Bancos para el sellado térmico y la prueba de tensión en materiales multicapa. - Cerón Rico, Francisco Emmanuel; Chavéz Romero, Misael; Temelo Avilés, Raquel (My University, 2017)
La estructura de éste trabajo, por ser una propuesta de diseño, está conformada por seis capítulos en los que exponemos el desarrollo de los bancos ya mencionados, desde la identificación de una necesidad hasta la materialización de una solución final. Primeramente, en el capítulo 1, se exponen los antecedentes necesarios para poder entender el planteamiento del proyecto, tal como la importancia del sellado térmico y de la prueba de tensión, y las normas que rigen a dicha prueba. En el capítulo 2, se presenta la definición del proyecto al exponer los objetivos y alcances propuestos, para con ello dar paso a la definición de las especificaciones generales del mismo. La metodología seguida durante el desarrollo del proyecto, así como otras metodologías de las que se retoman varios principios, se pueden observar en el capítulo 3. Las principales etapas del proceso de diseño para los dos bancos de pruebas, como son, el diseño conceptual, la selección de componentes y el diseño de detalle, se describen en el capítulo 4. Así pues, es en ese apartado donde se concentra la mayor parte del trabajo, ya que explica las etapas en las que se invierte más tiempo durante el desarrollo de un producto, debido a que todas ellas tienen como fin materializar una idea. Con el capítulo 5 se pretende mostrar la validación de los diseños propuestos mediante pruebas de funcionamiento que abarcan principalmente análisis por elementos finitos realizados en el solver Nastran®. Por último, en el capítulo 6 se mencionan las conclusiones del trabajo y los aprendizajes obtenidos a partir de su realización
La innovación de productos a nivel mundial, genera cambios y mejoras constantes en los estándares de calidad de estos, por lo cual el permanecer bajo ciertas normas de calidad, aseguran al usuario, consumidor o cliente, la satisfacción de que el producto adquirido cumple con todas las cualidades deseadas. La alta competitividad a nivel mundial hace que la innovación de dichos productos requiera nuevos procesos de producción cada vez más complejos, rápidos y eficientes para poder satisfacer las demandas solicitadas. Es debido a la razón anterior, que la operación y sobre todo la calibración de las máquinas con las cuales se realizan un gran número funciones dentro del proceso de producción juega un papel muy importante al momento de cumplir con las normas de calidad. El gran reto que enfrenta la maquinaria de producción y en el caso específico del sellado térmico, es la calibración de las correctas variables y parámetros de operación dentro distintos ambientes, materiales, tipos de máquinas, etc. Los factores durante el proceso de sellado como la presión, la suciedad acumulada en las mordazas por el sellado continuo, la humedad y la temperatura ambiente generan condiciones diversas. Para solucionar los problemas ocasionados por tales situaciones, en la industria se realizan calibraciones empíricas en distintas máquinas, lo cual genera pérdida de tiempo útil para la producción, desperdicio de material de sellado térmico durante la calibración y problemas en el uso del producto. Por ejemplo al realizar la apertura del sello, no se puede abrir o se puede romper, y esto se traduce como un descontento del usuario final al no poder adquirir un producto con sello abre fácil o “Peel Seal”. En el caso de la normatividad para el sellado térmico, se tiene la norma (ASTM F88, 2007) (Ver anexo 7.2). En dicha norma se exponen algunas condiciones y consideraciones que se tomaron en consideración para realizar dicha prueba tales como son: las condiciones necesarias para efectuar una prueba de tensión considerando desde la colocación de la probeta sellada, hasta los parámetros a medir durante la prueba de tensión (carga vs desplazamiento). Es de acuerdo a la norma y a las necesidades de producción ya expuestas, que el presente trabajo hace la propuesta de dos bancos de pruebas, uno para realizar el sellado térmico en probetas estandarizadas y otro para hacer la prueba de tensión a dichas probetas. La importancia de estos dos bancos, trabajados en conjunto, radica en tener la posibilidad de caracterizar de una manera práctica el proceso de sellado, resolviendo así los problemas que surgen al hacer la calibración en la maquinaria de producción. Por una parte, podemos conocer la temperatura, presión y tiempo de sellado mediante el banco de sellado, para posteriormente conocer las cualidades del sello con el banco para la prueba de tensión. Es decir, se puede simular y evaluar el proceso sin necesidad de intervenir directamente en las máquinas de producción. La ventaja de trabajar con estos bancos de pruebas es el poder conocer aisladamente los parámetros de ajuste para caracterizar el comportamiento del proceso de sellado térmico, teniendo en cuenta, controlar algunas de las condiciones de frontera que están presentes en la industria de grandes empresas.
Keywords: Sellado térmico para empaques; Norma ASTM F88; Simulacón térmica en mordazas de sellado; Metodología de diseño para bancos de pruebas; Imágenes Termograficas