PTFE: Un Polímero de Procesamiento Diferente

Sinterizado PTFE copyTodos conocemos al Teflon® o politetrafluoro-etileno, mejor conocido por sus siglas como PTFE, pero lo que no todos saben es la forma tan diferente en que se procesa.

Aunque es un polímero termoplástico, el PTFE y el PTFE modificado no se pueden procesar como otros termoplásticos al fundirse debido a su alto peso molecular y alta viscosidad en estado fundido, pero mediante diferentes técnicas de moldeo y sinterizado.

Por encima de su punto de fusión cristalino, el PTFE se encuentra en forma de un gel de muy alta viscosidad que no fluye lo suficientemente rápido como para permitir el uso de técnicas de moldeo por inyección.

El PTFE se puede moldear fácilmente en una variedad de formas por medio de procesos de formación de polvo similar a los utilizados para cerámica o metales en polvo. Los artículos acabados se pueden obtener por maquinado u otras técnicas, o algunas veces directamente desde el proceso de moldeo sin tratamiento adicional.

Los pasos esenciales del proceso son los siguientes:

MOLDEO

El polvo de PTFE debe moldearse a temperatura ambiente (alrededor de 23 °C) en una “preforma”. Por lo tanto, el polvo se comprime con una presión definida. La presión máxima depende de la consistencia del polvo: un polvo que no fluye libremente requiere alrededor de 150 bar, mientras que un polvo que fluye libremente necesita de 250 – 300 bar. Los compuestos de PTFE se moldean a una presión de hasta 800 bares, dependiendo de la naturaleza y cantidad de la carga. El proceso de moldeo debe ocurrir lenta y suavemente sin interrupción. Cuando se alcanza la presión máxima, se debe aplicar un tiempo de permanencia para permitir el flujo de partículas y reducir el pico de tensión o evitar inconsistencias. Después de una descompresión lenta, el molde se almacena un tiempo sin estrés para permitir la eliminación del aire, respectivamente, la relajación del estrés. Cuanto más grande es un molde, más importante es el moldeado uniforme de la preforma y la relajación del estrés.

 SINTERIZADO

Después del moldeo, las preformas se exponen a un ciclo de sinterizado definido. Este es un calentamiento definido que está adaptado a la preforma y un sinterizado controlado a tiempo a una temperatura máxima de 370 – 380 °C. Por encima del punto de fusión de 342 °C, el PTFE se transforma en una condición amorfa y las partículas compactadas se sinterizan en una estructura homogénea. El proceso se realiza en hornos de sinterizado de control preciso y regulados con un programa de sinterizado individual. Especialmente con partes grandes, se recomienda avanzar lentamente a través del rango de temperatura de fusión, ya que hay un aumento significativo en el volumen y puede generar tensión.

ENFRIAMIENTO

Cuando termina el sinterizado en el molde completamente, se enfría bajo condiciones exactamente definidas, que en la mayoría de los casos es muy lenta. Especialmente el rango entre la temperatura de sinterizado y 260 °C se debe pasar lenta y cuidadosamente; opcionalmente se recomienda un tiempo de permanencia entre los 310-315 °C. Al alcanzar la temperatura de cristalización, los moldes se contraen y pueden causar estrés severo. Por lo tanto, las diferencias de temperatura dentro de los moldes debido a las diferentes condiciones de enfriamiento (dentro y fuera) deben reducirse. Mientras más uniforme se enfríe el molde, menos tensión se genera y se forman menos grietas. Después de la refrigeración completa de los moldes, generalmente se someten a un proceso de maquinado, como raspado, desollado, taladrado o conformado. Este procesamiento básico de PTFE se aplica con el moldeado convencional con prensas hidráulicas, así como con moldeado automático, moldeado isostático o extrusión con pistón.

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