la superficie interna del molde mediante rociado de una resina lfquida cargada con un diferencial de carga con respecto al molde,
un medio de accionamiento del molde para abrir el molde con respecto al accesorio de rociado y separar la capa de resina solidificada del molde que se encuentra en el accesorio de rociado,
y un medio de extraccion para retirar la capa de resina que se encuentra en el accesorio de rociado de dicho accesorio de rociado.
Efecto de la Invencion
Utilizando el metodo y aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas de la presente invencion, se puede obtener un efecto con el cual se pueden fabricar de manera estable, facil y eficaz, partes moldeadas huecas extremadamente finas de grosor uniforme.
Asimismo, utilizando el metodo y aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas de la presente invencion, se puede obtener un efecto con el cual el costo de energfa utilizada es bajo.
Ademas, utilizando el metodo y aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas de la presente invencion, siempre que no se aplique presion interna en el molde al momento del moldeo y, por lo tanto, no se requiera presion para cerrar el molde, no se requiere un metal de gran dureza para el molde y se pueden utilizar todos los materiales electricamente conductores, como una resina electricamente conductora. Las resinas que utilizan oro en polvo, plata en polvo, cobre en polvo, mquel en polvo, aluminio en polvo, cromo en polvo, carbono en polvo o grafito en polvo como rellenos electricamente conductores se pueden utilizar para obtener el efecto de aligerar o reducir el costo de los moldes. Tambien se puede utilizar una resina revestida electricamente conductora como otro material del molde. En los moldes de resina, el uso de resinas transmisoras de ondas electromagneticas permite la irradiacion mediante ondas electromagneticas de solidificacion del exterior del molde de resina.
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Asimismo, segun el metodo y aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas de la presente invencion, hay pocas partes de accionamiento mecanico y no se requiere una gran fuerza impulsora, por lo que se puede lograr una seguridad muy elevada durante el moldeo.
El metodo y aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas de la presente invencion tienen la ventaja adicional de contar con pocas partes que formen virutas y nada de desborde de material, por lo que no se producen perdidas de material.
El moldeo por inyeccion o el moldeo por extrusion, asf como el moldeo en lamina, moldeo por inflacion, moldeo por soplado, moldeo por compresion o similares, utilizan una resina termoplastica solida a temperatura ambiente o una resina curada con calor. Estas resinas termoplasticas o resinas curadas con calor requieren mezcla de colorantes con un husillo. En estos casos existe una tendencia a diferencias en el flujo entre la resina en estado fundido y los colorantes o aditivos de fluir de forma diferente dentro del circuito de flujo de resina, lo que lleva a problemas cosmeticos o funcionales con los productos, como soldaduras, mala dispersion o similares.
En la presente invencion, cuando se utilizan materias primas de resina lfquidas a temperatura ambiente, como emulsiones o resinas curadas con UV, se pueden mezclar previamente agentes colorantes o aditivos, como pigmentos y tintes. La resina rociada desde la boquilla de rociado no pasa a traves de un conducto y alcanza la superficie del molde a medida que se dispersa de manera uniforme debido al rechazo electrico mutuo de las partfculas de resina, por lo que no hay riesgo de que surjan problemas como soldaduras o mala dispersion. A continuacion se brindan aspectos de la presente invencion. En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, la etapa de rociado se realiza multiples veces para formar multiples capas de resina.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, la resina es una resina curada con calor, se utiliza el molde calentado en la etapa de rociado y la etapa de solidificacion se realiza de forma simultanea con la etapa de rociado.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, la resina es una resina curada con UV y el accesorio de irradiacion de ondas electromagneticas de solidificacion irradia la capa de resina con UV.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, la resina es una resina curada con luz y el accesorio de irradiacion de ondas electromagneticas de solidificacion irradia la capa de resina con luz visible.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, la resina es una resina termoplastica y, utilizando el molde enfriado en la etapa de rociado, se realizan la etapa de solidificacion y la etapa de rociado de forma simultanea.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, la resina es una resina de emulsion y en la etapa de rociado se vaporiza un solvente de emulsion en el molde.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, en la etapa de separacion la carga electrica del molde se establece como igual a la carga electrica de la capa de resina solidificada.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, el molde tiene una carga positiva y la resina tiene una carga negativa.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, el molde tiene una carga negativa y la resina tiene una carga positiva.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, el molde se lleva a tierra y la resina tiene una carga negativa.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, el molde se lleva a tierra y la resina tiene una carga positiva.
En el primer ejemplo comparativo y la primera realizacion, el molde se fabrica de metal o resina electricamente conductiva.
En la segunda realizacion y el segundo ejemplo comparativo, el molde tiene una carga positiva y la resina tiene una carga negativa.
En la segunda realizacion y el segundo ejemplo comparativo, el molde tiene una carga negativa y la resina tiene una carga positiva.
En la segunda realizacion y el segundo ejemplo comparativo, el molde se lleva a tierra y la resina tiene una carga negativa.
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En la segunda realizacion y el segundo ejemplo comparativo, el molde se lleva a tierra y la resina tiene una carga positiva.
Breve descripcion de las figuras
Figura 1: Un diagrama esquematico del aparato de fabricacion de parte moldeada hueca de un primer ejemplo comparativo de la presente invencion.
Figura 2: Un diagrama esquematico del estado de rociado en el aparato de fabricacion de parte moldeada hueca de un primer ejemplo comparativo de la presente invencion.
Figura 3: Un diagrama esquematico del estado de abertura de molde en el aparato de fabricacion de parte moldeada hueca de un primer ejemplo comparativo de la presente invencion.
Figura 4: Un diagrama esquematico del estado de rociado en el aparato de fabricacion de parte moldeada hueca de una primera realizacion de la presente invencion.
Figura 5: Un diagrama esquematico del estado de solidificacion en el aparato de fabricacion de parte moldeada hueca de una primera realizacion de la presente invencion.
Figura 6: Un diagrama esquematico del estado de abertura de molde en el aparato de fabricacion de parte moldeada hueca de una primera realizacion de la presente invencion.
Realizaciones de la Invencion
(Primer ejemplo comparativo)
En el aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas del primer ejemplo comparativo, como se muestra en la figura 1, se coloca una parte de boquilla aislada mediante un cuerpo de aislamiento 14 con una tolerancia de separacion de 0,2 mm o menos en una abertura 12 en un molde de botella 10 que se puede dividir en dos partes. La parte de boquilla 16 tiene un cuerpo de boquilla 20 que es la boquilla de rociado de una pistola de rodo electrostatico que se utiliza generalmente para recubrimiento electrostatico. El cuerpo de boquilla 20 se fija a tierra y se aplica un voltaje elevado de 10 kV al molde de botella 10 para formar un campo electrostatico.
En el aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas del primer ejemplo comparativo, se roda una resina de moldeo cargada de forma negativa, sin aglutinante, desde una parte de boquilla 16. La resina de moldeo, como se muestra en la figura 2, forma una capa de resina de moldeo 22 con un grosor uniforme de 0,01 a 2,0 mm y, preferentemente, entre 0,05 y 0,6 mm, en la superficie interna del molde de botella 10 y la capa de resina de moldeo 22 se adhiere fuertemente a la superficie interna del molde de botella 10 mediante fuerza electrostatica.
Los ejemplos de materiales de resina de moldeo incluyen resina de epoxi, resina de melamina, resina de fenol, resina alqrndica, resina amino-alqmdica, resina de vinilo, resina acnlica, resina de uretano, resina de silicona, resina de silicio, resina de fluor, resina de urea, resina de poliacetal, resina de olefinas, resinas de estireno, resinas de cloruro de vinilo, resinas de poliester, resinas de poliamida, celulosa, aceite secante y similares.
Luego de esto, como se muestra en la figura 3, el molde de botella 10 se abre en dos partes alrededor de la parte de boquilla anadida 16 y se mantiene la union con la capa de resina moldeada 22. La capa de resina moldeada 22 se extrae de la parte de boquilla 16 para formar una botella. La capa de resina de moldeo 22, es decir, la botella, tiene un grosor promedio de 0,6 mm.
(Primera realizacion)
En el aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas de la primera realizacion, como se muestra en la figura 4 y como en la primera realizacion, se coloca una parte de boquilla 116 aislada mediante un cuerpo de aislamiento 114 con una tolerancia de separacion de 0,2 mm o menos en una abertura 112 en un molde de botella 110 que se puede dividir en dos partes. En el aparato de fabricacion de partes moldeadas huecas de la segunda realizacion, se roda una resina curada con UV cargada de forma negativa, sin aglutinante, desde un cuerpo de boquilla 116. La resina de moldeo curada con UV forma una capa de resina de moldeo 122 con un grosor uniforme en la superficie interna del molde de botella 110 y dicha capa de resina de moldeo 122 se adhiere fuertemente a la superficie del molde de botella 110 mediante fuerza electrostatica.
Luego, como se muestra en la figura 5, la parte de boquilla 116 se extrae y en su lugar se inserta una parte de irradiacion UV 150. La parte de irradiacion UV 150 irradia longitudes de onda con UV de 200 a 450 nm. Esta tiene la misma forma de corte transversal que la parte de boquilla 116 y tiene un cuerpo transparente de boquilla 152 con una tolerancia de separacion relativa a la abertura de molde de 0,2 mm o menos, que se puede transmitir en UV.
Luego de esto, como se muestra en la figura 6, el molde de botella 110 se abre en dos partes alrededor de la parte de irradiacion de UV anadida 150 y la capa de resina de moldeo 122 se conserva unida a la parte de irradiacion UV 150. La capa de resina moldeada 122 se extrae de la parte de irradiacion UV 150 para formar una botella.
(Segunda realizacion)
Cada uno del primer ejemplo comparativo y la primera realizacion tiene una etapa de rociado de resina y una etapa de solidificacion de resina, pero se puede obtener una parte moldeada laminada mediante iteraciones repetidas de
5
10
15
20
25
cada una de estas etapas respectivas.
En la primera realizacion se utilizo una resina curada con UV, pero se pueden utilizar tambien otras resinas curadas con luz.
El molde de botella se calienta constantemente hasta 100° C o mas, se roda de forma electrostatica una emulsion acuosa sin aglutinante que se adhiere al metal y la resina se solidifica utilizando el calor del molde de botella para vaporizar cualquier componente de agua.
De forma inversa, el molde se mantiene a una constante de 20° C o menos, una resina termoplastica como polietileno o polipropileno se roda de forma electrostatica en estado fundido y la resina se solidifica enfriando el molde de botella.
Ademas, la boquilla de rociado se cambia a una pistola de rodo del tipo que se utiliza generalmente para recubrimiento en polvo y se utiliza una resina curada con calor como materia prima para el rociado y se roda en la superficie interna de un molde de botella que se calienta constantemente hasta la temperatura de solidificacion de la resina para solidificar la resina. Dado que estos metodos no requieren calentamiento y enfriamiento repetidos del molde, las perdidas de energfa se pueden reducir al mmimo. Al mismo tiempo, dado que no es necesario esperar hasta que la temperatura del molde de botella se caliente o enfne hasta la temperatura necesaria para la siguiente etapa, existe una ventaja adicional de mayor productividad por molde de botella.
Explicacion de numerales de referencia
10, 110: moldes de botella
12, 112: aberturas
14, 114: cuerpos de aislamiento
16, 116: partes de boquilla
20, 120: cuerpos de boquilla
22, 122: capas de resina de moldeo

Claims (12)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para fabricar una parte moldeada hueca, caracterizado por comprender:
    una etapa de rociado para formar una capa de resina (122) rociando resina Uquida con un potencial electrico diferencial relativo al molde en un molde-(110) con capacidad de separacion en dos o mas partes de un accesorio de rociado (116) insertado desde una parte de abertura (112) en dicho molde, una etapa de solidificacion para solidificar la capa de resina (122) utilizando un accesorio de irradiacion de ondas electromagneticas de solidificacion (150) en lugar del accesorio de rociado,
    una etapa de separacion de moldes para abrir el molde (110) con respecto al accesorio de irradiacion electromagnetica (150) y separar la capa de resina solidificada (122) del molde (110) mientras que se encuentra en el accesorio de irradiacion electromagnetica (150),
    y una etapa de extraccion para retirar la capa de resina (122) que se encuentra en el accesorio de irradiacion electromagnetica (150) del accesorio de rociado (116).
  2. 2. El metodo de fabricacion de una parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que la etapa de rociado se realiza multiples veces para formar multiples capas de resina.
  3. 3. El metodo de fabricacion de una parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que la resina es una resina curada con calor y, utilizando el molde calentado en la etapa de rodo, la etapa de solidificacion y la etapa de rodo se realizan de forma simultanea.
  4. 4. El metodo de fabricacion de una parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que la resina es una resina curada con UV y en la etapa de solidificacion el accesorio de irradiacion de ondas electromagneticas de solidificacion (150) irradia UV en la capa de resina (122).
  5. 5. El metodo de fabricacion de una parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que la resina es una resina curada con luz, y en la etapa de solidificacion el accesorio de irradiacion de ondas electromagneticas de solidificacion (150) irradia luz visible en la capa de resina (122).
  6. 6. El metodo de fabricacion de una parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que la resina es una resina termoplastica, y, utilizando el molde enfriado en la etapa de rociado, se realizan la etapa de solidificacion y la etapa de rociado de forma simultanea.
  7. 7. El metodo de fabricacion de una parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que la resina es una resina de emulsion, y en la etapa de rociado se vaporiza un solvente de emulsion en el molde.
  8. 8. El metodo de fabricacion de la parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, mediante el cual, en la etapa de separacion, la carga electrica del molde se establece como igual a la carga electrica de la capa de resina solidificada (122).
  9. 9. El metodo de fabricacion de la parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que el molde se carga de forma positiva y la resina se carga de forma negativa.
  10. 10. El metodo de fabricacion de la parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que el molde se carga de forma negativa y la resina se carga de forma positiva.
  11. 11. El metodo de fabricacion de la parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que el molde se fija a tierra y la resina se carga de forma negativa.
  12. 12. El metodo de fabricacion de la parte moldeada hueca de la reivindicacion 1, en el que el molde se fija a tierra y la resina tiene una carga positiva.
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