Annealing
Procesos > ► Modificacion superficial
Annealing
El annealing o recocido de plásticos es el calentamiento de una parte polimérica por debajo de su temperatura de transición vítrea para aliviar los esfuerzos internos introducidos en la parte durante su fabricación (moldeo, enfriamiento después del moldeo, mecanizado, soldadura). Para moldear un plástico, se ablanda calentando y luego forzado a una cavidad donde se enfría y se contrae. El flujo no uniforme del plástico blando y el enfriamiento no uniforme y relativamente rápido dan como resultado una formación de tensiones internas, que pueden causar distorsión dimensional de la pieza e incluso grietas. El mecanizado de las piezas moldeadas introduce tensiones internas adicionales, particularmente si se utiliza una herramienta diseñada de forma inadecuada o si la pieza de plástico se sobrecalienta localmente debido a las velocidades excesivas de corte y alimentación. La perforación de agujeros profundos, la reducción de espesor desigual y el corte de rosca son las operaciones de mecanizado que producen tensiones internas, que deben reducirse mediante recocido.
Tecnología de recocido de plásticos
El proceso de recocido general incluye las siguientes etapas:
- Colocación de la pieza de plástico en un horno de recocido
- Calentar la pieza a la temperatura de recocido a una velocidad controlada. La velocidad de calentamiento no suele ser superior a 30-60 ºC/ hora
- Mantener la pieza a la temperatura de recocido durante 2-4 horas por pulgada de grosor (excepto Poliamida-imida (PAI), que se mantiene durante 3-10 días a la temperatura de recocido)
- Enfriar la pieza a la temperatura ambiente a una velocidad que no exceda los 10-50 ºF / hora (~ 6-30 ºC / hora)
Existen tres técnicas para el recocido de plásticos:
- Recocido por lotes. Este es el método de recocido más común. El proceso se realiza en un horno discontinuo con convección forzada. Las piezas de plástico se colocan en los estantes / estantes. Las principales desventajas del método son: proceso de tipo de lote (no continuo) y una operación de recocido más larga debido al flujo de aire restringido.
- Recocido de aire caliente forzado transportado (CFHA). CFHA es un proceso de recocido continuo en el que las piezas de plástico se colocan en la cinta transportadora moviéndose a través de un tubo largo como un horno con convección forzada de aire caliente. El proceso de calentamiento es mucho más rápido que en un horno discontinuo. Además, el carácter continuo de la técnica es preferible para la implementación industrial.
- Recocido por infrarrojos (IR). El recocido IR también utiliza un horno continuo, pero el método de calentamiento es diferente. Las piezas de plástico no se calientan con aire caliente (como en CFHA) sino con la energía transmitida por radiación infrarroja. Este es el método de calentamiento más rápido. Sin embargo, el calentamiento no siempre es uniforme: las partes sombreadas de la parte se calientan más lentamente.
Beneficios del recocido de plástico
- Los beneficios inmediatos del recocido de plástico son una pieza en blanco o una pieza que es estable y está lista para terminar.
- Los beneficios a largo plazo incluyen una mayor estabilidad dimensional y la integridad de la pieza.
- La contracción o expansión de la pieza se reduce a medida que la pieza de plástico envejece porque se elimina la tensión interna.
- La integridad de la pieza puede verse comprometida debido a grietas por tensión superficial que pueden desarrollarse si el material es susceptible a grietas por tensión y ha sido pulido o mecanizado incorrectamente.
- Los agujeros perforados largos que se han quemado eventualmente irradiarán grietas si no se recocen adecuadamente.
- El policarbonato y la polisulfona son particularmente sensibles a las grietas por estrés.
- Las roscas de tornillo son una característica en un componente plástico que se beneficia del recocido. La falla de la pieza puede ocurrir ya que el tornillo ejerce una tensión constante a largo plazo sobre el componente en combinación con la tensión residual del proceso de mecanizado. El recocido de la pieza reduce la tensión de mecanizado en las roscas y, en la mayoría de los casos, la tensión del tornillo por sí sola normalmente no es suficiente para causar la falla de la pieza.
¿Por qué recocer un polímero ?
Si, durante el proceso de mecanizado, se elimina material significativo, se recomienda el recocido para aliviar el mecanizado en tensión y minimizar la posibilidad de falla prematura de la pieza. Todos los plásticos en forma de material extruido se comprimen a través de un troquel de perfil (die) cuando se extruyeo o un boquilla, gate, sprue cuando se inyecta. La compresión que se produce en el material no se alivia porque el plástico se "instala" tan pronto como sale del troquel o de la filiera y permanece en este estado comprimido o altamente estresado. Este alto estrés causará cuatro problemas si no se aborda:
- Los materiales tenderán a deformarse y distorsionarse
- Las propiedades físicas serán diferentes a los datos publicados (generalmente más bajos)
- El material puede agrietarse
- La dimensión de la pieza terminada puede cambiar
Para eliminar estos problemas, los productos extruidos se recocen. El recocido es un proceso de alivio de tensión, que ocurre cuando el material está expuesto al calor (aire o fluido) por encima de su punto de transición vítrea, lo que permite que el material se "descomprima" de nuevo a un estado relajado. El recocido es importante si desea una parte terminada y de calidad de su forma original.
Resistencia química mejorada
El policarbonato, la polisulfona y el PEI, como muchos plásticos amorfos (transparentes) pueden ser recocidos para minimizar el agrietamiento por tensión. PAI también se beneficia del recocido posterior al mecanizado. El recocido de piezas terminadas se vuelve más importante a medida que aumenta el volumen de mecanizado. El recocido después del mecanizado reduce las tensiones "mecanizadas" que pueden contribuir a la falla prematura.
Mejor capacidad de planitud y tolerancia más estricta
Las piezas de tolerancia extremadamente estrecha que requieren planitud de precisión y contorno no simétrico a veces requieren recocido intermedio entre la operación de mecanizado. Se puede lograr una planitud mejorada mediante mecanizado en bruto, recocido y mecanizado de acabado con un corte muy ligero. El mecanizado equilibrado en ambos lados de la línea central de la forma también puede ayudar a prevenir la deformación.
Resistencia al desgaste mejorada
Las piezas PAI extruidas o moldeadas por inyección que requieren altos valores de PV o el factor de desgaste más bajo posible se benefician de un curado adicional después del mecanizado. Este proceso de curado optimiza las propiedades de desgaste. Solo PAI se beneficia de dicho ciclo. El mecanizado de acabado de dimensiones críticas debe realizarse después del recocido.
Importante
Los ciclos de recocido se han generalizado para aplicarse a la mayoría de las piezas mecanizadas. Los cambios en el tiempo de calentamiento y retención pueden ser posibles si las secciones transversales son delgadas. Las piezas deben fijarse durante el recocido para evitar distorsiones
Keywords : Anneling , recocido, ricottura