Con su invento SOCIAL PLAST, el cualificado diseñador industrial Kastner muestra cómo se pueden producir moldes de herramientas para moldeo por inyección más rentables y energéticamente más eficientes utilizando hormigón de alto rendimiento (UHPC). Este proceso se puede implementar de forma sostenible, especialmente para series más pequeñas de más de 500 piezas.
- Innovación: Moldes de inyección con hormigón UHPC, cien veces más económicos y eficientes.
- Reciclaje fácil: Molde triturado y reutilizado al final de su vida útil.
- Producción accesible: Ideal para proyectos de bajos recursos.
- Proceso: Impresión 3D + UHPC para crear moldes reciclables.
- Ventajas: Más baratos, duraderos y reciclables que otros moldes.
Social Plast: Innovación en la economía circular para el reciclaje de plástico
Método innovador para la producción de moldes de inyección con hormigón UHPC
Social Plast ha desarrollado un revolucionario método de producción de moldes de inyección fabricados con hormigón UHPC (Ultra-High Performance Concrete), que hace el reciclaje de plásticos cien veces más económico. Esta tecnología no solo reduce costos, sino que también disminuye el consumo energético, facilitando la producción de piezas plásticas y promoviendo una mayor sostenibilidad en la industria del reciclaje.
¿Qué hace?
Los moldes de UHPC son considerablemente más económicos y energéticamente eficientes en comparación con los moldes de acero tradicionales. Cada molde permite la producción de más de 500 piezas plásticas, y una vez completado su ciclo de vida útil, los moldes pueden ser fácilmente reciclados. Esta solución es especialmente útil para proyectos de reciclaje con recursos limitados, permitiendo una fabricación local a bajo costo.
Inspiración del Proyecto
La idea de utilizar moldes de UHPC surgió a partir de un proyecto en el campo de refugiados de Kakuma, en Kenia, en 2021. La iniciativa detectó la necesidad de herramientas de moldeo por inyección que fueran accesibles para un taller de reciclaje local, que carecía de los recursos para adquirir moldes costosos. Sin embargo, existía una alta demanda de productos en pequeñas cantidades, lo que hacía inviable el uso de herramientas convencionales. Los moldes de UHPC, con un costo de producción de apenas unos pocos euros, resultaron ser una solución ideal para facilitar el reciclaje de residuos plásticos en esa comunidad.
¿Cómo Funciona?
En el procesamiento de plásticos, los moldes de inyección son los elementos que le dan forma al plástico fundido, creando el producto deseado una vez que el material se endurece. A diferencia de los moldes tradicionales de acero, los moldes de UHPC se fabrican mediante un proceso aditivo: primero, se imprime un molde positivo utilizando una impresora 3D de alta calidad. Luego, se vierte el hormigón UHPC modificado sobre la impresión 3D para crear el molde final. Una vez endurecido, el molde positivo se retira, quedando el molde de UHPC listo para ser utilizado en la producción de piezas plásticas. Al finalizar su vida útil, el molde de hormigón puede ser triturado y reutilizado en la creación de nuevos moldes, completando así un ciclo de economía circular.
De forma más sencilla, imagina que tienes un juguete roto hecho de plástico y quieres convertirlo en algo nuevo, como una pieza para un juego. Para hacer esto, necesitas un molde, que es como un molde para hacer galletas, pero en lugar de galletas, hace cosas de plástico.
Normalmente, estos moldes están hechos de un metal muy caro llamado acero, pero Social Plast encontró una forma más barata y fácil de hacerlos usando un tipo especial de cemento súper fuerte llamado UHPC. Este cemento es tan fuerte como una roca, pero más fácil de trabajar.
Primero, se crea un modelo de la pieza que se quiere hacer, usando una impresora 3D. Es como si la impresora «dibujara» la pieza en tres dimensiones con un material especial. Luego, se vierte el cemento UHPC alrededor del modelo y se deja que se endurezca, igual que cuando el cemento de una acera se seca. Una vez que está duro, se quita el modelo y ¡listo! Ahora tienen un molde para hacer muchas piezas de plástico.
Cuando el molde ya no sirve más, en lugar de tirarlo, se puede romper en pedacitos y mezclar con más cemento para hacer un nuevo molde. ¡Así no se desperdicia nada!
Social Plast hace que sea mucho más fácil y barato convertir el plástico viejo en cosas nuevas, ayudando a cuidar el planeta.
Proceso de diseño y optimización
Desde el inicio del desarrollo, el concepto básico del proyecto no ha cambiado, pero cada etapa del proceso ha sido optimizada para mejorar la eficiencia y la calidad del producto final. Inicialmente, se optó por un enfoque de bajo costo que involucraba el uso de impresoras 3D FDM para crear los moldes positivos, premezcla de UHPC y la posproducción necesaria para los productos plásticos. Posteriormente, se implementó un proceso de termoformado para mejorar la calidad de la superficie de las piezas producidas. Esta modificación permitió la creación de una colección de muebles en Dakar, Senegal, utilizando conectores de plástico reciclado fabricados con moldes de UHPC. Actualmente, se trabaja en una variante para máquinas de inyección industriales en colaboración con el fabricante de herramientas Toolcraft, combinando la impresión 3D de alta calidad con el uso del hormigón UHPC.
¿Qué lo hace diferente?
La singularidad de los moldes de UHPC radica en su equilibrio inigualable entre costo de producción y funcionalidad. Los insertos alternativos fabricados mediante impresoras 3D SLA son menos resistentes, no soportan bien los plásticos de alta temperatura y no son reciclables. En cambio, los moldes de UHPC son ideales para la producción de componentes de gran tamaño y permiten el reciclaje del propio molde al finalizar su uso, triturándolo y reincorporándolo a la mezcla de hormigón en una proporción adecuada.
Planes para el futuro
Social Plast ha establecido una alianza con Toolcraft para llevar esta tecnología a un proyecto piloto. En octubre de 2024, se producirán 400 guardabarros para bicicletas hechos a partir de barreras de pista recicladas del año anterior, los cuales se entregarán como obsequio en un evento de ciclismo de montaña. El objetivo a largo plazo es fundar una empresa propia en 2025 bajo el nombre Social Plast, centrada en proyectos orientados al impacto global para mejorar la eficiencia del reciclaje de plásticos. Uno de los grandes objetivos para 2026 es la producción de una silla monobloc reciclada en el Sur Global, lo que demostraría el potencial de esta tecnología en contextos de bajos recursos.
Social Plast representa una solución accesible y sostenible para los desafíos del reciclaje de plásticos en todo el mundo. Su enfoque innovador con moldes de UHPC no solo reduce costos y consumo energético, sino que también promueve una economía circular al facilitar el reciclaje de los moldes mismos. Con alianzas estratégicas y planes ambiciosos, la empresa busca expandir el impacto de su tecnología, llevando la sostenibilidad a nuevas fronteras.
Más información: www.jamesdysonaward.org
Ventajas de la Tecnología de Moldes de UHPC
- Costo reducido: Los moldes de UHPC son mucho más baratos de fabricar que los moldes de acero, lo que los hace accesibles para proyectos de reciclaje con presupuestos limitados.
- Eficiencia energética: La producción de moldes de UHPC consume menos energía en comparación con los moldes tradicionales de metal.
- Reciclabilidad: Los moldes de UHPC pueden ser triturados y reutilizados para hacer nuevos moldes al final de su vida útil, promoviendo una economía circular.
- Fabricación local: La tecnología permite la producción de moldes a bajo costo en comunidades locales, lo que facilita el reciclaje en lugares con pocos recursos.
- Versatilidad: Los moldes de UHPC pueden ser utilizados para fabricar una amplia variedad de productos plásticos, desde componentes pequeños hasta piezas grandes.
- Proceso de fabricación más simple: El uso de impresoras 3D para crear los modelos positivos y luego moldear el UHPC simplifica el proceso, eliminando la necesidad de maquinaria compleja.
- Sostenibilidad: Al reducir el costo y la energía necesarios para el reciclaje, se fomenta una mayor reutilización de plásticos, ayudando a disminuir los residuos plásticos.
Desventajas de la Tecnología de Moldes de UHPC
- Durabilidad inferior en aplicaciones exigentes: Los moldes de UHPC pueden no ser tan duraderos como los de acero para aplicaciones que requieren resistencia extrema, como la fabricación de productos de alta precisión o plásticos muy duros.
- Limitaciones de temperatura: Aunque son más resistentes que otros moldes de materiales alternativos, los moldes de UHPC pueden no soportar plásticos que necesitan temperaturas extremadamente altas para moldearse.
- Requiere conocimientos técnicos: A pesar de ser más simples que los métodos tradicionales, la creación de moldes de UHPC aún necesita conocimientos en impresión 3D y técnicas de mezcla de hormigón.
- Acabado de superficie: En algunos casos, los productos moldeados pueden requerir un proceso adicional de posproducción (como el pulido o el termoformado) para lograr un acabado de alta calidad.
- Vida útil limitada: Aunque son reutilizables y reciclables, la vida útil de los moldes de UHPC es menor que la de los moldes de acero, lo que podría ser un problema para la producción de grandes volúmenes.
- Capacidad limitada para producciones industriales: Si bien se está desarrollando una variante para máquinas industriales, actualmente los moldes de UHPC son más adecuados para producciones de mediana o pequeña escala.
La tecnología de moldes de UHPC es una solución innovadora y sostenible para el reciclaje de plásticos, especialmente en contextos de bajos recursos, pero presenta algunas limitaciones en comparación con los moldes tradicionales de acero en aplicaciones industriales de alta exigencia.
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