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En la K-2004 se presentan las primeras conclusiones obtenidas por las asociaciones europeas en la investigación del proyecto

Ultramelt aporta beneficios al proceso de extrusión y de moldeado por inyección

Redacción PU15/09/2004

Las cuatro Asociaciones Industriales Europeas del Plástico –Assocomaplast (Italia), AVEP Asociación Valenciana de Empresarios de Plásticos (España), la Federación Danesa de Plásticos y la Asociación de Distribuidores y Fabricantes de Maquinaria para Polímeros (Reino Unido)–, han estado trabajando junto con sus asociados en el desarrollo de un proceso innovador en el sector de la extrusión y del moldeado por inyección. El proyecto, denominado Ultramelt, investiga la aplicación de la vibración ultrasónica para mejorar la fluidez del polímero durante su procesado a través de la reducción de su viscosidad en fundido.

Además de las cuatro asociaciones europeas del plástico, el trabajo también lo respalda el promotor inicial DKI Plast (Dinamarca), y los socios que apoyan la investigación Pera (Reino Unido), FHG-TEG (Alemania), Aimplas (España) y Cesap (Italia).

En el proceso de extrusión, las mediciones reológicas realizadas mostraron que las reducciones de viscosidad por el efecto de los ultrasonidos son entre el 40 al 60 por ciento, dependiendo del material, sin un aumento apreciable de la temperatura.

A través de ensayos de caracterización del material se ha demostrado que esto se consigue sin variación de las propiedades mecánicas. Así pues, el efecto de los ultrasonidos no es permanente y se circunscribe al momento de la aplicación sobre el polímero. Por tanto, Ultramelt aporta beneficios al proceso de extrusión de los termoplásticos en cuanto al ahorro de energía, la mejora del rendimiento y velocidad del proceso.

Participación de los socios

RTD Pera (Reino Unido): Diseño y desarrollo del sistema para la inyección por moldeo
FHG-TEG (Alemania): Desarrollo del ultrasonido, diseño y fabricación del sistema
Aimplas (España): Desarrollo de herramientas para el estudio reológico del proceso. Caracterización del efecto de los ultrasonidos sobre el material.
Cesap (Italia): Formación, pruebas, certificados, y ayuda a los transformadores de plásticos.

Socios del proyecto

PMMDA, Reino Unido: 85 asociados que representan a los fabricantes y distribuidores de Maquinaria.
DPF, Dinamarca: 320 asociados que representan a través de 11 sectores industriales a convertidores de plástico y suministradores de materias primas y maquinaria.
AVEP, España: 188 asociados que representan a empresarios del plástico.
Assocomaplast, Italia: 169 asociados que representan a los fabricantes de maquinaria para plástico y caucho.

Se ha comprobado también que la influencia del proceso Ultramelt depende del MFI del material, del tipo de polímero y de las condiciones del proceso que se utilicen

Ultramelt también se ha aplicado al proceso de moldeado por inyección. Utilizando un sistema prototipo, se ha descubierto que se puede lograr que aumente la longitud de flujo del plástico hasta un 200 por ciento para ciertos materiales, utilizando las mismas condiciones de inyección. Al aplicar los ultrasonidos desciende la viscosidad del fundido y en consecuencia, la presión requerida durante la fase de llenado desciende. Utilizando el mismo tamaño de pieza y las mismas condiciones en el proceso, se puede reducir el tiempo de inyección para el moldeado de un PP en un 40 por ciento (de 1’3 a 0’7 segundos) alcanzando la misma presión de inyección.

Se ha comprobado también que la influencia del proceso Ultramelt depende del MFI (índice de fluidez) del material, del tipo de polímero y de las condiciones del proceso que se utilicen. El mayor aumento en la fluidez se ha alcanzado con un PP de bajo MFI, grado 3.0.

¿Cómo funciona?

La hipótesis que ha cobrado mayor fuerza es que los ultrasonidos aumentan el grado de alineación de las moléculas del polímero, provocando una reducción temporal de la viscosidad.

El proceso Ultramelt utiliza la vibración ultrasónica de manera novedosa y original, para la que se presentaron solicitudes de patentes en el 2002.

Actualmente el trabajo va a proseguir haciendo nuevas pruebas sobre una gama más extensa de PP con diferentes grados (MFI) y con otros materiales. El proyecto también va a investigar el efecto de Ultramelt en la reducción del espesor de pared de las piezas ya que, sobre la base de estudios previos, se debería alcanzar una reducción de hasta un 33 por ciento. También se están desarrollando casos de estudio para evaluar el ahorro potencial de energía que supondrá la aplicación de Ultramelt.