DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN MOLDE DE TERMOFORMADO UTILIZANDO HERRAMIENTAS CAD/CAE / Design and Manufacturing of Thermoforming Mold by use of CAD/CAE Tools

Resumen

El objetivo principal de este estudio consiste en la evaluación de un molde de vasos termoformables para detectar fallasque pueden estar ocurriendo durante su funcionamiento y considerar las recomendaciones para corregir las mismas deforma tal de obtener piezas con dimensiones y apariencia requeridas. Con este trabajo se busca establecer la importanciadel uso de herramientas computacionales CAD/CAE para la evaluación del proceso de termoformado de forma tal devalidar los resultados experimentales obtenidos en máquina durante el proceso de manufactura de las piezas. Para lograresto, se termoformaron vasos desechables en una Termoformadora Brown S-1150 con la finalidad de observar las piezasdefectuosas y en buen estado que se producían. Seguidamente, se validó el molde, para lo cual se construyeron modelos entres dimensiones de los vasos y del molde utilizando un programa modelador de sólidos y se establecieron, en base acorridas experimentales con una resina polimérica como el Poliestireno de Alto Impacto (PSAI), doce condiciones en lasque se variaron tanto la presión de vacío como el tiempo de ciclo. Al comparar los datos obtenidos en la simulación con losexperimentales se observaron tendencias similares con variaciones de 30,59% para las paredes y 137,75% para el fondode los vasos, atribuibles al desgaste de los machos y a las aproximaciones del proceso utilizadas. Se concluyó que latemperatura de la lámina, definida por el tiempo de ciclo, es el parámetro de procesamiento que más influencia tiene sobrela distribución de espesores finales de la pieza moldeada. Además, en los moldes machos o positivos, la zona correspondienteal fondo de las piezas siempre va a presentar mayores espesores. Por último, se puede decir que mediante la simulación deproceso de termoformado se pueden identificar fallas del moldeo de la pieza a fin de corregirlas durante el diseño delmolde y el proceso de manufactura de las piezas.ABSTRACTThe main purpose of this study was to evaluate a thermoforming drinking glasses mold for detecting flaws that can behappening during the manufacturing operation and for considering recommendations to correct it, in such way of obtainingpieces with required dimensions and appearance. With this work, it is looked for to establish the importance of the use ofCAD/CAE computational tools for the thermoforming process evaluation in such way of validating the experimentalresults obtained in machine during the manufacturing process of the pieces. To achieve this, the disposable drinkingglasses were made in a Brown S-1150 Thermoforming with the purpose of observing the default and good pieces.Subsequently, the mold was validated using CAD software. For that, three-dimensional representations of the glasses andthe mold were made using solid modeler software and they settled down, based on experimental races with a polymericresin (High Impact Polystyrene HIPS). Twelve conditions related with the variation of the vacuum pressure and cycle timewere made. When comparing the data obtained in the simulation with the experimental ones similar tendencies wereobserved with variations of 30,59% for the walls and 137,75% for the bottom of the glasses, attributable to the plugs wasteand to the approaches used about the process. The principal conclusion is based on the sheet temperature, defined by the84 cycle time, because is the prosecution parameter that more influence has on the pieces final thickness distribution. Inaddition, in the male or positive molds, the area corresponding to the pieces bottom will always present bigger thickness.Moreover, with the thermoforming simulation, flaws can be identified in the piece model in order to correct them duringthe design of the mold and the pieces manufacturing process.Keywords: thermoforming, computer assisted engineering, computer assisted design, plastics pieces, validation.