PRÁCTICA No. 3 “MOLDEO EN MOLDES DE YESO “ OBJETIVO

PRÁCTICA No. 3
“MOLDEO EN MOLDES DE YESO “
OBJETIVO EDUCACIONAL
Conocer y aplicar las etapas del procedimiento para elaborar piezas resina poliéster
mediante un molde de escayola.
INTRODUCCIÓN
Los moldes de yeso se utilizan comúnmente en la fabricación de molduras para la
arquitectura de rosetones, columnas, nichos o paneles; donde las piezas que se obtienen
tienen una función decorativa que no está sometida a esfuerzos, ya sean de tracción o
compresión. Sin embargo, Se retoma esta práctica, ya que en ingeniería en el procesos de
diseño se necesitan de prototipos rápidos con el fin de evaluar las dimensiones, detallar
formas o simplemente mostrar físicamente la pieza muestra para determinar
posteriormente la producción, ya que con ella se puede determinar el proceso más
adecuado, minia costos puesto que no ha tenido una corrida de producción de la pieza y
asimismo se minimizan riesgos de que las piezas no cubran su funcionalidad. No obstante,
a pesar de que se considera una práctica artesanal, se pueden conseguir tolerancias
estrechas si se utiliza el procedimiento adecuado.
El molde de Escayola (yeso) puede ayudarnos a reproducir piezas previamente elaboradas,
las cuales las tomaremos como modelos, que como es de saberse, necesitan tener las
tolerancias que todo modelo debe de tener, principalmente los ángulos de salida ya que
sin esta tolerancia podremos dañar al modelo o al molde. Pero si la pieza es de nuevo
diseño, la creación del modelo puede ser más costosa, el ingeniero de procesos debe de
seleccionar de una gran gama de procesos de transformación y seleccionar el óptimo;
puesto que el modelo resulta más costoso, es necesario hacer una copia, y esa copia la
podemos hacer de resina (poliéster, epoxi o fenólica) vaciada en un molde de silicona o
escayola. En la presenta práctica, elaboraremos una pieza de resina poliéster vaciada en un
molde de escayola, pero la pieza también puede ser vaciada en cera maquinable (o
parafina) y esta a su vez se utilizaría como modelo para el procedimiento de moldeo a la
“cera perdida”, que en el caso de utilizar moldes de arena verde resultaría difícil de
elaborar por la porosidad del molde.
Los moldes de escayola tienen una desventaja notable, se utilizan para bajos volúmenes de
producción, su vida útil depende de la técnica de desmoldeo. Razón por la cual, a la
escayola se le agregan elementos que incrementan la dureza del molde, tal es el caso del
“mortero de albañilería” que le agregaremos en la práctica. La mezcla adecuada de yeso
mortero, nos facilitará el manejo de la lechada, aumentará o retardará el tiempo de
fraguado y cambiará el color de blanco a gris claro. Asimismo, para incrementar la vida útil
del molde, se utiliza fibras de henequén que funcionan como estructura.
La preparación del modelo y de las cajas de moldeo es importante, especialmente para el
desmoldeo y el acabado de la pieza, ya que si no se agrega suficiente líquido o cera
separadora (gel coat o en su caso Resistol 850), resultará difícil el desmoldeo corriendo el
riesgo de fractura el molde; pero si se coloca en exceso se sacrifica el acabado de la pieza
no lográndose los acabados superficiales deseados. Otro factor importante es la
consistencia de la lechada, la cual es la mezcla de escayola-mortero-agua, porque si esta es
muy espesa es vaciado es complejo y se corre el riesgo de atrapar burbujas de aire en el
molde que en el caso de alojarse en la superficie de la pieza determinan una acabado
burdo; o en su caso si la lechada es muy delgada, el tiempo de fraguado aumentará y
además la dureza del molde se verá disminuida.
El tamaño adecuado de la lechada ayuda a minimizas costos y a contaminar en menor
proporción, por tal motivo es necesario medir previamente el volumen a cubrir
considerando que la mezcla de yeso-mortero al momento de estar en contacto con el
agua aumenta su desudad.
MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
m)
n)
o)
p)
q)
r)
s)
t)
u)
v)
w)
x)
y)
Modelo
Mortero 2 kg.
3kg de yeso (blancanieves).
Gel coat blanco
Resina poliéster (1L)..
Catalizador para resina poliéster.
Bascula
Flexometro.
Vaso de precipitado de 250ml.
2 cucharilla de diferente tamaño.
1 bandeja mediana ( 3L).
1 bandeja grande (10 L).
1 navaja con punta o cuchillo.
2 cajas de moldeo de acuerdo al tamañño del modelo
Vaselina (100gr).
1 brocha de 1”
1 brocha de ½”.
Marcador tinta indeleble
Lija de agua calibre 600
Acetona 100 ml.
Vasos desechables transparentes de 250 ml.
Fibra de henequén (sacate para baño).
Franela o trapo industrial.
1 barra de plastilina.
Resistol 850 100ml.
Equipo de seguridad:
a) Guantes.
b) Mascarilla o cubre bocas
c) Lentes de seguridad.
d) Bata,
DESARROLLO
Primeramente se tiene que preparar las cajas de moldeo y el modelo. Considerese
solamente las cajas y modelos que se emplearán en el desarrollo de la práctica ya que cada
molde debe de dejarse secar minimo 24 horas; Los pasos a seguir para esta actividad son:
a) Limpiar de polvo y grasa el modelo y las cajas,
b) Eliminar cualquier indicio de humedad en las cajas y modelo.
c) Untar con brocha vaselina en el interior de las cajas, especialmente las áreas donde se
tendrá contacto con la lechada.
d) Fijar las cajas a la mesa con la ayuda de la plastilina
e) En el interior de la caja, sellar con plastilina cualquier orificio donde puede salirse la
lechada, se recomienda cubrir todas las esquinas.
f) Una vez fija la caja, untar el fondo de la misma con vaselina.
g) Alternadamente con los incisos anteriores, se confecciona el modelo con vaselina, o
en caso de tenerse, con gel coat, la capa debe ser unifome evitando formar grumos o
rayaduras.
Fig 1. Modelo
Alternadamente a la confección del modelo y cajas de moldeo, se puede hacer la mezcla
de yeso- mortero, sin embargo esta debe de realizarse retirada del lugar donde ya se
encuentran confecionadas las cajas para no contaminarlas con polvo de yeso o mortero.
Los pasos a seguir son los siguentes:
i.
ii.
iii.
iv.
Medir el volumen de la caja.
Medir el peso del vaso de precipitado
Calcular la densidad del yeso-mortero. Colocar en el vaso de precipitado
“primeramente” 140 ml. de yeso procurando obterner una superficie plana y sin
compactar
Agregar mortero al mismo vaso, ahora con yeso, aforando hasta 200ml.
procurando obterner una superficie plana y sin compactar
v.
vi.
vii.
El volumen cubierto por la mezcla es de 200ml, que de acuerdo a la mezcla
corresponde 70% de yeso y 30% de mortero, es decir 140ml de yeso y 60ml de
mortero. A esta mezcla debe de calcular su densidad, la cual podemos determinar
midiendo el peso total despreciando el peso del vaso. Recordando que la densidad
es la relación entre la masa y el volumen que ocupa dicha masa.
Una vez obtenida la densidad de la mezcla morte-yeso en un columen de 200ml. Se
determina cuál es el peso total que cubrira la caja ( volumen a llenar).
Considerando lo siguiente: la mezcla de yeso-mortero se hace más densa al
cotacto con el agua, la experiencia dice que dicha modificación de la densidad es
aproximada al 20% mas que cuando no esta mojada la mezcla. Por lo tanto la
cantidad en masa previamente calculada, se le adiciona el 20% como factor de
ajuste al valor del volumen deseado a llenar.
Teniendo la masa total del la mezcla para cubrir el volumen deseado, se obtiene la
masa del yeso y del mortero. Multiplicando la masa total ajustada por el poncentaje
en contenido (70% de yeso y 30% de mrotero).
En la siguiente tabla registra los datos:
A.
Peso
vaso
del
gr
viii.
ix.
B.
volumen
a
llenar
(caja)Litros.
C.
Masa de la
mezcla yesomortero
(200ml.)
D.
Densidad de
la mezcla
L
gr.
gr/L.
(C-A)/0.2L
E.
Masa total
de
la
mezcla
(D*B)
F.
Masa total
ajustada de
la mezcla.
(E*1.2)
G.
Masa
total del
Yeso:
(F*0.7)
H.
Masa
total del
mortero
(F*0.3)
gr.
gr.
gr.
gr.
La mezcla ya medida en sus elementos (yeso y mortero) se tiene que combinar en
seco. Por lo que, utilizando los guantes de latez y cubrebocas se realiza el
mezclado de los elementos cuidando de no provocar mucho polvo, ya que este el
material desperdiciado y puede ser inhalado, causando problemas en las vías
respiradorias de quien lo aspira.
En este punto, ya contamos con la mezcla exacta de mortero-yeso para cubrir una
caja, ahora se debe de realizar la lechada. Por lo que se necesita de otro recipiente
para integrar agua. El contenido de agua determina dos factores en el molde: 1.demasiado contenido de agua retarda el tiempo de fraguado, 2.-mientras que la
escasez de agua dificulta el manejo de la lechada ya que fragua rápido, ademas de
que se corre el riesgo de que en las superfices del modelo se queden incrustadas
burbujas, lo cual daña el acabado del producto. De igual manera el exceso de agua
genera moldeo blandos, y su escasez aumenta la dureza. Tomando en cuenta lo
anterior, la mezcla ideal de agua debe ser de medio litro máximo por cada
kilogramo de mezcla, ademas de que la lechada se realiza agregando la mezcla
mortero-yeso al agua y nunca viceversa, ya que se generan grumos. Por lo que, el otro
recipiente se dispone del contenido de agua, previamente medido, para vaciar
paulatinamente la mezcla. Esta actividad es crítica, puesto que si se realiza de
manera lenta y burda la lechada no se logrará, quedando grumosa y díficil de
manejar, lo cual causaría desperdicios y altos costos de la operación.
En la siguiente tabla calcule el contenido de agua para la lechada:
F.
Masa total ajustada de
la mezcla.
(E*1.2)
I.
contenido total de agua.
contenido de agua ideal (F*I)
por cada kilogramo de
mezcla
0.5 L
Kg.
L.
x.
El presente paso debe de hacerse rápidamente y con pulcritud. Consiste en realizar
el vaciado de la lechada a la caja que ya contiene en su fondo el modelo. La
ubicación del modelo en el fondo de la caja es estrategica por que debido a ello
posteriormente se pueden realizan los canales de distribución. Recuerdese que la
caja y el modelo ya fueron tratados con vaselina, verifique que no hayan sido
cubiertos con polvo. El vaciado se realiza en dos etapas. En la primera se adiciona
la lechada mas delgada a las superficies del modelo con el objetivo de mejorar el
acabajo del producto se eliman burbujas de aire existentes, en la segunda etapa se
llena por completo la caja cubriendo todo el modelo. En el intermedio de las dos
etapas se adicionan las fibras de henequén, las cuales le darán estructura y
resistencia al molde, debe de procurarse que las fibras de henequén no toquen la
superficie del modelo ni las paredes de la caja.
xi.
Una vez realizado el llenado de la caja junto con el modelo. Que que resta es tener
paciencia y esperar que se frague por completo el molde. Como anteriormente se
mencionó, considerando las medias ideales de agua, se tiene que esperar 24 horas
para desmontar el molde de la caja. El proceso puede acelerarse si se tiene una
caja desmoldante y el molde aun sin fraguar pero con consistencia para ser
manejado en calentado en un horno que elimine la humedad.
xii.
xiii.
xiv.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------Transcurrido el tiempo de espera, se procede a desmontar el molde de la caja,
procurando no dañar las superficies de la pieza a producir.
Si la pieza requiere de acabado en la cara posterior, se elabora la otra mitad del
molde, repitiendo los pasos i hasta x.
Fig2. Molde recien extraidos de las cajas.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------Transcurrido el tiempo de espera para la segunda caja, se desmolda ésta.
Fig3. Modelo extraido de los moldes.
xv.
xvi.
Se extraen los modelos. Si estos no cuentan con angulos de salida o formas
regulares según la linea de corte de los moldes, los modelos no podran extraerse,
a reservas del daño que sufra el molde.
Realizar los canales de distribución.
Fig4. Realizando bebedero
xvii.
fig5. Realizando canales de distribución.
Los moldes hasta esta etapa aún no están listos para recibir el material con que se
desea hacer la pieza, sea cera, parafina o resina poliéster, cualquier liquido será
absorvido si no se crea una capa impermeable en las superficies del molde. Por lo
que, para realizar la capa impermeable y tapar los poros se unta con una brocha el
gel coat, o en su caso resistol 850 diluido en agua. Procurar que en este paso se
genere una capa delgada, de lo contrario se daña el acabado del producto.