MOLDES PARA FABRICAR PIEZAS DE FIBRA DE VIDRIO generalidades.

De  todas las ventajas   ofrecidas por los materiales compuestos, su habilidad para ser moldeados en formas complejas es quizás la más popular.  Cuando una forma necesita ser reproducida numerosas veces, es mejor construir una “herramienta o molde” dentro del cual pueda ser fabricada la pieza. Las partes moldeadas emergen perfectamente formadas y requieren poco trabajo de post-acabado.

El moldeo o “estampado” ha sido usado por años para dar forma a productos metálicos como carrocerías de automóviles, aplicaciones domésticas, e instalaciones industriales. Los dados para estampado de metales son pesados, difíciles de manejar y cuestan cientos de dólares producirlos. Solo las grandes compañías tienen los medios para construirlos, operarlos, guardarlos, o aun modificarlos. La tecnología de fibra de vidrio (composites FRP) ofrecen una alternativa de costo efectiva para cualquiera que fabrique incluso muchísimas piezas idénticas en moldes que uno mismo pueda fabricar.

Este artículo se entiende que es para ayudar a novatos y constructores medianos a obtener resultados exitosos con su primer proyecto. Mientras que muchos de los principios son similares  a las técnicas industriales a gran escala, las sugerencias ofrecidas son para ayudar a los dueños de pequeños talleres, garajes, o almacenes a producir grandes resultados.

Tipos de moldes

Los moldes hembra y macho constituyen solamente los dos tipos principales de moldes. La superficie del producto terminado en contacto con el molde tendrá una superficie brillante, mientras que el lado opuesto será rugoso, de forma que para objetos donde la apariencia visual es importante, la superficie que será la expuesta determina la manera en la cual esta debe ser moldeada. Por esta razón una tina de baño debe ser formada sobre un molde macho mientras que una canoa debe ser formada sobre un molde hembra.

Tanto los  moldes como los moldes macho como loe moldes hembra pueden ser hechos usando los mismos materiales.

Figura 1  Molde “hembra” usado para producir la superficie de ataque de un perfil aerodinámico

Los moldes hembra (figura 1) son generalmente más costosos, pero ofrecen numerosas ventajas para medianas y grandes producciones. El tiempo de acabado es reducido significativamente porque cada pieza emerge con una superficie exterior terminada.  Piezas que contienen núcleo también pueden ser fabricadas en moldes hembra    porque la capa exterior es siempre suave sin importar que tan irregular sea el núcleo de la pieza.

Si se van a producir más de 5-10 piezas que necesitan acabado fino, los moldes hembra valen el esfuerzo extra.

Selección de métodos y materiales

Cuando seleccione los materiales para confeccionar el molde y el método de construcción, tenga en cuenta cosas tales como el número de piezas a producirse y la calidad deseada del acabado superficial. Otras cosas a considerar incluyen modificaciones técnicas específicas  en el molde para ayuda en procesos tales como la de “funda de vacío” o moldeo a presión. Vale la pena incorporar bridas más grandes  para facilitar estos dos procesos.

Debería también planificarse la ubicación de “insertos guía”  en todo el perímetro de la brida  para moldes complejos de piezas múltiples que requieren un alineamiento preciso. Finalmente, considere un soporte para el molde a fin de que este permanezca rígido y no se deforme o rompa cuando se use.

La manera en que usted conciba tanto el desmolde del molde desde el modelo original así como la subsiguiente extracción de la pieza desde el molde, influirá también en el diseño y construcción en su conjunto. El primer factor a considerar es la inclinación (ángulo de fuga) de los lados del molde respecto a su base. Un molde con cero fugas  tiene los lados perpendiculares a la base. 

En un molde con fuga positiva (figura 2), los lados son más anchos arriba que en la base por lo tanto, las piezas se desprenderán fácilmente. Los lados de un molde con fuga negativa son más angostos arriba que abajo. Por obvias razones es imposible remover las piezas de un molde con fuga negativa.

Las formas que tienen que ser moldeadas con fuga negativa deben ser hechas en moldes de varias piezas. Cada pieza tiene fuga positiva para fácil liberación, pero todas ellas empernadas en conjunto forman la cavidad  negativa (molde).

El perímetro donde las piezas del molde se juntan se llama  “línea de partición“(Figura 3).  Esta es una línea imaginaria  o plano que divide el ángulo de fuga negativo en dos ángulos positivos. Los moldes pueden ser construidos con tantos planos de partición como sea necesario para conseguir una separación completa de la pieza. El plano corre típicamente a lo largo de las crestas más altas o más anchas del modelo.

Figura2 Para piezas muy grandes, el molde debe tener ángulo de fuga positivo mínimo de 5º para facilitar el desprendimiento de las piezas.

Cuando se proyecta la construcción de un molde (llamado también herramienta), es de utilidad, dibujar primero sobre el modelo la línea de partición con un marcador. Esto permite bosquejar por prueba y error hasta que usted esté satisfecho de que ésta (la línea de partición) está localizada en el lugar apropiado.

Si aún son necesarias más explicaciones,  mire la huella de la costura dejada por el molde en los juguetes de los niños. Estas son a menudo exageradas y raramente son eliminadas. Puede aprenderse un poco de esos ejemplos.

Las piezas y los moldes grandes tiene dificultad para separarse aun después de que sus bordes se han separado. Aun una ligera adhesión sobre áreas amplias y hasta la estática contribuyen al problema. Espere lo peor, y planee por anticipado.

Taladre agujeros a través del molde y adhiera un neplo de aire por atrás. Use arcilla para llenar el agujero durante el moldeo así la resina no taponara la línea de aire. Cuando la pieza esta lista para desmoldarse, solo conecte el compresor de aire y listo¡.Trate de localizar las acoples en áreas que serán recortadas y removidas de la pieza más tarde.  De esta forma no se necesitara  pulir ni lijar posteriormente las marcas dejadas por la arcilla.

Figura 3  Línea o plano de partición en un molde de dos partes.

Para muchas piezas, un molde construido con resina poliéster de propósito general y refuerzo de CSM (o simplemente MAT) de 1.5 oz/pie2  (0.46 Kg / m2) producirá resultados satisfactorios. Los Mat ofrecen una construcción rápida, junto con resistencia y rigidez uniforme, con un mínimo número de capas (típicamente 8-10 capas.),  rociando con la herramienta apropiada una capa de  gel coat para herramientas (moldes) del espesor apropiado ayudara grandemente a alcanzar una superficie óptima del molde.

Algunas piezas que requieren precisión en sus dimensiones, requieren un molde extremadamente rígido y durable. En estos casos se puede justificar el uso de un  recubrimiento superficial epóxico,  los mismos que experimentan pequeño o ningún encogimiento. Los “Mat” no pueden ser usados con las resinas epoxy porque no son compatibles. Use fibra de carbón para moldes, que necesitan la más alta resistencia y rigidez.

Ver: construyendo un molde hembra en FRP