C AP R EFORM A NALYSIS

Nuestro producto debe tener buena tenacidad, debido a los posibles golpes que va a recibir, además de tener un precio asequible por lo que no puede estar hecho de un material excesivamente caro o que requiera un proceso complejo. El peso debe ser bajo, y la resistencia y rigidez alta debido a que va a soportar algún golpe o esfuerzo imprevisto.

Además, se va a limpiar con productos de limpieza, por lo que su resistencia química debe ser buena. Siendo un producto infantil, lo ideal será que se pueda colorear o darle algún tratamiento superficial que mejore su estética.

Con todos los requisitos anteriormente descritos y haciendo un estudio de los materiales más aptos para la fabricación de las piezas principales con el software CES Edupack, llegamos a barajar entre varios termoplásticos debido a su procesabilidad y acabados superficiales, y dejando de lado otras familias de materiales. Dentro de los termoplásticos se ha elegido el que mejor cumplía con estos requisitos, el ABS.

El Acrilonitrilo Butadieno Estireno o ABS es un plástico muy resistente al impacto (golpes) muy utilizado en automoción y otros usos tanto industriales como domésticos. El acrilonitrilo proporciona: • Resistencia térmica • Resistencia química • Resistencia a la fatiga • Dureza y rigidez El butadieno proporciona:

• Ductilidad a baja temperatura • Resistencia al impacto

• Resistencia a la fusión El estireno proporciona:

• Facilidad de procesado (fluidez) • Brillo

• Dureza y rigidez

Su procesabilidad, resistencia a la abrasión, su no toxicidad y el resto de propiedades hacen un plástico excelente para esta aplicación. Debemos indicar que se corroe con acetona, por lo que se indicarán los productos de limpieza adecuados.

Las partes que están fabricadas del material ABS deben estar marcadas de acuerdo con la norma ISO 11469 (DIN 58840):

Tras este estudio, el juguete se realizará mediante un moldeo de ABS con una preforma de imán de neodimio.

Los imanes de neodimio (Ilustración 16) tienen mucho éxito en el mercado. En el proceso de fabricación se funde el polvo magnético con el plástico. El tipo del plástico ligante se selecciona en función del método de moldeo de los imanes previsto. Para el moldeo a alta presión (prensado) se utiliza materiales químicamente endurecibles,

Pilar Quemades Beltran 46

mientras que para el moldeo por inyección, el material termoplástico. Los imanes de neodimio producidos a través de ambos métodos se caracterizan por un alto nivel de reproducibilidad de las propiedades magnéticas, muy estrecha tolerancia del tamaño y buena calidad de la superficie.

Ilustración 16. Imanes neodimio

Las ventajas más importantes del imán de neodimio son: un alto nivel de reproducibilidad de las propiedades magnéticas, la posibilidad de obtener las formas complicadas y reproducibles sin la necesidad de aplicar un costoso tratamiento mecánico, la alta resistencia a la corrosión y muy altas fuerzas de coercitividad.

Los imanes de neodimio han reemplazado a los tradicionales imanes de alnico y ferrita en muchas de las miles de aplicaciones que tienen en la tecnología moderna, allí donde se requiera poderosos imanes permanentes para una determinada aplicación. Esto es debido a que su gran potencia permite el uso de piezas mucho más pequeñas y livianas.

Además, la mayor fuerza de los imanes de neodimio ha inspirado nuevas aplicaciones en áreas donde los imanes no eran usados anteriormente, tales como broches de joyería magnéticos, conjuntos de construcción magnéticos para niños (y otros juguetes de imanes de neodimio) y como parte del mecanismo de cierre del equipo moderno de paracaidismo deportivo.

Para evitar desperdicio de material, sobrepeso del producto y reducir costes, las piezas se harán huecas con un alojamiento en su interior para el imán. Después de un exhaustivo estudio, se llega a la conclusión que la mejor solución es partir las piezas en dos partes (cuerpo y tapa).

Posteriormente se le realizará una sobreinyección de TPU. El poliuretano termoplástico es una de las variedades existentes dentro de los poliuretanos. Es un polímero elastómerico lineal y, por ello, termoplástico. Este elastómero puede ser conformado por los procesos habituales para termoplásticos, como moldeo por inyección, extrusión y soplado. Se designa comúnmente como TPU (TPU, por las iniciales en inglés de Thermoplastic Polyurethane).

El TPU se caracteriza por su alta resistencia a la abrasión, al desgaste, al desgarre, al oxígeno, al ozono y a las bajas temperaturas.

Los TPU blandos y sin plastificantes (dureza shore entre 55 A y 80 A) tienen un tacto suave, pero también seco. Se utiliza para las lacas tipo "soft" para mejorar sustancialmente la durabilidad de las piezas. En estos casos el TPU se aplica sobremoldeando por inyección un sustrato rígido adecuado o bien "recubriéndolo" con un film de poliuretano termoplástico previamente extrusionado.

Con este proceso se conseguirá un aspecto suave y un tacto aterciopelado; además nos permitirá que las piezas queden totalmente cerradas. Cabe destacar, que como cita el estudio realizado por Everling Dávila, María Virginia Candal, Miguel Sánchez–Soto:

“Estudiaron estructuras bicapas mediante la sobreinyección de un copolímero de PMMA con metil–acrilonitrilo–butadieno–estireno y un elastómero termoplástico de poliuretano (TPU), lo que representa una unión rígido–suave. Para ello se llevaron a cabo ensayos mecánicos (tensión, peeling, impacto, flexión, mecánica de fractura y resistencia al rayado) obteniendo que el nivel de adhesión en la interfase se incrementa cuando la temperatura de inyección y la rugosidad superficial son mayores.”

Para que el agarre entre ambos sustratos sea correcto se deberá estudiar el rango de temperatura idónea para conseguirlo.