‘Polymech Designs’ es un proyecto de investigación que estudia la viabilidad y factibilidad del uso de residuos postindustriales para productos listos para el mercado. Actualmente exploramos mobiliario y elementos mecánicos con un fuerte enfoque en la repetibilidad y la calidad con recursos limitados.

Uso de una extrusora

Nuestras pruebas con extrusoras mostraron resultados prometedores creando materia prima aceptable, pero con un alcance limitado debido a las cavidades de aire. Además, el material tuvo que ser fresado para lograr los acabados superficiales necesarios para el ensamblaje y las expectativas del cliente.

Pruebas con una extrusora de sobremesa de 25 mm, utilizando un molde con contrapresión

Pruebas de seguimiento

Material para fresado y pruebas de precisión, explorando la idea de componentes mecánicos

Vigas como materia prima de calidad

Tras extensas pruebas, nos decantamos por vigas cuadradas de 60x60 mm. Las cavidades de aire siguen presentes, pero la calidad general fue suficiente para algunas aplicaciones como el mobiliario. La potencia mínima recomendada del motor de la extrusora es de 4 kW @ 400 V con una relación de 1:15, capaz de superar la mayoría de los problemas durante ese proceso.

Uso de una prensa de láminas

Para abordar los problemas comunes del proceso, rediseñamos las máquinas para mayor resistencia, repetibilidad y resultados de calidad en condiciones seguras. Descubrimos diferentes tipos de proceso, como el prensado de una a tres etapas, añadimos interfaces de monitorización avanzadas así como presión adaptativa, y también utilizamos la extrusora para combatir las cavidades de aire y los defectos superficiales.

Primeras pruebas utilizando un proceso ‘tradicional’ de una sola etapa con escamas de tamaño medio. Logramos llegar hasta 4 cm de espesor (5 horas).

Proceso de 2 etapas

Para superar los problemas relacionados con la contracción (hasta un 25 %) como el alabeo y los defectos superficiales, introdujimos una técnica de troquel. Esto implica voltear el molde (hasta 40 kg) después del calentamiento inicial e insertar un troquel con un ligero recalentamiento cerca del punto de ablandamiento. Añadir soporte para perfiles de presión que permiten presión controlada a lo largo del tiempo permitió obtener buenos resultados (tolerancia de 0,5 mm en 50 cm).

Esto implica mucho tiempo y mano de obra y plantea riesgos de seguridad para el operario sin equipo de elevación adecuado.

El tiempo de procesamiento medio para una lámina de 3 cm es de unas 2-3 horas, antes del enfriamiento. El espesor más productivo y versátil de 15 mm requiere hasta 90 minutos dependiendo del material.

La extrusora al rescate

Al incorporar una extrusora al proceso, finalmente logramos resultados seguros y predecibles, con hasta 6 cm de materia prima consistente y densa. También eliminó todas las complicaciones relacionadas con el llenado y manejo del molde.

Nuestras máquinas de prueba

Interfaz de software (ver Polymech Controller)

Estado actual y conclusiones

Seguimos investigando mejores procesos para acelerar la producción y aumentar la calidad con una inversión y mano de obra razonables. Diseñar un sistema de moldes totalmente automático (carrusel) utilizando una extrusora como alimentador parece ser la solución más prometedora, idealmente manejado por un robot.

Mientras tanto, disfrute de algunas ideas generadas con IA generativa.