Resumen

Una nueva técnica permite la producción de pellets con forma esférica y tamaños en la escala micrométrica,convirtiéndose en una alternativa para la producción de polvos con propiedades físicas en demanda para procesos de prototipado, como el de sinterizado por láser. Con esta nueva técnica el polímero fundidores extruido por un capilar donde una hebra es continuamente deformada por una corriente de aire caliente que, gracias a la formación de perturbaciones de Rayleigh, se rompe en pellets esféricos con tamaños en la escala micrométrica. Este documento presenta la descripción del diseño de dicho sistema, una discusión de los fenómenos involucrados en la formación de pellets esféricos, así como los primeros resultados que validan cada uno de los fenómenos descritos.

Introducción

Procesos especiales de prototipado como las técnicas de sinterizado por laser, y otros  procesos de sinterizado de polvos requieren pequeños pellets con formas esféricas, alta relación de área a volumen, y cierta distribución de tamaños y fluibilidad para alcanzar la calidad requerida en el producto. Sin embargo los polvos de polímero que se usan en estos procesos son normalmente fabricados por costosos procesos de molido criogénico o alternativamente con procesos de precipitación para ciertas resinas [1]. Considerando la importancia que estos procesos de prototipado han cobrado recientemente en la producción de piezas individuales con geometrías complejas, el objetivo de este trabajo está enfocado en solucionar uno de los principales problemas observados en este tipo de procesos.

Micropellets con formas cercanamente esféricas son producidos con procesos de extrusión de fibras y cortados en fluidos a bajas temperaturas. Debido a el encogimiento producido por el gradiente térmico al contacto con el fluido los pellets se deforman logrando formas cercanas a una esfera. En estos procesos el tamaño alcanzado es de alrededor 0.5 mm. [2][3].

Este trabajo se enfoca en el estudio de un proceso recientemente desarrollado en el Centro de Investigación de Polímeros en  la Universidad de Wisconsin-Madison. Esta técnica permite la producción de pellets con forma esférica en la escala micrométrica a través de la deformación de un perfil de polímero fundido continuamente extruido.

Diseño experimental

El sistema de micropeletizado diseñado,  construido  y probado en el Centro de Ingeniería de Polímeros (Polymer Engineering Center) consiste de una extrusora, un dado de extrusión, y un equipo de recolección de producto.

La extrusora es una Brabender  Modelo 2503 de 19 mm con una relación longitud-diametro L/D de 25 : 1. Está equipado con tres calentadores que usan aire comprimido para controlar el aumento de temperatura. El tornillo gira gracias a la acción de un motor de 2 KW DC que permite la rotación del tornillo entre 0 y 150 min^-1.

• Materias:Estibas Polimeros Extrusión
• Subjects:Pallets Polymers Extrusion process
• Palabras claves:Procesos de peletizado, Perturbaciones de Rayleigh, Micropellets
• Keywords:Pelletizing processes, Rayleigh disturbances, Micropellets