23 mayo 2008

Factores críticos para mejorar el rendimiento de los plásticos

La selección de plásticos conlleva grandes beneficios, puesto que simplifica enormemente el diseño, reduce el peso, disminuye los costes, y ofrece propiedades que están fuera del alcance de los metales. No obstante, la selección de plásticos es un proceso mucho más complicado que la de otros materiales. Hay que dedicar tiempo a conocer las propiedades que nos interesas y a utilizar las herramientas que tenemos disponibles actualmente. En este post hablamos de los cinco factores críticos que debemos tener en cuenta para asegurar el rendimiento de los materiales plásticos. En los metales, los factores de seguridad tienen una predicibilidad matemática, pero en los polímeros no es así. Un fallo en comprender la complejidad de los plásticos puede llevar a obtener un rendimiento, y si el factor es crítico, las consecuencias pueden ser catastróficas. En los materiales compuestos están hechos de múltiples componentes de diferente naturaleza, por lo que no es fácil predecir propiedades a largo plazo tales como la fatiga. Esto es un problema particularmente relevante para materiales como los termoplásticos de ingeniería. Y respecto a la fatiga, indicar que los plásticos más avanzados están en el mercado desde hace muy poco tiempo, por lo cual sus propiedades a largo plazo no se conocen. A la hora de hacer un proyecto con resinas, los factores críticos a considerar, ya que tendrán repercusiones en el diseño son los siguientes:
  • Viscoelasticidad: El rendimiento de los plásticos depende de las deformaciones, temperatura y tiempo, no solamente de las tensiones y deformaciones. Los plásticos manifiestan fluencia a temperatura ambiente, lo que no ocurre con los metales.
  • Consideraciones especiales de diseño: Deben tenerse en cuenta factores tales como el ángulo de tracción y espesor nominal. Las esquinas y refuerzos requieren una atención especial.
  • Impacto de refuerzos y otros aditivos: La orientación de la fibra de vidrio en una pieza real probablemente sea muy diferente que en la pieza de ensayo, creando la posibilidad de modelos de resistencia muy diferentes a los esperados.
  • Efecto de la fabricación: El diseño del molde, así como los procesos de moldeado en si mismos pueden inducir tensiones y otros puntos de fallo en un producto de plástico terminado.
  • Condiciones de campo: En el diseño debe estarse seguro de conocer la atmósfera química donde el material va a trabajar. Un ejemplo famoso: Cuando se eligieron los policarbonatos para fabricar amortiguadores de coches, los diseñadores olvidaron algo importante, los efectos de los derrames de gasolina.
Palabras clave: Plastic performance, engineering thermoplastics, glass-fiber, mold design
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