Diseño y prototipado de un equipo para la medición del índice de fluidez en pellets de polietileno

Abstract

En términos generales, el índice de fluidez de un polímero indica la habilidad de este para fluir teniendo una vital importancia en la industria plástica ya que este valor se relaciona con el peso molecular, densidad, porcentaje de humedad y propiedades mecánicas del polímero. En la actualidad, una empresa de plásticos no cuenta con un equipo medidor de índice de fluidez que le permita establecer un indicador de calidad a su materia prima. Por tal motivo, el presente proyecto tiene como objetivo diseñar y construir un prototipo funcional de un medidor de índice de fluidez a bajo costo. Para esto se hizo una correcta selección de materiales a base de requerimientos y cálculos ingenieriles, donde el acero AISI P20 fue usado para el cilindro, dado y bushing, mientras que AISI 4340 fue destinado al pistón. El sistema de control de temperatura e interfaz con el usuario fue una adaptación del sistema existente en las impresoras 3D a nuestros requerimientos. Los resultados obtenidos fueron favorables, llegando un tiempo de vida útil estimada del pistón de 4 años 5 meses y gracias al método de calentamiento, se descarta la presencia de fatiga térmica en el equipo antes de los 2.15x105 ciclos de uso. Según los resultados obtenidos la densidad utilizada para calcular el MFI de los pellets reciclados de polietileno es 0.750 ± 0.003 [g/cm3]. Finalmente, al realizar los ensayos se obtuvo una tolerancia de ± 0.08 [g/10min], por lo que se concluye que el equipo es funcional y está apto para implementar un indicador de calidad con un alto grado de confiabilidad. Se recomienda llevar un estricto control de medición a la cabeza del pistón, ya que es el componente con mayor afectación por el desgaste adhesivo