Diseño de un plastómetro de extrusión para la medición del índice de fluidez de termoplásticos

Abstract

La industria del plástico en el Perú está en constante crecimiento y busca mejorar el proceso de producción y la calidad de los artículos que ofrece al mercado nacional y extranjero. Por lo tanto, para mejorar su competitividad, se hace necesario ofrecer un método práctico y económico de control de calidad de la materia prima. Una forma rápida y económica de verificar las propiedades del lote de plástico usado como insumo es la medida de su índice de fluidez, lo que se consigue mediante un equipo para el ensayo de fluidez conocido como plastómetro de extrusión. Este equipo, a pesar de ser muy útil, no está adecuadamente difundido en nuestra industria y los que existen en el país son caros y de origen extranjero. En esta perspectiva el objetivo del presente trabajo es el diseño de uno de estos equipos, tomando como referencia las recomendaciones hechas para este tipo de aparatos y ensayos por la Norma ASTM D 1238.04 c buscando que este diseño sea económico, confiable y adecuado en lo posible a la tecnología disponible en el país. De esta manera se aportará al desarrollo tecnológico local, beneficiando a la pequeña y mediana empresa, satisfaciendo su necesidad de investigar, innovar y mejorar la calidad de sus productos. El diseño buscó respetar las exigencias dadas en la norma ASTM D 1238-04 c, las principales de éstas fueron: a) la resistencia a la corrosión a altas temperaturas de los materiales de los componentes principales, b) la variación mínima de peso conjunto del pistón y las pesas de ensayo, c) los requerimientos de verticalidad y alineación entre el cilindro y pistón, d) los requerimientos de tolerancia y acabado de los agujeros del cilindro y de la boquilla, e) el método de sujeción de la carga (pistón y pesa) para materiales con índices de fluidez mayores a 10g/10 min. Dado que la norma no lo especifica, se diseñó un bastidor que sea capaz de sostener a todos los demás sistemas del aparato permitiendo libertad y comodidad de movimientos al operador del aparato. El resultado fue un plastómetro de extrusión de un costo aproximado de USD 4 637, con un peso de 17 kilogramos (sin contar las pesas), de 546 mm de alto, 404 mm de largo y 290 mm de ancho capaz de realizar los ensayos listados en la norma ASTM D 1238-04 c, procedimiento A y que puede trabajar hasta 400 0 C. Los retos hallados consisten en la dificultad de satisfacer la precisión requerida, tanto en acabados, tolerancias así como el control metrológico de los mismos. Como ejemplo tenemos la necesidad de mecanizar agujeros con una relación longitud vs. diámetro tan grande que el taladrado no satisface las condiciones de tolerancia exigidas. Una alternativa adecuada fue la utilización de tecnologías como la de electro erosión para el caso del mecanizado de los agujeros de alta relación de aspecto (longitud vs. diámetro del agujero) o modificar herramientas como el aumento de la longitud de alcance de reamers convencionales para el caso de los acabados.