Proceso de fabricación de revestimiento plástico.
Los capítulos anteriores explicaron las similitudes entre el recubrimiento por inmersión y el moldeo por inmersión. Este capítulo profundizará en los procedimientos detallados de ambos procesos de fabricación de recubrimientos plásticos.
Proceso de pretratamiento de revestimiento plástico
El paso de pretratamiento desempeña un papel crucial para garantizar la correcta aplicación del revestimiento plástico sobre el sustrato metálico. Estos pasos son vitales para ambos procesos. El proceso de pretratamiento para el revestimiento por inmersión es más complejo en comparación con el moldeo por inmersión, ya que implica recubrir permanentemente el polímero sobre el metal utilizado como molde. Los pasos involucrados se describen a continuación:
Paso 1: eliminar las impurezas de la superficie
Las impurezas pueden comprometer la adhesión del polímero al molde o pieza. Crean áreas vulnerables donde el daño puede iniciarse y propagarse.
Desengrasado:
El aceite y la grasa presentes en la superficie del sustrato metálico actúan como impurezas, lo que reduce la resistencia al agua y dificulta la adhesión y deposición normal del recubrimiento plástico. La grasa se puede eliminar mediante procesos de lavado alcalino, decapado o desengrasado en caliente.
Pelar:
Para piezas previamente recubiertas, retire completamente la capa vieja antes de aplicar la nueva.
Paso 2: cambiar las propiedades del sustrato
Además de limpiar la superficie, se pueden dar propiedades adicionales para producir las propiedades deseadas. Estas características pueden ser útiles en el propio proceso de inmersión o en el uso final del producto.
Fosfatado:
La fosfatación, también conocida como conversión de fosfato, es el proceso de aplicar una fina capa de fosfato sobre el sustrato antes del recubrimiento plástico. Esta capa de fosfatado mejora la resistencia a la corrosión en caso de cualquier daño inevitable al revestimiento plástico. Las capas de fosfatación comúnmente utilizadas para el recubrimiento por inmersión incluyen fosfato de zinc, fosfato de hierro y triéster de fosfato.
Granallado:
El proceso de granallado implica impactar la superficie con partículas esféricas, lo que da como resultado una superficie con acabado en frío. Esto induce una tensión residual de compresión en la superficie de la matriz para mejorar su resistencia y aliviar cualquier tensión residual existente. La presencia de tensiones residuales puede conducir potencialmente a la formación de microfisuras durante procesos posteriores.
Chorro de arena:
El chorro de arena induce microporos en la superficie del sustrato, alterándola y aumentando su superficie para una mejor adhesión de imprimaciones, revestimientos base y revestimientos plásticos. Los tipos comunes de procesos de arenado incluyen arena, arena metálica, arenado con perlas de vidrio, arenado con perlas de plástico, entre otros.
Desfragilización:
La desfragmentación es un proceso de tratamiento térmico cuyo objetivo es eliminar el hidrógeno que permea la matriz metálica, ya que la presencia de hidrógeno aumenta la susceptibilidad a la fractura frágil bajo tensión. La introducción de hidrógeno difuso se produce durante los pasos previos al tratamiento, como el decapado y las aplicaciones de fosfato.
Paso 3: mejorar la calidad del revestimiento plástico
Aplique lo siguiente a la superficie del sustrato para mejorar la calidad del recubrimiento.
primero:
La imprimación actúa como una capa de capa preparatoria para aumentar la adhesión entre el sustrato y el revestimiento plástico. También proporciona protección adicional al sustrato recubierto.
Recubrimiento base:
Los recubrimientos base son recubrimientos adicionales que brindan propiedades especiales a las piezas terminadas, como resistencia a los rayos UV y a los rayones. El revestimiento base generalmente no se utiliza solo y suele realizar su función cuando se combina con el revestimiento plástico principal.
Para el proceso de moldeo por inmersión, se aplica o fija un agente desmoldante en la superficie del molde para ayudar a retirar la pieza moldeada. Gel de sílice y politetrafluoroetileno permanente (PTFE) son los desmoldantes más utilizados. Una vez finalizado el paso de pretratamiento, se seca el molde para eliminar la humedad. La humedad residual provoca expansión por el calor introducido en los pasos posteriores. Esto conduce a la formación de huecos o burbujas.
Proceso de fabricación de revestimiento plástico.
Paso 4: Precalentar el molde
El molde se somete a calentamiento controlado en el horno a una temperatura y duración predeterminadas, donde la temperatura de calentamiento sirve como uno de los parámetros fundamentales que rigen el espesor del recubrimiento de los componentes. La calidad de la distribución del calor depende tanto del diseño del molde como de la gestión del flujo de aire dentro del horno. Garantizar un calentamiento uniforme del molde es crucial para lograr un espesor de recubrimiento constante en todo el material.
Paso 5: Sumerge el molde
Sumerja el molde calentado parcial o completamente en el polímero líquido ( PVC plastisol o plastisol PE). El polímero se adhiere a la superficie del molde. La dimensión externa del molde es el espacio interno de la pieza. El tiempo de residencia, o el tiempo que el molde está sumergido en el polímero líquido, también es uno de los parámetros que determina el espesor final del recubrimiento de la pieza. Un tiempo de residencia más largo produce un recubrimiento más grueso. La velocidad de inmersión y salida del molde también es un parámetro clave a considerar, dependiendo de las características del polímero líquido utilizado. Estas velocidades las determina el fabricante durante la fase de optimización. Como regla general, estas velocidades deben ser lentas para controlar el flujo del polímero líquido y obtener una superficie lisa. Salir del molde demasiado rápido después del tiempo de residencia dará como resultado irregularidades en la superficie. Sin embargo, si el molde se sumerge y se retira demasiado lentamente, el recubrimiento resultante será demasiado grueso. Las plantas más avanzadas utilizan lechos fluidizados de polvos de polímero fino para reemplazar las soluciones de polímero líquido tradicionales. El concepto es similar al método tradicional. Una vez que el polvo de polímero fino toca la superficie calentada del molde, se derrite y se adhiere a ella.
Paso 6: Drene el exceso de polímero
Deje que el exceso de polímero líquido se escurra de la superficie del molde. Se pueden realizar varios pasos de inmersión para lograr un recubrimiento más espeso como se desea, o se pueden utilizar recubrimientos especializados.
Paso 7: cure el recubrimiento
El recubrimiento se cura en el horno, lo que facilita un proceso de fraguado más completo del polímero y la evaporación completa del exceso de agua, solventes y aditivos. Este paso es crucial para lograr las propiedades mecánicas finales del polímero, como la rigidez y la flexibilidad. En los polímeros termoendurecibles, el paso de curado conduce a la reticulación completa de las cadenas de polímero.
Paso 8: enfriar el recubrimiento
El recubrimiento curado se enfría mediante inmersión en un tanque de agua a temperaturas que oscilan entre 122 y 1112 °F (50 y 600 °C), o mediante convección de aire forzada o natural. La velocidad de enfriamiento no se considera un parámetro crítico en comparación con otros métodos de conformado.
Paso 9: Liberar y desmoldar el producto.
La pieza terminada se extrae del marco. En el caso de una operación de moldeo por inmersión, el revestimiento plástico se desprende manual o mecánicamente del molde, separando así la pieza individual de su lote. Esto produce un componente o pieza de plástico finalizado. El plástico o el revestimiento de plástico pueden someterse a procesos de refinamiento adicionales tales como muescas, perforaciones, impresión y decoración.
Videoclip sobre el Proceso de Fabricación de Revestimientos Plásticos
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