Comparación teórico-experimental del calentamiento por radiación de una placa metálica.

Resumen

Uno de los procesos más utilizados para el moldeo de plásticos es el termoformado, el cual consiste en calentar una lámina plástica, de forma que al reblandecerse puede adaptarse a la forma de un molde por acción de presión, vacío o de forma mecánica. Su gran ventaja ante otros procesos radica en la sencillez y bajo costo, sin embargo, una de sus principales desventajas radica en que el espesor de las piezas generalmente no es uniforme y se puede presentar ruptura del material debido al estiramiento al que es sometido. Para evitar estos problemas es necesario que el calentamiento se realice de forma diferencial, de forma que las zonas que requieran menos estiramiento se encuentren a una temperatura menor que las que requieren más, de este modo al aplicar un esfuerzo, este tendría una distribución constante en la pieza. Debido a esto resulta importante realizar un estudio de perfiles de temperatura en la placa durante la etapa de calentamiento, lo cual puede realizarse mediante una simulación del proceso, pero es necesario primero sintonizar dicha simulación para tener resultados confiables. En el presente trabajo se realizó el estudio del calentamiento de una placa de hierro comercial por medio de una fuente lumínica. El sistema se aisló de cualquier tipo de radiación externa, así como de la convección del lado opuesto al calentamiento para evitar pérdidas o ganancias de calor diferentes a la fuente. Se establecieron 9 nodos de medición de temperatura en la placa y 6 para el aire dentro del sistema, registrando las medidas cada 5 minutos por un lapso de 30 minutos. Por otro lado, se generó una geometría representativa en CAD, el cual se malló y se utilizó para realizar las simulaciones correspondientes al sistema. Los resultados obtenidos de las simulaciones se compararon con los resultados experimentales con el objetivo de ajustarla.