¿Cómo elaborar moldes de resina?
No existe un camino fácil y rápido para producir un trabajo de calidad en poliester. Un buen trabajo es un arte cuidadoso y preciso. Debe comenzarse con una cuidadosa preparación del modelo para poder fabricar el molde. La superficie del modelo debe reflejar el acabado espejo deseado para el molde. La construcción del modelo debe ser lo más exacta posible, a fin de eliminar fallas que podrían restarle calidad al molde.
Construcción de los moldes de resina de poliéster
Muchos copiados de trabajos originales son hechos en yeso, resina poliester, resina epoxi o madera recubierta con poliéster o epoxi. Para mayor información sobre moldes de yeso se puede consultar el manual del Plástico Reforzado, de Oleesky y Mohr. La elección del material para el molde está limitada únicamente por la imaginación. La pieza fabricada luego duplicará exactamente el modelo, excepto por la contracción.
Previamente a la manufactura del modelo debería tenerse en cuenta el modelo de matrices que se pretende sacar del mismo. De los modelos de yeso difícilmente podrá sacarse más de una, mientras que cuando son de poliéster se pueden sacar varias. Si fueran necesario varias medidas, lo ideal sería fabricar en poliéster el modelo Patrón del primer molde.
La superficie del modelo debe ser tersa y sin defectos visibles, tanto como sea posible. El pulido de la superficie debe ser llevado a cabo usando papel de lija cada vez más fino, sacando todas las marcas visibles hasta que no se noten más que las dejadas por la lija malla 600. Finalmente, la superficie deberá ser pulida y lustrada usando pastas de pulir formuladas para poliéster, con una máquina de pulir equipada con un paño o corderito. Es necesario prestar cuidadosa atención en esta operación final, ya que un pulimento pobre (por recalentamiento) puede dar como resultado la creación de piel de naranja o una superficie de aspecto fibroso (vista de la fibra de vidrio). El calentamiento u horneado del gelcoat lleva a un excelente recubrimiento final. Si se lleva a cabo correctamente, provee la mejor dureza y una superficie libre de defectos.
¡Precauciones!
No utilizar barniz como sellador o acabado, ya que el calor desarrollado por el laminado puede ablandar ese barniz, aún cuando esté bien protegido con agente de despegue. Cuando el modelo ha sido preparado como hemos descrito anteriormente deberá ser encerado con una cera en pasta de buena calidad, aplicada cuanto menos cuatro capas y con un buen lustrado entre capa y capa, utilizando una estopilla de algodón limpia. Es importante que el modelo sea cuidadosamente encerado para evitar cualquier adherencia cuando sea separado del molde.
¿Cómo encerar el molde de resina de poliéster?
- Aplicar primero una capa de cera en forma circular, teniendo especial cuidado que esta no sea demasiado gruesa. Lustrar a continuación en forma manual, siguiendo las recomendaciones del fabricante de la cera, acerca del tiempo que se debe esperar antes de hacerlo.
- Luego de esperar dicho tiempo, para que la cera haya curado suficiente, aplicar una nueva capa y pulir nuevamente, como lo indica en el primer paso. Siempre esperar un tiempo entre capa y capa.
- Aplicar una tercera capa de cera y proceder como lo indica el segundo paso.
- Repetir el paso nº 2.
- Después que el encerado se haya asentado suficientemente sobre la superficie, limpiar manualmente dicha superficie con una estopilla de algodón, para eliminar cualquier mancha o partícula de polvo.
No usar una pulidora mecánica para el pulido final, ya que con ella se puede quemar parcialmente la cera, creando áreas desprotegidas que causarían adherencias en los pasos siguientes. Después de completado el encerado y pulido del modelo, este queda listo para comenzar la fabricación del molde o matriz. Para ayudar a obtener un fácil desmolde, lo mejor es usar una solución de PVA (alcohol polivinílico) como agente de despegue. Se trata de una solución hidroalcohólica capaz de formar una película, especialmente recomendada como agente de despegue en moldes nuevos. No es recomendable su utilización con resinas que contengan o produzcan agua durante su curado. Luego del desmolde, el PVA es rápidamente disuelto y lavado con agua de las piezas moldeadas.
¿Cómo se aplicar el alcohol polivinílico (PVA)?
Después de completado el curado del modelo con cera, aplicar dos capas de una buena cera en pasta, sin siliconas. Esta capa de cera no siliconada ayudará a prevenir la formación de “ojos de pescado” y permitirá conseguir un perfecto alisado de la película de PVA. Si se desea aplicar el agente de despegue con soplete, los mejores resultados se obtienen con una capa lo más fina posible. Utilizar una alta presión (80 a 100 libras) y una boquilla muy fina. La distancia normal es de aproximadamente 30 a 50 cm. Es necesario aplicar primero varias capas delgadas de PVA y luego una más gruesa y “húmeda”, llegando a obtener una película de aproximadamente media a una décima de mm de espesor. Con un litro de solución hidroalcohólica de PVA se cubren aproximadamente 10 metros cuadrados de superficie.
El tiempo de secado es de 15 a 30 minutos, dependiendo de la humedad ambiente y del espesor de la película. Una alta humedad ambiente prolonga el tiempo de secado. Cuando está seca, la película debe quedar libre de “tacking” y bien estirada y brillante. El soplete debe ser lavado con agua y luego debe sopletearse algo de solvente, a fin de eliminar todo resto de agua del aparato. No aplicar nunca gelcoat sobre agente de despegue aún húmedo.
Problemas que pueden presentarse con el alcohol polivinílico (PVA)
- Burbujas de aire en la película:
- Presión del aire demasiado baja. Utilizar en el soplete por lo menos 80 libras por pulgada cuadrada.
- La solución se corre: La película demasiado gruesa.
- Zonas blandas en la película: Causadas por exceso de sopleteado. La película seco superficialmente pero el agua quedó incluida en su interior.
- La película estará blanda y velada, aparentando gránulos: No tiene el suficiente espesor. No se llegó a obtener una película “húmeda”.
- La superficie es en partes rugosa y blanda: Ver puntos Nº 3 y 4.
- La película no cubrió totalmente la superficie: No usar ceras con siliconas. Molde contaminado con siliconas.
- Queda un residuo duro y blancuzco acumulado en el molde:
- La película de PVA no es aún suficientemente gruesa o el laminado está demasiado caliente al sopletear la solución de agente de despegue.
- La película queda grabada: Textura demasiado blanda de las superficies del modelo y del molde. Película de PVA demasiado delgada (menos de ½ décima de mm).
- Superficie de la pieza pegajosa:
- Causa por lo extremadamente delgada de la película de PVA.
¿Cómo elaborar un molde o matriz?
La clave para una buena fabricación es el Gel-Coat. Si este material no es el apropiado para ese uso o si no es aplicado correctamente, se empleará mucho trabajo y tiempo de más y se obtendrá un molde defectuoso.
Antes de comenzar a trabajar en el molde recomendamos leer cuidadosamente las instrucciones para el uso del gelcoat. Luego, sopletear un panel de vidrio de 30 x 30 cm. Con Gel-Coat correctamente catalizado y acelerado, en las mismas condiciones en las cuales se sopleteara el modelo. La película del gelcoat curado deberá ser laminada y desmoldada del vidrio, para observar las imperfecciones que pueda presentar su superficie.
Ese gelcoat deberá ser luego lijado para determinar la porosidad que pudiera aparecer, tanto la superficie como en profundidad. Si el gelcoat se muestra satisfactorio, se estará ahora en condiciones de proceder con el molde. Si el gelcoat no es satisfactorio, entonces se debe ajustar las condiciones de aplicación del mismo hasta que pueda obtenerse un panel que satisfaga, sin imperfecciones de superficie ni porosidad. Para aplicar el gelcoat se recomienda un soplete con presión en la taza. El gelcoat debe ser catalizado en un recipiente adecuado y luego trasvasado a la taza (no usar sistemas de inyección de catalizador), a fin de asegurar una correcta catalización.
El gelcoat debe ser aplicado en dos capas lisas, con dos o tres pasadas por capa, y con un espesor de 0,4 a 0,5 mm cada una. El total del espesor, en fresco, no debe exceder de 1,0 mm. Al gelcoat debe permitírsele gelar entre capa y capa y curar solo hasta el punto en el cual no manche al tocarlo, antes de aplicar la segunda capa. Esta segunda capa puede ser de diferente color y así puede actuar como punto de referencia al lijar la capa exterior.
¡Precaución!
No debe permitirse que el gelcoat cure completamente a fin de evitar contracciones. Por ese motivo nunca debe dejarse durante la noche o el fin de semana, sin comenzar a laminar. La catalizacion del gelcoat de la matriz es critica: usar 2,5 % (a 25 grados centígrados) de Peróxido de Metil-Etil-Cetona. Se debe usar mínimo del 2% y un máximo del 3% de Catalizador Mek para compensar las fluctuaciones de temperatura ambiente.
Sería aconsejable usar una segunda capa del gelcoat con inclusión de esfera de vidrio, a fin de reducir la posibilidad del marcado de las fibras de vidrio sobre la superficie del molde. Este Gel-Coat no debe utilizarse como primera capa, ya que no puede pulirse a “espejo” debido a la presencia de las esferas de vidrio. Una técnica que ayudara a corregir fallas o defectos es el uso de un gelcoat natural (clear) como la primera capa. La ventaja consiste en que se puede ver la porosidad (por incorporación de aire del soplete o problemas de dilución) producida en la película clara Si aparece dicha porosidad (luego que la película está gelada), quitarla y aplicar una nueva, corrigiendo las condiciones.
La segunda capa del gelcoat puede ser del color preferido para el molde: negro, gris, naranja, rojo o blanco. La fabricación del molde debería comenzar el Lunes por la mañana, de tal modo que esa misma tarde se pueda efectuar la primera capa de laminado, y terminar la tarea durante el curso de la semana. Una laminación cuidadosa del molde es tan importante para obtener un buen trabajo como la aplicación previa ya descripta para el gelcoat. Se recomienda usar resinas de bajo pico exotérmico.
El paso más importante es la aplicación de la primera capa, en contacto con la película del gelcoat. Muchas veces estas imperfecciones no se notaran inmediatamente en un molde nuevo, pero aparecerán con el tiempo, a medida que el molde sea utilizado en la producción. Se recomienda usar directamente para la primera capa fieltro de vidrio 300, pero se corre mayor riesgo de que aparezcan marcas a través del gelcoat.
También se puede aplicar la primera capa por aspersión de fibra cortada y resina, pero se debe ser muy cuidadoso con la catalizacion de la misma, a fin de tener el tiempo suficiente, antes de que gelifique, de pasar bien el rodillo para eliminar lo más posible las burbujas de aire. Además, se recomienda, una vez curada dicha capa, lijarla para emparejarla. Se puede continuar con la confección del molde utilizando el procedimiento de “sándwich” alternando capas de fieltro grueso entre capas de fieltro fino.
Si se desea utilizar tejido de vidrio tipo roving, este debe ser aplicado por el sistema de “sándwich” indicado, y debe quedar a un mínimo de 4 a 6 milímetros de profundidad, respecto del gelcoat, con el objeto de evitar el marcado del mismo. Dejar curar cada capa de laminado y repetir el procedimiento hasta obtener un espesor de 10 a 20 mm, dependiendo del tamaño y forma del molde.
A fin de controlar la exotérmia (que produce deformaciones), se recomienda aplicar un solo “sándwich” por día. El borde de cada capa de laminado debe ser prolijado con un cuchillo cuando está bien gelificada y antes que termine de curar, para evitar un excesivo trabajo de lijado posterior. Cuando el laminado está concluido, puede ser necesario construir una cuna con madera o caño de hierro para que actúe como refuerzo apropiado. Esta cuna no debe tocar el molde sino que debe estar ligeramente separada del mismo, lo cual se puede conseguir aislandolo con cartón o espuma de poliuretano. El molde deberá ser pegado a la cuna laminando bridas de fibra de vidrio y resina. Luego de completar estas operaciones, el molde deberá ser dejado curar durante por lo menos cinco días antes de separarlo del modelo, y durante otros cinco días luego de desmoldarlo.
¿Cómo se cura el molde de resina de poliéster?
Descontando que se han seguido todos los pasos indicados, el molde una vez retirado del modelo, debe presentar una superficie extremadamente brillante. Ahora el secreto es preparar y mantener este molde en condiciones óptimas para que conserve su aspecto actual. Es necesario un curado apropiado para obtener una larga vida útil, retención del brillo y un mínimo marcado de la fibra de vidrio.
Un molde nuevo ofrece muchas más probabilidades de que se adhieran las primeras piezas que se moldean. Si se ha transferido la huella del agente de despegue o la superficie ha sufrido algún otro tipo de daño, se sugiere seguir el mismo procedimiento que para la preparación de la superficie del modelo, a continuación seguir con los restantes pasos para el curado del molde. Comenzar aplicando cuatro capas de cera, utilizando el mismo procedimiento indicado en la preparación del modelo. Hacer esto por lo menos para las primeras dos piezas moldeadas. Si se trata de un molde complicado, se aconseja utilizar, además de la cera, agente de despegue en las primeras dos piezas moldeadas. Luego de este curado, volver a encerar solo cuando sea necesario, en el caso de las dificultades en el desmolde de las piezas.
Para obtener un máximo de vida útil de los moldes laminar solo una pieza cada ocho horas. Hemos encontrado que un buen método de curado es: encerar el molde cuatro veces, aplicar el gelcoat en una pequeña porción del molde arrancar el gelcoat cuando esté firmemente gelificado (no dejarlo hasta el día siguiente). Si no se pega el molde, encerar el mismo dos veces, aplicar el gelcoat y laminarlo. Si la pieza desmolda correctamente, encerar el molde dos o más veces y ponerlo en producción. Encerarla luego de cada desmolde para la producción de las primeras cuatro piezas, con lo cual se puede considerar curado.
Mantenimiento del molde de resina
Si se ha construido correctamente y se cuida de mantenerlo en buenas condiciones, un molde para laminado de poliéster por contacto debe poder utilizarse para laminar muchas piezas. En un taller donde se fabriquen piezas de PRFV es esencial un programa de mantenimiento preventivo de los moldes, a fin de procurar una larga vida útil de los mismos. Aunque a veces es suficiente con volver a encerar el molde cuando comienza a ofrecer puntos de agarre de las piezas moldeadas, hemos encontrado que pueden aparecer problemas tales como el pegado de las piezas y la formación de poliestireno.
Sugerimos preparar un esquema de mantenimiento de rutinas. Determinar después de cuantos desmoldes comienzan a aparecer los puntos de adherencia. Preparar y encerar el molde antes de llegar a ese número, por ejemplo: si se ha determinado que normalmente se hacen siete piezas y luego comienzan a perder brillo y a ser dificultoso el desmolde, repasar y volver a encerar el molde luego de desmoldar la sexta pieza. De este modo los moldes van a durar más y se obtendrán piezas con mejor aspecto y menos retoques.
Preferentemente el lugar en que se preparan y enceran los moldes debiera ser aislados del espacio destinado a la producción. En realidad debiera haber zonas aisladas para cada una de las operaciones: lijado, pintado y laminado. La preparación normal del molde consiste en el lustrado con máquina y la utilización de pasta para lustrar. En el caso de que el molde haya sido reparado, debe utilizarse previamente un pulido mas grueso y luego proceder al lustrado con pasta fina.
El molde debe ser lavado y enjuagado con agua fría para eliminar restos de laminados y vehículos de su superficie. Algunos compuestos, si se dejan demasiado tiempo sobre el molde, pueden producir adherencias. El lavado con agua debe ser seguido por dos nuevas capas de cera.
Luego de estas nuevas capas de cera se podrá notar que aparecen con más facilidad los “ojos de pescado” y se produce el desmolde espontáneo. Si el Gel-Coat es aplicado en un espesor de 0,4/0 – 5mm estos defectos no debieran producirse. Si el molde presenta mucha acumulación de cera y restos de gelcoat y resina (por no haber seguido el programa de mantenimiento), debe ser limpiado frotando con tolueno, o acetato de etilo. Tomar nota de todos estos productos son inflamable y muy peligrosos de manipular, por lo que deben observarse las precauciones indicadas para el cuidado de la salud y la seguridad, entre ellas:
- Usar guantes
- Asegurar una buena ventilación del lugar de trabajo
- No fumar
- Usar antiparras de seguridad
Si después de la limpieza indicada aun se notan rugosidades, debe procederse al lijado del molde con lija 600, y luego al consabido pulido y lustrado. Si se deja la superficie con rugosidades, lo único que se obtiene es que al poner en uso nuevamente el molde la cera se acumule mas rápidamente. Si sólo se ha pulido el molde, recomendamos aplicarle dos capas de cera antes de ponerlo nuevamente en producción. En cambio, sí ha habido necesidad de frotarlo y/o lijarlo y pulirlo, es preferible encerarlo tres veces. Como se puede apreciar, es mucho más práctico aplicar un mantenimiento preventivo que dejar que el molde se deteriore.
La cera no se acumula sola sino que es dejada acumular por un mal encerado, ya que se encera en exceso y no se quita bien dicho exceso. Otra acumulación que puede producirse es de poliestireno, previamente del estireno del gelcoat que se polimeriza y que se adhiere al molde debido a un desmolde demasiado rápido: conviene dejar que la pieza comience a curar lo suficiente en el molde.
Cuando un molde se saca de producción, es frecuente que se lo pinte con gelcoat para protegerlo. Esto no ofrece objeción, siempre que el molde no se guarde a la intemperie, (aun si se ha laminado) ya que la humedad penetra entre el Gel-Coat y el molde y puede producir el ampollado de la superficie del mismo.
¡Precauciones especiales!
Una de las principales razones por las que se utilizan los moldes de poliester fabricados con resinas y gelcoat adecuados es la calidad y durabilidad del molde, y que las piezas, al ser desmoldadas, requieren pocos o ningún retoque o terminación. Es una ventaja para la persona que fabrica el molde aplicar métodos para un estricto control de calidad del laminado. Una correcta aplicación es doblemente importante, dado que los mismos defectos que pueden aparecer en el laminado de una pieza son mucho más importantes si se notan en el molde, ya que este es mucho más costoso y requieren una inversión mucho mayor. Muchos de los defectos que aparecen en el gelcoat y en el laminado posterior son fácilmente evitables. Algunos son mencionados a continuación:
No usar más del 3% de catalizador Mek en el Gel-Coat, ya que un exceso puede causar arrugamiento y “auto-desmolde” del mismo. No usar menos del 2% de catalizador Mek, para poder obtener un curado adecuado. Mezclar el catalizador cuidadosamente, ya que una mala distribución del mismo en el gelcoat es causa de un desigual curado, manchado y desmoldes parciales prematuros. Es recomendable que la temperatura ambiente y la del molde y materiales utilizados se encuentren arriba de los 20 grados centígrados.
Nunca trabajar debajo de los 15 grados centígrados. Instalar en la línea de aire del soplete trampas para agua y aceite, para eliminar los contaminantes que puedan prevenir del compresor. Es muy importante una técnica apropiada de sopleteo del gelcoat para evitar en lo posible la porosidad en la película. No utilizar sopletes con inyección de aire en el líquido, o que dosifiquen el catalizador (inyección catalitica) o del tipo “air-less” ya que con esos equipos a menudo resultan películas gruesas y/o porosas.
No son recomendables las bombas utilizadas para la aplicación de los Gel-Coats ya que pueden presentar problemas de pérdida de calibración y variaciones en la mezcla del catalizador. Una baja presión en el sopleteado puede dejar aire atrapado en el Gel-Coat, produciendo poros (pinholes). Al aplicar el Gel-Coat, sopletearlo en capas finas e interrumpir el sopleteo al terminar cada recorrido, a fin de evitar demasiada superposición.
Aplicar un mínimo de dos capas de 0,4 mm cada una de Gel-Coat para reducir lo más posible el marcado de la fibra y la distorsión en la superficie. Los moldes pueden presentar resquebrajaduras debidas a diferencias térmicas. Estas resquebrajaduras (patas de araña) pueden también aparecer si alguna pieza se pega al molde y resulta muy dificultoso desmoldarla.
