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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CANCÚN PROYECTO FINAL

MATERIA: Análisis y Síntesis de Mecanismos DOCENTE: Ing. Carlos Milán CARRERA: Ing. electromecánica EQUIPO: 4 ALUMNOS: • Perez Garcia Yael Eduardo • Eleria Lopez Viviana del Carmen • Canche Castro Isai • Mendoza Sánchez Richard Ernesto • Alvarez Haydar Gabriel Armando

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INDICE INTRUDUCCIÓN......................................................................................................................... 3 OBJETIVO .................................................................................................................................... 4 DESARROLLO............................................................................................................................. 5 ¿QUÉ ES UNA MÁQUINA EXTRUSORA DE PLÁSTICO? ................................................... 5 FUNCIONAMIENTO DE UNA EXTRUSORA DE PLÁSTICOS ............................................ 5 TIPOS DE MÁQUINAS EXTRUSORAS .................................................................................. 5 EXISTEN DOS TIPOS DE MÁQUINAS EXTRUSORAS SEGÚN EL NÚMERO DE HUSILLOS. ................................................................................................................................ 5 VENTAJAS Y RESTRICCIONES ............................................................................................. 6 APLICACIONES ACTUALES .................................................................................................. 7 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ............................................................................................... 7 ¿CUÁNTO TIEMPO SE TARDA EN HACER LA MÁQUINA EXTRUSORA? ..................... 8 TABLA DE MATERIALES ....................................................................................................... 9 COSTO DE MANUFACTURA.................................................................................................. 9 PROCESO DE FABRICACIÓN .............................................................................................. 11 PUBLICIDAD .......................................................................................................................... 14 ................................................................................................................................................... 14 ¿POR QUÉ RECICLAR PLASTICO? ...................................................................................... 15 CONCLUSIÓN ........................................................................................................................... 16 FUENTES DE INFORMACION............................................................................................... 17

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INTRUDUCCIÓN Como ya sabemos, hoy en día existen un sinfín de tecnología que ayudan, directa o indirectamente al planeta tierra, en el cuidado de los recursos naturales, sin embargo, uno de los grandes problemas de estas tecnologías es que no están al alcance de la población, ya que tienen precios muy elevados, un claro ejemplo serían los coches híbridos o eléctricos, quien no quisiera tener un coche que no solo no ahorre dinero en su consumo del combustible que este ocasiona, sino que contribuya al medio ambiente, pero sus costos son muy elevados que hacen que la población opte por coches de uso tradicional, que son los de combustión interna. En este proyecto se abordarán temas importantes en la manufactura de la maquina extrusora de plástico; costos de materiales, costos de manufactura, a quien va dirigido el producto, que se puede hace con la máquina, que plásticos son aptos para máquina, publicidad, y una breve explicación en que contribuye a la sociedad con su costo y el medio ambiente.

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OBJETIVO Como objetivo de esta investigación es hacer notar lo importante que es utilizar materiales como el platico que ya no se ocupa y contamina demasiado. Con este proyecto y las aportaciones de nuestra investigación se realizará una solución la cual nos puede beneficiar tanto para no contaminar hasta realizar piezas o elaborar estructuras con solamente plásticos. Es importante resaltar que estas nuevas tecnologías no solamente las podemos aplicar en materiales como el plástico, también se puede implementar estas nuevas técnicas en otros materiales que ya no utilizamos y que le podemos sacar provecho. Este proyecto puede ser empleado en la industria manufacturera del plástico ya que con esta máquina los procesos de fabricación, reutilización, reciclaje del plástico pueden ser más baratos, así como elaborar piezas y vigas a menor costo.

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DESARROLLO ¿QUÉ ES UNA MÁQUINA EXTRUSORA DE PLÁSTICO? La máquina extrusora es la encargada de la extrusión de polímeros mediante la acción del prensado, fusión, moldeado, presión y empuje de los materiales. El resultado es un molde nuevo que tendrá la forma deseada según la forma y diseño del husillo utilizado en la máquina.

La extrusora permite obtener el molde de manera rápida y continúa, agilizando el proceso industrial de reciclado y aprovechando al máximo la materia prima.

FUNCIONAMIENTO DE UNA EXTRUSORA DE PLÁSTICOS En la maquina extrusora la materia prima que se encuentra en forma de gránulos, previamente triturados, pasa a través de un embudo (tolva) que abastece constantemente al cilindro o “cañon” que posee alta temperatura. En su interior se encuentra un husillo que empuja el material a lo largo del cilindro generando presión y elevando la temperatura para permitir el fundido y modelado de la materia prima.

TIPOS DE MÁQUINAS EXTRUSORAS El husillo es la pieza encargada de rempujar el material por el cilindro, presionándolo para darle forma hasta conseguir el objeto deseado. Los husillos son un tipo de tornillo de gran diámetro y longitud de diferentes formas o diseños, capaces de dar forma al material termoplástico cuando alcanza altas temperaturas.

EXISTEN DOS TIPOS DE MÁQUINAS EXTRUSORAS SEGÚN EL NÚMERO DE HUSILLOS. 1. Las máquinas más comunes disponen de un único husillo (Mono Husillo). Este tiene como objetivo es formar presión en el polímero fundido para que éste pueda ser extruido a través del dado.

2. Máquinas extrusoras de doble husillo o más husillos utilizadas para mezclado y formación de compuestos o reaccionar materiales poliméricos. La flexibilidad de esta maquinaria permite ser adaptada para compuestos específicos ya que los husillos pueden ser corotantes o contrarotantes, interdentados o no interdentados.

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Esta imagen, es una vista general de como se ve la maquina internamente y poder apreciar, de como es que esta maravillosa y útil maquina funciona.

VENTAJAS Y RESTRICCIONES Presenta alta productividad y es el proceso más importante de obtención de formas plásticas en volumen de producción. Su operación es de las más sencillas, ya que, una vez establecidas las condiciones de operación, la producción continúa sin problemas siempre y cuando no exista un disturbio mayor. El costo de la maquinaria de extrusión es moderado, en comparación con otros procesos como inyección, soplado o calandrado, y con una buena flexibilidad para cambios de productos sin necesidad de hacer inversiones mayores. La restricción principal es que los productos obtenidos por extrusión deben tener una sección transversal constante en cualquier punto de su longitud (tubo, lámina) o periódica (tubería corrugada); quedan excluidos todos aquellos con formas irregulares o no uniformes. La mayor parte de los productos obtenidos de una línea de extrusión requieren de procesos posteriores con el fin de habilitar adecuadamente el artículo, como en el caso del sellado y cortado, para la obtención de bolsas a partir de película tubular o la formación de la unión o socket en el caso de tubería.

7 APLICACIONES ACTUALES A continuación, se enlistan productos que encuentran en el mercado, transformados por el proceso de extrusión: Película tubular •

Bolsa (comercial, supermercado)

Perfil

•

Película plástica para uso diverso

•

Hojas para persiana

•

Película para arropado de cultivos

•

Ventanería

•

Bolsa para envase de alimentos y

•

Canales de flujo de Agua

productos de alto consumos Lámina y Película Plana Tubería

•

Rafia

•

Tubería para condición de agua y

•

Manteles para mesa e individuales

drenaje

•

Cinta Adhesiva

•

Manguea para jardín

•

Flejes para embalaje

•

Manguera para uso médico

•

Popotes Recubrimiento

•

Filamentos

•

Alambre para uso eléctrico y

•

Alfombra (Filamento de las

telefónico

Monofilamento

alfombras)

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Dentro del proceso de extrusión, varias partes deben identificarse con el fin de aprender sus funciones principales, saber sus características en el caso de elegir un equipo y detectar en donde se puede generar un problema en el momento de la operación. La extrusión, por su versatilidad y amplia aplicación, suele dividirse en varios tipos, dependiendo de la forma del dado y del producto extruido. Así la extrusión puede ser: •

De tubo y perfil

•

De película tubular

•

De lámina y película plana

•

Recubrimiento de cable

•

De monofilamento

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Para paletización y fabricación de compuestos

Independientemente del tipo de extrusión que se quiera analizar, todos guardan similitud hasta llegar al dado extrusor. Básicamente, una máquina de extrusión consta de un eje metálico central con alabes helicoidales llamado husillo o tornillo, instalado dentro de un cilindro metálico revestido con una camisa de resistencias eléctricas. En un extremo del cilindro se encuentra un orificio de entrada para la materia prima, donde se instala una tolva de alimentación para la materia prima, generalmente de forma cónica; en ese mismo extremo se encuentra el sistema de accionamiento del husillo, compuesto por un motor y un sistema de reducción de velocidad. En la punta del tornillo, se ubica la salida del material y el dado que forma finalmente al plástico.

¿CUÁNTO TIEMPO SE TARDA EN HACER LA MÁQUINA EXTRUSORA? En el video se muestra claramente el proceso para la elaboración de la máquina trituradora, pero es un tiempo muy limitado ya que solo se muestra como tal el proceso de juntar las piezas mas no crearlas y cortarlas.

Estimo un tiempo promedio de 6 horas considerando que tiene que hacer el molde de las piezas para posteriormente llevarla a la maquina laser para cortar todas las piezas, también estimo el tiempo en que tiene que ir a buscar el conductor y el tiempo que tiene que hacer limpieza del recipiente que usa como gabinete donde va la instalación eléctrica. De acuerdo a varias fuentes de investigación llego a esa conclusión ya que es el tiempo promedio para crear una máquina trituradora.

9 TABLA DE MATERIALES Materiales Piezas de acero inoxidable cortadas con

Herramientas Maquina laser

laser Varilla roscada de 3/8

Lija

Rondanas planas

Máquina para lijar

Soldadura

Taladro de banco

Desfibradora

Terraja

Motor reductor

Cortadora de banco

Tornillo de 3/8

Perica

Pintura en aerosol color gris

Máquina para soldar

Recipiente tipo ánfora

Matraca

Broca de 1/4

Cúter

Interruptor de palanca

Regla

Contactores

Taladro inalámbrico

Cable de cobre color azul calibre 10

Desarmador plano

Cable cobre color amarillo calibre 10

Cortadora alámbrica

Base sólida de acero Cable uso rudo calibre 3x14 Clavija Piezas de aluminio reciclado para base de plástico triturado

COSTO DE MANUFACTURA Cabe resaltar que el precio costo-real de producto no se pudo determinar ya que no se compraron herramientas para la manufactura de la maquina extrusora de plástico, como, lo es la máquina para lijar, taladro de banco, terraja, cortadora de banco, pericas y juego de llaves, matracas y juego de dados, máquina para soldar, punzantes, instrumentación de medición, taladro de banco, desarmador plano, cortadora de metal.

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PRECIOS DE MATERIALES PROVEEDOR PARTIDA 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

CANTIDAD 1 1 20 1 1 8 1 1 1 1 1 2 2 1 3 1

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DESCRIPCIÓN PIEZAS DE ACERO INOXIDABLE VARILLA ROSCADA RONDANAS PLANAS SOLDADURA INFRA MOTOR REDUCTOR TORNILLO 3/8 PINTURA EN AEROSOL RESIPIENTE TIPO AMFORA BROCA 1/4 INTERRUPTOR DE PALANCA CONTACTORES CABLE AMARILLO CALIBRE 10 CABLE AZUL CALIBRE 10 BASE SOLIDA DE ACERO CABLE USO RUDO 3X14 CLAVIJA PIEZAS DE ALUMINIO PARA BASE DE PLASTICO TRITURADO

PROVEEDOR DYMETAL ACERO INOXIDABLE DMT DMT INFRA DEL SUR TRUPER DMT COMEX AUTOPARTES JAPON DMT STEREN SURPRESA SURPRESA SURPRESA LA FERRE SURPRESA SURPRESA

$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

TIENDA CUPRUM

$

PRECIO UNITARIO

SUB TOTAL 16% IVA TOTAL NETO

1,500.00 100.00 0.60 60.00 5,480.00 100.00 70.00 250.00 20.00 25.00 175.00 20.00 20.00 750.00 40.00 75.00

MONTO TOTAL $ 1,500.00 $ 100.00 $ 12.00 $ 60.00 $ 5,480.00 $ 800.00 $ 70.00 $ 250.00 $ 20.00 $ 25.00 $ 175.00 $ 40.00 $ 40.00 $ 750.00 $ 120.00 $ 75.00

200.00 $

400.00

$ 9,917.00 $ 1,586.72 $ 11,503.72

Si podemos apreciar, el costo de materiales es bastante en comparación de máquinas de marca populares que superan el precio al triple, en este caso nos ahorraríamos el proceso de ensamblado ya que ya tenemos conocimientos previos gracias a la materia de procesos de manufactura, se aplicaron habilidades y conocimientos de soldadura en el amado de la maquina y entre otras muchas cosas en el tema de manufactura.

De igual manera se realizó una cotización del costo de la maquina ya hecha, cabe resaltar, que este producto va dirigido a todo el público en general ya que, cualquiera podría realizar el modelado de cualquier producto, siempre y cuando, se tenga algún molde que aguante la presión de comprimido del plástico de la máquina, la ganancia de la maquina es mas del doble de lo que cuesta los materiales y eso es mas que bueno si se piensa como negocio de manufactura e incluso si fabrica la máquina para uso particular.

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PROCESO DE FABRICACIÓN Para el diseño virtual de la máquina, utilizamos el software SOLIDWORKS para hacer las piezas, moldes y para el ensamblado del mismo. También se puedo apreciar la simulación de la maquina extrusora de plástico, gracias al sin fin de accesibilidades que nos brinda el programa.

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Para realizar esta base se utilizaron distintos elementos y materiales los cuales son;

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Se fabrico la base de la máquina, con PTR y ángulos ya previamente cotizados, de igual manera para el corte se utilizo herramienta, que bride seguridad a la hora del cortado del acero. Para la unión de las piezas de la base la maquina; se le aplico soldadura 60/13 de 1/8 de espesor, con una

14 planta de soldar de embobinado a 120 V. Ya una vez hecha la base por nosotros, procedimos al puro ensamblado del equipo siguiendo los planos mecánicos de la maquina y cumpliendo con las normas de la FEM y la NOM.

Esta es una imagen del producto ya realizada y listo para su uso, ya sea industrial o personal. PUBLICIDAD

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Para el folleto de publicidad, se utilizó el programa PUBLISHER de la paquetería de OFFICE MICROSOFT. ¿POR QUÉ RECICLAR PLASTICO? El principal motivo para reciclar el plástico es porque sus residuos tardan entre 100 y 1.000 años en degradarse. El carbón y el plástico del que esté fabricado no se disuelve. Además, si reciclamos el plástico, estaremos consumiendo menos cantidades de materias primas y de recursos naturales y energéticos no renovables. Así evitamos que estos se agoten. El plástico supone más del 12% de la cantidad de residuos sólidos urbanos. Y su acumulación supone un grave problema para el planeta. Las imágenes de la isla de plásticos en el Pacífico, casi dos billones de piezas de plástico (que equivale a un área similar a Francia, España y Alemania juntas) flotando en el océano son difíciles de olvidar. A ello se suma que se han hallado partículas minúsculas de plástico –fibras, fragmentos o micro perlas en el interior de especies de agua dulce y salada, tanto salvajes como de acuicultura, y más de la mitad de ellas son habituales en nuestra dieta. Diversos estudios señalan que una persona puede ingerir más de 100 partículas de micro plástico en cada comida. Y aunque todavía no se conocen los efectos, todo apunta a que esa ingesta puede suponer un riesgo para la salud humana.

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CONCLUSIÓN Uno de los procesos más determinantes a la hora de la transformación del material plástico es la etapa de extrusión. Esta permite fabricar objetos con formas, colores y características de gran variedad. En la máquina de extrusión, el polímero se funde dentro de una camisa y husillo. Además, dependiendo del polímero, varían las temperaturas y tipos de husillos. En el proyecto no solo explicamos la máquina, sino que también incitamos a la población a animarse a construir este equipo, para explotarlo al máximo de manera industrial o uso personal y también contribuir, aunque sea con un granito de arena hablando metafóricamente al cuidado del medio ambiente hablando meta.

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FUENTES DE INFORMACION https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10287/3/CD-6137.pdf https://www.pinterest.com.mx/pin/433330795392950449/ https://reimse.com/Eqprep/trithielo.htm https://ovacen.com/como-hacer-una-maquina-para-reciclar-plastico/ https://www.youtube.com/watch?v=VFIPXgrk7u0 https://youtu.be/zNGuuSKE1pY