Lineamientos generales sobre qué hacer, y qué no, al diseñar productos rotomoldeados

Con información desarrollada por Roy J. Crawford, University of Waikato, New Zealand, y Susan Gibson, JSJ Productions, Inc.(*)

El rotomoldeo es un método de transformación de plásticos para la conformación de productos huecos. Este artículo le da al lector algunos lineamientos generales que deben ser tenidos en cuenta al diseñar piezas rotomoldeadas.

1. La naturaleza del rotomoldeo genera efectos que no se observan en otros procesos de manufactura de piezas plásticas. Las esquinas externas de piezas rotomoldeadas en general son más gruesas que el resto del espesor, porque el polvo de la materia prima se acumula en estas regiones. De otro lado, las esquinas interiores tienden a ser más delgadas, porque el polvo plástico se cae en estas áreas.

2. El radio generalmente recomendado para esquinas interiores es de 3 a 13 mm, mientras que el radio externo recomendado oscila entre 1,5 y 6,5 mm, como se observa en la Figura 1. La regla general para esquinas internas y externas es que entre más grande el radio, más homogéneo será el espesor de pared.

3. El moldeo rotacional, al igual que el soplado y el termoformado, es un método de moldeo de superficie libre. Es posible que existan variaciones en el espesor de pared en el rotomoldeo, pero el moldeador puede ejercer control sobre esas variables afectando la velocidad y los gradientes de velocidad en los ejes mayor y menor. Adicionalmente, algunas áreas en el molde pueden ser protegidas para reducir la acumulación de material, o puede ejercerse un calor adicional en las áreas donde se requiere más espesor de pared.

4. El encogimiento es grande, típicamente en valores entre 3 y 4%. Por esto, es recomendable especificar tolerancias entre 1 y 2%. Una tolerancia de 2 a 5% en la planitud es usualmente lo mejor que puede lograrse, debido a que en el rotomoldeo sólo se enfría de un lado. Donde sea posible, se recomienda evitar áreas planas grandes, y para “maquillar” problemas de alabeo, se recomienda utilizar superficies curvas. En la industria se está empezando a usar el enfriamiento desde adentro del molde tanto para compensar el alabeo, como para reducir tiempos de ciclo.

5. Es posible moldear roscas, tanto internas como externas, pero lo mejor es moldear roscas gruesas. Es posible aplicar sprays “mejoradores de flujo” en el molde, en áreas como perfiles de roscas, de tal forma que se mejore la reproducción de los detalles de las paredes de la cavidad.

6. El uso de insertos metálicos es muy común en las piezas rotomoldeadas. El encogimiento relativamente alto del polietileno ayuda a que los insertos queden firmemente ajustados dentro del plástico, pero debido a que los insertos restringen el encogimiento del plástico, le generan esfuerzos internos. Por lo tanto, se debe tener cuidado al especificar insertos en una aplicación que vaya a estar sometida a estrés ambiental (falla por “stress-cracking”).

7. Es difícil crear costillas de refuerzo convencionales en moldeo rotacional, porque el plástico no fluye libremente dentro de las cavidades profundas que se necesitan para crear una costilla. Una alternativa es generar el refuerzo necesario a través de un corrugado, como se muestra en la Figura 2. La profundidad que se recomienda para estos corrugados es más o menos una cuarta parte del espesor de material, y el ancho debería ser más o menos cinco veces el espesor del material. De esta forma se asegura un balance adecuado de la rigidez axial y transversal. Los tipos de refuerzo llamados “Kiss-offs” son muy efectivos en el moldeo rotacional (ver Figura 3). Se crean en paredes dobles a través de dispositivos cónicos en el molde, que generan que las dos paredes de la pieza se “besen”. El producto resultante es muy rígido, y en algunos casos, como en estibas, se anade espumado para incrementar la relación entre rigidez y peso.

8. Normalmente no se requiere de ángulos de desmoldeo en las piezas hembra del molde, porque el plástico se encoge alejándose del molde. Sin embargo, en las regiones macho del molde, donde el plástico se contrae apretando el macho, se recomienda tener ángulos de desmoldeo entre 1 y 2°, como se muestra en la Figura 4. Si el molde está texturizado, se debe anadir 1° más al ángulo de desmoldeo. Estos ángulos pueden ser mayores para materiales diferentes al polietileno, que sean más rígidos, como el polipropileno o el nylon. Materiales amorfos, como el policarbonato, requieren un incremento de 2° en todos los casos.

9. Algunas entradas de material, como se muestra en la Figura 5, pueden moldearse, logrando que la pieza se separe del molde. El disenador necesitará determinar qué es lo posible dependiendo de su conocimiento del encogimiento del material. Sin embargo, no pueden moldearseentradas externas de material, porque el encogimiento del material impide la expulsión de la pieza.

10. No es posible moldear agujeros usando el proceso de rotomoldeo, sino que es necesario maquinarlos una vez el producto esté terminado. Es común generar un “postizo” en las áreas donde posteriormente se va a retirar material, para evitar desperdicio de materia prima.

(*)Versión tomada del artículo “About Rotomolding”, publicado en el portal http://rotoworldmag.com/.

Artículo proveniente de la revista impresa con el código Tp2903_rotomoldeo.