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De manera de introductoria el proyecto se enfocó en la base de la jarra de una
licuadora Oster Classic Blender con base en las características del diseño, las
propiedades mecánicas que debe cumplir durante la operación, el proceso de
manufactura contemplado y la selección del material se hizo con ayuda del
software CES EduPack.
El enfoque de este artículo es el elemento nombrado como Tapa inferior
roscada o base de la jarra
La base roscada suele estar fabricada con materiales resistentes , en este
caso polímeros (los termoplásticos y termoestables) que permitan que la
licuadora se mantenga firme cuando se está procesando materiales duros.
Esta pieza tiene usualmente 8.8 cm de diámetro y 3.2 de alto
el esfuerzo crítico sucede cuando se trata de enroscar la base con la jarra o
el vaso, realizando un esfuerzo torsional puro. (mirar el cálculo de la
diapositiva)
manufactura
explicaremos el proceso de manufactura de la base de la jarra de una licuadora,
considerando tres métodos de moldeo: moldeo por inyección, moldeo por compresión y
moldeo por soplado. Estos métodos se eligen según la geometría de la pieza y el volumen
de producción deseado.
Moldeo por Inyección:
El moldeo por inyección es un proceso ideal para producciones en gran volumen y ofrece
alta precisión. Se utiliza para conformar una amplia variedad de materiales plásticos.
Inicialmente, requiere una inversión significativa en la máquina y el molde, pero los costos
unitarios de las piezas son económicos.
Ventaja 1: Alta precisión.
Ventaja 2: Eficiente en costo por unidad en lotes grandes.
Desventaja 1: Costos iniciales significativos para la máquina y el molde.
Moldeo por Compresión:
El moldeo por compresión es adecuado para piezas medianas y grandes, pero es costoso y
no permite la conformación de roscas internas.
Ventaja 1: Adecuado para piezas medianas y grandes.
Ventaja 2: No es necesario un alto volumen de producción.
Desventaja 1: Costoso en comparación con otros métodos como el de inyección
Desventaja 2: No permite la formación de roscas internas.
Moldeo por Soplado:
El moldeo por soplado es común en la fabricación de tapas de plástico, pero no es
adecuado para la geometría específica de la base de la jarra, especialmente en las
superficies internas.
Ventaja 1: Utilizado para piezas en masa.
Ventaja 2: Eficiente en la producción de tapas.
Desventaja 1: No es adecuado para geometrías internas complejas.
Desventaja 2: No se ajusta a la geometría específica de la base de la jarra.
Selección del Proceso:
Dado que la base de la jarra de la licuadora tiene una geometría simétrica con roscas
internas y se busca una producción en alto volumen, el proceso de moldeo por inyección
se presenta como la opción más adecuada en términos de costo, precisión y capacidad de
producción.
Conclusión:
En resumen, al considerar las características de la base de la jarra de la licuadora, el
moldeo por inyección emerge como el proceso de manufactura preferido. Aunque implica
costos iniciales significativos, su alta precisión y eficiencia en costos por unidad en lotes
grandes hacen que sea la elección óptima para este caso.
Selección de material
Dado que la pieza estará sometida a vibraciones, a humedad, contacto de agentes químicos
provenientes del jabón, períodos de operación variables, además de que el esfuerzo
máximo se genera al “atornillar y desatornillar” la pieza del vaso de la licuadora, se hace un
listado de “límite de atributos”, describiendo cualitativamente las características que debe
tener
la
pieza
para
cumplir
su
funcionamiento:
1. Debe ser resistente a la humedad y al jabón.
2. Debe ser inocuo (no interferir con los alimentos).
3. Debe soportar un rango de temperaturas entre -5°C y aproximadamente 100°C
4. No debe ser conductor de electricidad ya que estará en contacto con el motor y podría
ser peligroso para el usuario.
5. No debe ser conductor de calor para proteger la integridad del usuario durante la
operación.
Teniendo claros estos parámetros, se califican las tres familias de materiales y se descartan
inicialmente aquellos que definitivamente no cumplen con la funcionalidad de la pieza.
Se descartan los materiales metálicos ya que por lo general tienen un coeficiente de
conductividad térmica y eléctrica altos, y ambas propiedades pueden poner en riesgo al
usuario durante la operación.
Teniendo en cuenta las cargas dinámicas a las que estará sometida la pieza debido a las
vibraciones, el constante arranque del motor y a los ciclos de operación de duración
variable, se considera que el material debe tener una buena resistencia a los impactos, es
decir, ductilidad. Por esto se descarta el uso de un material cerámico.
Dicho esto y seleccionadas ciertas características, y gracias al uso del software edupack,
delimitamos el material a usar (se ejemplifica la tabla)
Con la selección de estas características, el software EduPack muestra como resultado
cuatro posibles polímeros:
1. Polímero PET
2. Poliestireno o polímero PS
3. Polímero POM o acetal
4. ABS
5. Polipropileno
Conclusiones
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La elección del proceso de manufactura para la base jarra se basó en el volumen
de producción y la geometría de la pieza. En este caso, se opta por el moldeo por
inyección debido a su eficiencia y precisión en la creación de la geometría roscada.
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El proceso de seleccionar un material tiende a ser un proceso metódico en el que
se tienen en consideración principalmente los requerimientos y necesidades a las
que la pieza va a estar sometida. se acotan las propiedades y características que
debe tener el material y a partir de ahí se delimitan los posibles candidatos,
incluyendo el proceso de manufactura y el precio como factores importantes.
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En el caso particular de la base de la licuadora, el esfuerzo crítico sucede cuando se
trata de enroscar la base con la jarra o el vaso, realizando un esfuerzo torsional
puro.