Operació món: Tecnologia i Digitalització Nivell II ESO (demo)

DEMO

Índex

Els sabers bàsics del curs

DESAFIAMENTS QUE MARQUEN Convertix

1 Disseny gràfic assistit per ordinador

1. Vistes i perspectiva

2. Acotacions

3. LibreCAD

4. Tinkercad

5. Tinkercad Codeblocks

6. Exportació d’arxius per a impressió 3D

7. OpenSCAD

• Taller de tecnologia. Dissenya un skatepark Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

2 Fabricació amb plàstics.

Impressió 3D

1. Els materials plàstics

2. Tipus de polímers

3. Tècniques de fabricació amb plàstics

4. Introducció a la impressió 3D

5. El programari laminador per a impressió 3D

54

• Taller de tecnologia. Dissenya i construïx un semàfor Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

3 S istemes mecànics

1. Moviments en mecanismes

2. Els mecanismes rotatoris

3. Els mecanismes transformadors del moviment

4. Les màquines i els motors Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

4 Circuits elèctrics

1. Components elèctrics i simbologia

2. Els corrents elèctrics

3. La llei d’Ohm

4. Les resistències elèctriques

5. Circuits en sèrie, en paral·lel i mixtos

6. El condensador

7. El relé electromagnètic

8. La mesura de magnituds elèctriques

9. Energia i potència elèctrica

10. Màquines elèctriques

11. Efectes del corrent elèctric

12. Receptors electrònics. El díode led

102

DESAFIAMENTS QUE MARQUEN

7 M anteniment de dispositius

1. Sistemes operatius

2. Manteniment dels sistemes operatius

3. El manteniment del sistema operatiu Windows

4. Desenvolupament d’aplicacions amb el full de càlcul

5. Creant app amb App Inventor

Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

• Taller de tecnologia. Mesures elèctriques en un circuit en sèrie

Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

5 Automatismes

1. Els sistemes de control

2. Elements dels sistemes de control

3. Un element especial. El transistor

4. Sistemes de control senzills

8 C omunicacions. Ús segur d’Internet

1. Les comunicacions per mitjà de xarxes d’Internet

2. La identitat digital

3. Les comunicacions mòbils

4. Els serveis de telefonia mòbil

5. Riscos i ús responsable del telèfon mòbil

6. La seguretat en les comunicacions informàtiques

134

7. Tecnologies emergents i futur pròxim de les comunicacions

210

• Taller de tecnologia. Control de la velocitat d’un motor

Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

6 El control programat amb Arduino

1. Introducció a Arduino

2. Pràctiques amb Arduino

154

• Taller de tecnologia. Construïx un mesurador de llum ambiental. Control de semàfor amb Arduino

Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

• Taller de tecnologia. Configuració de seguretat en un compte d’Instagram

Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

9 La web i el treball col·laboratiu

1. La web

2. El funcionament de la web

3. Llenguatges de programació web

4. El treball col·laboratiu de publicació en la web

5. El desenvolupament d’una pàgina web per mitjà d’un gestor de continguts

6. Altres eines d’intercanvi i de difusió d’informació en Internet

7. Reunions virtuals

8. Quins aspectes legals necessites saber sobre Internet?

• Taller de tecnologia. Ús de Drive per a manejar informació

234

Comprén, reflexiona i posa a prova les teues competències

ECOINVENTS, TECNOLOGIA SOSTENIBLE

Segur que has sentit parlar moltes vegades del canvi climàtic, de la pluja àcida i de l’efecte d’hivernacle. També has comprés que som responsables del deteriorament del nostre planeta; el desenvolupament tecnològic, la industrialització i fins i tot els nostres hàbits de vida hi influïxen inevitablement. És necessari prendre consciència d’això!

A més a més, saps que tots els nostres esforços s’unixen per a buscar energies alternatives. És necessari idear aparells eficients, parlant des del punt de vista energètic; es tracta d’«ecoinventar» planificant processos que originen dispositius sostenibles tenint en compte la producció i l’ús.

Et proposem que dissenyes un dispositiu que servisca per a carregar el teu telèfon mòbil utilitzant l’energia que proporciona la bicicleta; i damunt, a cost zero!

SEQÜÈNCIA D’APRENENTATGE

Indaguem sobre els dispositius i suports necessaris i analitzem diferents possibilitats.

Dibuixem un esbós que incloga tots els elements del prototip.

Dissenyem amb l’eina tecnològica triada i creem totes les peces necessàries.

Investiguem les característiques del plàstic que utilitzarem per a imprimir les nostres peces 3D.

Dissenyareu el suport per al mòbil, que anirà acoblat en el manillar de la bicicleta, la caixa per a l’acumulador, que s’allotjarà en la barra del quadre, i, finalment, hauràs de pensar en com situar la dinamo perquè siga efectiva modificant, com saps, l’energia mecànica en elèctrica.

Com en tot procés tecnològic, hauràs d’investigar, planificar i construir, usant eines sofisticades com la impressió 3D.

Ja coneixes les normes bàsiques de representació gràfica, que has de tindre en compte a l’hora de crear un esbós del teu prototip. Els programes de disseny gràfic que apareixen en el llibre són fàcils de manejar; segur que aprens molt i et servixen com a recurs per a abordar altres treballs.

Segur que et proposes pedalejar més i més de pressa per a carregar el telèfon mòbil... Sense adonar-te’n, faràs activitat física a l’aire lliure i, a més, ja no dependràs del carregador de bateria.

Imprimim. Aprenem a manejar el programari d’impressió 3D i imprimim les peces.

Pedalegem i analitzem el mecanisme de la bicicleta.

Muntem el dispositiu i el posem en marxa. Unitat

CONVERTIX LA TEUA BICI EN UN CARREGADOR DE MÒBIL

Fabricació amb plàstics. Impressió

3D

ELS MATERIALS AMB ELS QUALS CONSTRUÏM EL MÓN

Els investigadors de la indústria petroquímica són els encarregats de crear compostos nous que cobrisquen les nostres necessitats, aportant materials amb nous usos i propietats.

El plàstic s’ha convertit en el material artificial més utilitzat per la humanitat durant el segle xx i encara hui en dia continua sent-ho. L’enorme varietat de plàstics existents s’utilitza per a fabricar nombrosos objectes de pràcticament tots els àmbits de la nostra vida: des d’avions fins a mobles, passant per trens, cotxes, dispositius electrònics, etc.

Però l’impacte ecològic que provoca el rebuig incontrolat dels materials artificials, i en especial dels plàstics, sobre rius, muntanyes, valls i oceans fa que queden contaminats durant centenars d’anys. Per això, la nostra societat, molt consumista, ha d’actuar amb responsabilitat, intentant reduir la seua utilització i reciclant els materials plàstics sempre que siga possible.

COMPROMÍS ODS

Des de la invenció dels polímers, que van donar lloc als primers productes plàstics, aquests materials ens han servit per a cobrir moltes i molt diferents necessitats. No obstant això, el reciclatge i l’eliminació dels residus plàstics generats està molt lluny de ser eficient. Molts acaben en els oceans, i una proporció significativa, en els organismes de la fauna marina. Fins i tot és possible que una certa proporció d’aquests residus acabe en els nostres organismes en consumir peix i altres animals.

1 Busca informació en diferents fonts i definix el concepte de «microplàstic». Intenta esbrinar quina proporció de plàstic podríem arribar a ingerir o, fins i tot, respirar.

2 Consulta les dades associades a la meta 14.1 i investiga sobre The Great Pacific Garbage Patch, l’acumulació de fem plàstic més gran del món. Hi ha alguna iniciativa que reduïsca aquesta tragèdia ecològica?

Què descobriràs?

En aquesta unitat

• Els materials amb què construïm el món

1. Els materials plàstics

2. Tipus de polímers

3. Tècniques de fabricació amb plàstics

4. Introducció a la impressió 3D

5. Programari laminador per a impressió 3D

• Taller de tecnologia. Dissenya i construïx un semàfor

En anayaeducacion.es

Per a motivar-te:

• Vídeo: Meta 14.1 dels Objectius de Desenvolupament Sostenible.

• Documents: Lectures temàtiques.

Orientació acadèmica i professional: «Vols dedicar-te a... la impressió 3D?» i «Coneixes el grau en Enginyeria de materials?».

Per a estudiar:

• Pla lingüístic: Textos argumentatius.

• Infografia: «El procés d’impressió 3D».

• Presentacions:

«Obtenció dels materials».

«Propietats dels materials».

«Avantatges i inconvenients dels plàstics».

«Polímers».

Per a avaluar-te:

• Activitat interactiva:

«Posa’t a prova!».

• Document:

«Consells per a elaborar el teu dossier d’aprenentatge».

I, a més, tota la documentació necessària per a aplicar les claus del projecte.

SEQÜÈNCIA D’APRENENTATGE

INVESTIGUEM

Has pensat quin tipus de plàstic és el que utilitzen les impressores 3D? En aquesta unitat descobriràs que els més utilitzats són PLA i ABS; però, quin tipus de plàstic són?

Segur que ja coneixes com es duu a terme la impressió.

4.1 Seria molt interessant que investigares sobre les característiques del plàstic de la impressora (origen, propietats, utilitats) i sobre el procediment de conformació del plàstic en aquesta.

IMPRIMIM

Per a ajudar-te a entendre el procés d’impressió, pots repassar el concepte que s’explica en aquesta unitat sobre la tecnologia de deposició de material plàstic.

5.1 Per a dur a terme aquesta tasca, només has de familiaritzar-te amb el programari d’impressió. Al final de la unitat sabràs quins són els principals paràmetres que has de tindre en compte per a obtindre una impressió òptima.

Recorda que has de rescatar els arxius que vas generar amb els dissenys gràfics, assegurant-te del tipus d’arxiu que utilitzaràs (.stl, .svg) perquè siga compatible amb la teua impressora.

5.2 Quan hages imprés les peces necessàries, només queda respondre una pregunta: el resultat s’ajusta als objectes que havies dissenyat? Segur que sí.

Els materials plàstics

La paraula «plàstic» indica la propietat que tenen alguns materials d’adquirir i conservar una certa forma per mitjà de tècniques de modelatge i deformació. Amb el temps, hem passat a usar aquesta paraula per a referir-nos a un grup de materials la denominació tècnica més apropiada dels quals és polímers.

Un polímer és una molècula de grans dimensions, que es crea per unió, acumulació i repetició d’unitats estructurals anomenades monòmers. Aquest procés de reacció química es denomina polimerització.

1.1 L’origen dels plàstics

Els polímers han existit des de sempre, ja que la naturalesa ha sigut capaç de generar aquests compostos. Alguns són d’origen vegetal, com la resina dels arbres, i altres són d’origen animal, com la llana de les ovelles o la seda de les aranyes. És difícil creure que aquests compostos siguen polímers perquè aquest concepte s’associa als plàstics; no obstant això, no tots els polímers tenen aspecte de plàstic.

La indústria del plàstic s’encarrega de sintetitzar polímers de forma artificial, fabricant tot tipus d’objectes. En 1860 es va patentar el celluloide i en 1907 es va sintetitzar un dels primers polímers artificials: la baquelita. No obstant això, va ser durant la Segona Guerra Mundial quan es van produir els canvis més grans en la síntesi de macromolècules polimèriques. Abans de la guerra, la indústria tèxtil tenia una gran disponibilitat de teixits i de fibres naturals. Durant la guerra, els recursos naturals com la seda, el cotó, el làtex i la llana van escassejar, per la qual cosa els científics de les nacions implicades van investigar la producció de noves fibres i compostos, com el niló i les fibres acríliques, per a substituir la seda; el neopré i el butadié per a substituir el cautxú natural, i molts altres exemples, com les resines sintètiques, el polietilé, etc.

La base de la majoria dels polímers és el carboni. El petroli està format per distints compostos de carboni, i per aquesta raó es va convertir en la principal matèria primera per al desenvolupament dels polímers artificials. Al seu torn, això va donar origen a la petroquímica com a indústria de manufactura de productes derivats del petroli.

La indústria del petroli es dedicarà, per tant, a l’extracció dels diferents compostos de carboni que hi ha en el petroli cru. Així, el petroli s’introduirà en una columna de destil·lació i se n’extrauran els diferents productes derivats per mitjà del procés conegut com destil·lació fraccionada, que separarà els compostos per acció de la temperatura.

De la part més alta de la columna, la zona que es troba a menor temperatura (20 °C – 150 °C), s’extrauran els gasos com el metà, l’età, el propà i el butà. De les parts intermèdies de la columna (150 °C – 300 °C) s’extrauran els productes líquids com les naftes, les gasolines, el fueloil o el combustible dièsel. Finalment, de la part inferior de la columna, en la qual la temperatura pot arribar fins als 350 °C, s’extrauran els líquids untuosos com els olis, els lubricants o l’asfalt.

Tots aquests productes s’utilitzaran, majoritàriament, com a combustible, però una part es destinarà a la indústria petroquímica, per mitjà de la qual es fabricaran els polímers.

1.2 Monòmers i polímers

El procés de formació de la majoria dels polímers consistix a usar una molècula anomenada monòmer i intentar replicar-la i unir-la formant una cadena llarga o una estructura reticulada; aquest procés s’anomena polimerització. Observa aquests exemples de tres polímers molt coneguts:

N’hi ha de diversos tipus. Els més coneguts són: d’alta densitat, HDPE, de baixa densitat, LDPE, i polietilé tereftalat, PET.

COMPRÉN, PENSA, INVESTIGA...

1 Línia del temps. Observa la llista de polímers i plàstics següent i l’any en què es van sintetitzar o comercialitzar per primera vegada. Crea un gràfic del tipus línia del temps amb aquestes dades mantenint una distància constant entre anys consecutius.

En quina època va ser més gran el nombre d’invencions?

1845 – Nitrocel·lulosa

1868 – Cel·luloide

1908 – Raió

1909 – Baquelita

1920 – Cel·lofana

1926 – Policlorur de vinil (PVC)

1931 – Neopré

1935 – Niló

1936 – Polietilé

1938 – Tefló

1949 – Tupperware

1966 – Kevlar

1979 – Poliesteramides

Petroli (400 °C)

Tipus de polímers

Estructura interna dels polímers

Els polímers es poden classificar seguint diferents criteris, encara que en tecnologia se sol preferir fer-ho segons l’estructura interna. D’aquesta manera, podem distingir tres grans blocs de polímers:

• Termoplàstics. Estan formats per llargues cadenes lineals de polímer. Les cadenes són fàcils de desmuntar aplicant calor i tornen a formar-se quan es refreden. Així, es poden fondre i modelar moltes vegades, la qual cosa els fa uns materials excel·lents per a ser reciclats.

• Termoestables. Estan formats per cadenes de polímer entrellaçades en tres dimensions. Es construïxen en dues fases: en la primera es formen cadenes lineals de polímer i en la segona (curació) es modela l’objecte per mitjà de calor i pressió, la qual cosa entrellaça les cadenes. De vegades, s’accelera el procés de curació per mitjà d’additius químics.

La diferència principal amb els termoplàstics és que, si es torna a aplicar calor a l’objecte acabat, aquest es crema. Les cadenes que el formen es degraden de manera irreversible abans que el plàstic es fonga, i això fa que siguen difícils de reciclar.

Termoplàstic

• Elastòmers. Llevat d’excepcions molt rares, es tracta de polímers termoestables que, a causa d’una particular distribució de les seues ramificacions, aconseguixen un alt grau d’elasticitat a temperatura ambient. L’estructura molecular que presenten és intermèdia entre la dels termoplàstics i la dels termoestables.

COMPRÉN, PENSA, INVESTIGA...

Termoestable

2 Taula redona. Feu una llista d’objectes de plàstic d’ús freqüent. Repartiu entre els membres de l’equip la llista, de manera que cada u porte a classe entre 3 i 5 objectes. En la sessió següent, anoteu en una taula cada objecte junt amb el marcatge que porten per al reciclatge. Escriviu també les característiques físiques que hi observeu: color, flexibilitat, duresa, etc. Coincidixen amb les que apareixen en el llibre de text?

Elastòmer

3 Abans pensava..., ara pense... El PET és un dels plàstics més usats en la indústria alimentària. Investiga més a fons les propietats que té i els mètodes de reciclar-lo. Anota-ho en el quadern i extrau les teues conclusions sobre com hem d’usar aquest material tan comú hui en dia.

4 Hi ha una varietat de poliestiré anomenada poliestiré expandit, EPS. Busca informació sobre les propietats que té i sobre els usos habituals. És un material reciclable?

5 Hi ha alguna manera de reciclar els pneumàtics dels vehicles? Se’ls pot donar una altra vida?

6 Has sentit alguna vegada l’expressió «plàstic biodegradable»? Investiga sobre el significat d’aquesta expressió i com es produïx aquest tipus de degradació del plàstic.

7 En els contenidors grocs de fem, es poden tirar tot tipus de plàstics? Es poden incloure alguns materials que no siguen plàstics?

2.1 Els polímers termoplàstics

Els termoplàstics s’usen en una gran varietat d’objectes quotidians, com ara joguets, teixits, envasos, etc. A més, són materials fàcilment reciclables; tant és així, que s’ha dissenyat un marcatge especial per a aquests materials que facilita la tasca de separar-los als centres de reciclatge, com pots veure en la taula següent:

1 PETE

Politereftalat (PET o PETE)

2 HDPE

3 PVC

Transparent, encara que admet colorants, resistent al desgast i a la corrosió, impermeable, molt bon aïllant del CO2

Polietilé d’alta densitat (PEAD o HDPE)

Policlorur de vinil (PVC)

4 LDPE

5 PP

6 PS

Translúcid, molt lleuger, flexible i resistent a impactes.

De color blanc, encara que admet colorants. No inflamable. Inestable, necessita additius que eviten l’autodegradació. Es pot trobar en formulació rígida i flexible.

Polietilé de baixa densitat (PEBD o LDPE)

7

De color blanquinós, més flexible que el HDPE.

Polipropilé (PP) Es produïx en una àmplia gamma de colors i, fins i tot, pot ser transparent. Depenent del procés de fabricació, s’aconseguixen moltes propietats diferents; algunes de les més interessants són baixa densitat, gran rigidesa i alta resistència tèrmica i química.

Poliestiré (PS)

Altres plàstics. Encara que n’hi ha una varietat molt àmplia, només s’esmenten els més utilitzats:

politetrafluoreté (PTFE o tefló), policarbonats (PC), metacrilats (PMMA)

Dues varietats principals: PS vidre és transparent; PS xoc és opac. Bon aïllant tèrmic, es deforma a menys de 100 °C. També hi ha el poliestiré expandit (EPS), que es comercialitza sòlid o en forma d’escuma.

Botelles d’aigua, begudes gasoses o detergents, pel·lícula aïllant elèctrica, fibra per a cordes i teixits.

Envasos d’aliments, canonades per a aigua potable, joguets, proteccions al xoc com en cascos o genolleres.

Rígid: perfils per a la construcció, canonades, botelles.

Flexible: Aïllants per a cablejat elèctric i fils d’aram, mànegues de reg, joguets unflables i de piscina, roba, calçat.

Bosses de plàstic; botelles; parament d’usar i tirar: plats, gots i coberts; pellícula per a cobrir plantacions agrícoles; joguets.

Mobles de jardí, peces d’automòbil, tubs corrugats per a instal·lacions elèctriques, fibres per a cordes i teixits, envasos i botelles, films.

Tefló. Resistent als agents químics, només reacciona en condicions molt concretes. Marge molt ampli de temperatures d’ús (–270 °C, +270 °C). Aïllant elèctric, antiadherent, molt flexible. Baix coeficient de fregament, la qual cosa permet usar-lo com a substitut de lubricants.

Policarbonats. Molt transparents, bons aïllants elèctrics, resistents a impactes.

Metacrilats. El més transparent de tots els plàstics coneguts. Aïllant tèrmic i acústic. Resistent a l’impacte, però es ratlla amb molta facilitat.

Embalatges, recipients i envasos per a menjar, carcasses d’aparells electrònics, joguets, revestiments interiors de frigorífics.

L’EPS s’usa en embalatges i en protecció de productes fràgils. En forma d’escuma, s’usa en aïllaments tèrmics i acústics.

Tefló: tubs, catèters, perfils, làmines i pel·lícula, recobriment d’olles i paelles. Coixinets sense lubricant. Teixits, tapets i estores.

Policarbonats: CD, DVD, Blu-ray, caixes i envasos, bidons d’aigua, joguets resistents per a bebés. Substitut del vidre en cobertes d’edificis i construccions, també en lents, ulleres, etc.

Metacrilats: plaques i planxes, tubs, barres i blocs. Substitut del vidre en envidraments, vitrines, aquaris i piscines Si s’afig protecció UV en fabricar-lo, resistix a la intempèrie sense perdre les propietats òptiques.

COMPRÉN, PENSA, INVESTIGA...

8 Per què el poliuretà es troba en estat líquid quan està a l’interior de botelles i quan es projecta a l’exterior forma una bromera que se solidifica? Busca una raó física que justifique la resposta a aquesta pregunta.

2.2 Els plàstics termoestables

Els plàstics termoestables, també denominats termoenduribles, s’usen en una varietat d’objectes quotidians molt àmplia. S’hi busquen les propietats següents:

• Que tinguen una duresa i una rigidesa que els faça indeformables i resistents a impactes.

• Resistència a altes temperatures. Això requerix un procés final, denominat curat, que fixa l’estructura tridimensional de cadenes de polímer i que es realitza a més de 200 °C o per mitjà d’una reacció química. El procés de curat és irreversible.

Per la seua naturalesa, els plàstics termoestables tendixen a ser més forts, durs i rígids que els termoplàstics, i això comporta que siguen més fràgils. A més, resistixen millor les temperatures elevades, la qual cosa fa que siga molt difícil reparar-los per mitjà de soldadura. No obstant això, no són materials fàcilment reciclables.

El curat es realitza per dos mètodes diferents:

• Per compressió. S’introduïx el material plàstic en un motle, on es calfa i es comprimix per a donar-li la forma desitjada.

S’usa per a produir material elèctric (interruptors, bases d’endolls, etc.) i anses per a parament de cuina (mànecs de paelles, olles, etc.).

• Per impregnació de resines. Sobre un motle s’estenen capes primes de resina de polièster que es reforcen amb altres materials, com la fibra de vidre o de carboni.

Aquesta tècnica s’usa per a aconseguir materials molt lleugers al mateix temps que rígids.

S’aplica en la fabricació de panells per a avions, vaixells i automòbils; també per a material esportiu d’alta competició: quadres de bicicletes, esquís, posts de surf, raquetes, etc.

Procés d’impregnació de resines termoestables

Nom Propietats i característiques Aplicacions

Baquelites Primera substància plàstica totalment sintètica. Emmotlable durant el procés de fabricació i s’endurix en solidificar. Dura i fràgil. Aïllant elèctric i tèrmic excel·lent. Baix cost de producció. Molt resistent a la corrosió química. Gamma reduïda de colors.

Resines de melamina Característiques semblants a les de les baquelites. Resistència a la corrosió química. Resistents a la calor, a la llum i als colps. Dures, fràgils i lleugeres. És un dels materials més lleugers del mercat.

Resines de polièster Polimeritza a temperatura ambient amb ajuda d’un additiu enduridor. Aquest plàstic és rígid, dur, fràgil i brillant. Molt resistent a la humitat i a la corrosió química. Àmplia gamma de colors. Es pot reforçar amb fibra de vidre, la qual cosa millora les seues característiques mecàniques.

Resines epoxi Endurixen a temperatura ambient amb ajuda d’un additiu enduridor. Molt bons aïllants elèctrics. Més resistents que les resines de polièster, encara que també més cares. Els afecta de forma negativa la llum ultraviolada. Si s’usen com a element en exteriors, necessiten protecció.

Poliuretans L’ús més freqüent és en forma d’escumes. Segons la densitat, es comercialitzen poliuretans flexibles i rígids. Aïllants tèrmics amb baixa conductivitat tèrmica. Resistents a impactes Hi ha també poliuretans termoplàstics.

COMPRÉN, PENSA, INVESTIGA...

Carcasses de productes elèctrics i electrònics. Comandaments d’electrodomèstics i mecanismes elèctrics. Suport de components en circuits impresos. Anses, suports, mànecs i poms de parament de cuina. Adhesius.

Adhesius per a fusta i contraxapats. Vaixelles i parament de cuina. Gomes d’esborrar. Aïllants elèctrics. Recobriment aïllant tèrmic i acústic per a motors d’explosió.

Pintures i adhesius. Tubs i canonades. Contenidors, depòsits i bidons. Piscines. Peces d’automòbil i aeronaus. Joguets i articles esportius. Fibres tèxtils.

Adhesius de gran resistència. Pintures i recobriments protectors d’interior. Segellat i reforç de superfícies. Additiu per al ciment. Paviments.

Adhesius i pintures. Embalatges. Esponges artificials. Matalafs i coixins. Recobriment de canonades a alta temperatura. Aïllants en construcció i en aïllaments, tant en refrigeració com en calefacció.

9 1-2-4. D’acord amb les propietats de cada tipus de plàstic (termoestable, termoplàstic o elastòmer), quin creus que és l’ideal per a fabricar roba impermeable que protegisca contra la humitat?

10 Deus haver observat que, en molts garatges de centres comercials i d’edificis, es pinten de color aquelles superfícies on es poden aparcar els cotxes. Quin tipus de material polímer s’utilitza per a això?

11 Quines són les principals aplicacions del PVC rígid?

12 Digues quins són els usos principals del tefló.

13 Què significa l’expressió «polímer termoendurible»? Té relació amb la possibilitat de reciclatge de plàstics termoestables?

14 Quin tipus de polímer s’utilitza com a farciment per a l’embalatge i la protecció de productes fràgils?

15 Quins materials creus que s’utilitzen per a fabricar les tendes de campanya?

Nom

2.3 Els elastòmers

Els elastòmers tenen unes propietats tècniques molt interessants: gran elasticitat, baixa duresa i alta adherència.

Les dues primeres propietats es poden verificar sotmetent un objecte fabricat amb elastòmers a una força que el comprimisca o l’estire i comprovant que, en cessar la força, l’objecte recupera la forma i dimensions originals.

Els elastòmers més coneguts són els següents:

Característiques

Cautxú Polímer natural obtingut del làtex, la saba extreta de certes plantes, com el Ficus elastica o l’Evea brasilensis.

En 1879 va aparéixer la primera varietat de cautxú sintètic, i des d’aleshores s’han produït molts avanços en el desenvolupament d’aquest producte.

Un dels cautxús sintètics més utilitzats és el polibutadié.

Aïllant elèctric i de la humitat.

És resistent tant als àcids com als productes alcalins.

Aplicacions

Pneumàtics.

Soles de sabates.

Paviments.

Peces de fontaneria.

Cintes transportadores.

Joguets.

Aïllants elèctrics.

Nucli de pilotes de golf.

Impermeables i roba protegida contra la humitat.

S’afig a altres plàstics per a millorar-ne la resistència i disminuir-ne la fragilitat.

Neopré És el nom comercial d’un tipus de cautxú sintètic basat en el policloropré.

Molt flexible.

Resistent al desgast per ús a la intempèrie: sol, humitat, fred, etc.

Aïllant tèrmic i acústic.

Roba aïllant contra el fred i la humitat, especialment per a esports aquàtics i de muntanya.

Ortopèdia: monyiqueres, genolleres, colzeres, faixes, turmelleres, pantalons...

Moneders, maletins i fundes protectores per a equips fràgils: mòbils, càmeres fotogràfiques, tauletes tàctils i portàtils.

Mànegues, tubs i canonades flexibles. Adhesius.

En construcció: juntes de dilatació, amortiment i suport de columnes.

Silicona

Aquest polímer inclou àtoms de silici i d’oxigen en la seua composició.

Flexible. Inert, per la qual cosa es pot usar en alimentació, medicina i cirurgia.

Resistent al desgast per ús a la intempèrie: sol, humitat, fred, etc.

Llarga vida útil.

Aïllant elèctric.

Segelladors i adhesius.

Lubricants.

Pròtesis quirúrgiques.

Motles i envasos flexibles per a aliments. Joguets. Màscares.

3

Tècniques de fabricació amb plàstics

Els plàstics es modelen calfant el material abans de ficar-lo en un motle. Per a facilitar la tasca, el polímer sol vindre triturat, en pols o en boletes per a fondre’s.

Les tècniques de conformació més usades són l’extrusió, el calandratge, la conformació al buit i la conformació per emmotlament.

3.1 Extrusió

L’extrusió consistix a forçar el pas del material plàstic fos a través d’una embocadura que té la forma que volem donar al polímer. La màquina extrusora consta d’un dosificador que introduïx el material en un cilindre, on es calfa. El polímer fos és obligat a avançar cap a l’embocadura d’eixida per un mecanisme de caragol sense fi. Quan ix, el material es refreda per mitjà d’un doll d’aire fred o de líquid refrigerant. Aquesta tècnica s’usa per a fabricar làmines, tubs i perfils de plàstic.

3.2 Calandratge

per a possible acabat posterior

S’usa en la fabricació de planxes i làmines de material. La calandra és una màquina que té una sèrie de corrons que atrapen i pressionen el material a mesura que el fan avançar. Cada parella de corrons té una separació entre si lleugerament menor que la de la parella anterior, la qual cosa fa que la grossària del material es reduïsca de forma gradual. A més, per a facilitar aquesta tasca, el material ha d’estar en un estat de gel viscós, la qual cosa s’aconseguix calfant-lo i mantenint-lo a la temperatura en què comença a fondre’s per mitjà dels mateixos corrons, que també estan calents.

COMPRÉN, PENSA, INVESTIGA...

16 Posa dos exemples d’objectes fabricats per extrusió i dos per calandratge. Per exemple, els canalons per a arreplegar l’aigua de pluja es fabriquen per extrusió, i les lones de camió, per calandratge.

17 Què et fa dir això? Observa els objectes de la dreta. Quina tècnica de les anteriors s’ha utilitzat per a fabricar-los?

Tremuja Calefacció Resina granulada Caragol Tovera Extrusió

3 Tècniques de fabricació de plàstics

3.3 Injecció

Aquesta tècnica és molt pareguda a l’extrusió. La diferència es troba en el fet que l’embocadura d’eixida està acoblada a un motle que s’ha d’omplir. Quan està en el motle, el polímer es refreda i adopta la forma desitjada. Aquest mètode és el més usat amb els termoplàstics, especialment en la fabricació de joguets i de peces per a automòbils i per a la indústria aeroespacial.

UNITAT DE TANCAMENT UNITAT DE PLASTIFICACIÓ

3.4 Bufatge

Entrada del granulat i plastificació

Injecció, compressió i solidificació

Desemmotlament

Se sol usar en la fabricació de botelles i envasos de plàstic.

Per mitjà de la tècnica d’injecció o la d’extrusió, es crea un cilindre de plàstic calent; al seu voltant es tanquen les dues peces que formen el motle per a l’envàs. A continuació, per mitjà d’una embocadura s’introduïx aire a pressió que obliga el polímer a adoptar la forma del motle, deixant buit tot l’interior. Finalment es refreda i s’obri el motle.

Cavitat C Refrigerant Envàs Rebava

Motle Calefacció Motor

Peça acabada

3.5 Compressió

Aquesta tècnica s’usa només amb els plàstics termoestables. El material s’aboca en un motle compost per dues parts amb la forma que es vol donar al material. Les dues meitats es tanquen i se sotmeten a calor i a pressió. Quan ha passat un temps, que dependrà del material usat, s’obri el motle i s’extrau la peça.

3.6 Conformació al buit

S’utilitza amb làmines de material termoplàstic que es col·loquen en un motle tancat proveït de calfadors (poden ser simples resistències elèctriques, infrarojos i, fins i tot, microones). Quan la làmina està calenta, s’activa una bomba de buit que obliga la planxa a adquirir la forma del motle.

3.7 Emmotlament per rotació

S’introduïx el polímer en pols o líquid en un motle. El tancament del motle ha de ser estanc perquè no puga escapar gens de material. A continuació, s’introduïx en un forn que ha d’estar a temperatures entre 250 °C i 450 °C. El motle comença a girar sobre dos eixos perpendiculars. Per a aconseguir que el material adquirisca la forma desitjada, a més de les propietats del material, és necessari controlar tres paràmetres: temperatura del forn (ha de calfar i refredar gradualment), velocitat de gir del motle i temps que ha d’estar a l’interior abans de refredar-lo i desemmotlar.

Introducció a la impressió 3D

Fins fa poc de temps, la reposició de peces de plàstic trencades era una cosa quasi impossible. De vegades, alguns fabricants proporcionaven als seus clients la possibilitat d’adquirir els recanvis a costos tan elevats que, excepte que es tractara d’una necessitat extrema, dissuadien el client de sol·licitar-los. Però la impressió 3D pot canviar aquesta situació molt prompte.

De la mateixa manera que en l’actualitat tenim disponibles els manuals i el programari necessaris per a configurar qualsevol dispositiu (càmeres fotogràfiques, impressores, targetes de vídeo, etc.), els fabricants podran posar a disposició del públic la descàrrega de carcasses i elements de plàstic perquè puguen tornar a imprimir-los en cas de ruptura o de pèrdua. Fins i tot, si no es disposa d’impressora 3D, es pot recórrer a sol·licitar que algú faça la impressió.

De forma semblant als actuals negocis de reprografia, que fotocopien i imprimixen tot tipus de treballs en paper, sorgixen cada vegada més empreses que imprimixen treballs en distints tipus de materials.

4.1 Tecnologia RepRap d’impressió 3D

Hi ha diverses tecnologies d’impressió 3D, però la que arriba al públic en general és la que es basa en la deposició de material fos per capes.

Aquesta tecnologia anomenada FDM (modelatge per deposició fosa) o FFF (fabricació per filament fos) que consistix a calfar un filament de material plàstic fins a fondre’l, fer-lo passar per una embocadura estreta i depositar-lo en capes successives fins a formar l’objecte desitjat. El plàstic es calfa només el que cal per a tindre la consistència d’un gel dens que es refrede ràpidament. D’aquesta manera, se solidifica de pressa i el material no es deforma pel pes de les capes següents. Els plàstics més utilitzats són ABS i PLA, que es venen en bobines de filament.

Aquestes impressores disposen d’una safata, anomenada també llit, en la qual el capçal d’impressió construïx capa a capa l’objecte desitjat. La safata és de vidre, ceràmica o metall, i en alguns models està calefactada per a mantindre calent el plàstic que es va depositant. El capçal té moviment en els dos eixos paral·lels al pla de la safata d’impressió. Cada vegada que s’acaba d’imprimir una capa, el conjunt del capçal puja un pas per a continuar el procés amb la capa següent. Per a imprimir un objecte, el disseny s’ha de dividir en làmines primes horitzontals. D’això s’encarrega el programari laminador.

En aquest àmbit destaca el projecte RepRap; aquest projecte naix d’una idea d’Adrian Bowyer que té com a finalitat produir màquines autoreplicables; és a dir, que puguen crear les peces necessàries per a muntar una rèplica de si mateixes. A més, es va posar com a objectiu que foren de baix cost i de disseny lliure, de manera que la tecnologia fora accessible per a qualsevol persona. Per ara, les impressores RepRap només poden imprimir els seus propis recanvis de parts de plàstic.

Adrian Bowyer i la seua impressora 3D.

Esquema de funcionament del cap d’una impressora 3D

Esquema de funcionament del cap d’una impressora 3D.

Corrons que espenten el filament cap a l’embocadura

4.2 Programari d’impressió 3D

Detall de l’embocadura depositant el plàstic fos. Depenent del model, el llit i/o l’embocadura es desplacen en la direcció dels tres eixos X, Y, Z.

Per a aconseguir el nostre objecte 3D preparat per a la impressió, necessitem utilitzar almenys dues aplicacions: un programa de CAD en 3D i un laminador.

El programa de CAD, a més de permetre’ns modelar una peça o un objecte en 3D, ha d’exportar fitxers en algun dels formats reconeguts pel programa laminador, que és el que transforma la nostra creació en les capes fines que s’imprimiran.

Els programes de CAD treballen amb arxius d’imatges vectorials. Per a imprimir en 3D, han de ser capaços d’exportar a un format de malla (mesh format), que és el que utilitzen com a entrada els programes laminadors.

Els formats de malla més freqüents en les impressores 3D són OBJ, STL, AMF i 3MF.

Per tant, la missió del programa laminador és llegir un arxiu en format de malla i produir un arxiu G-code, que es carregarà en la impressora per mitjà d’una targeta de memòria o a través d’un port USB.

Un arxiu G-code és una col·lecció d’instruccions que s’envien a una màquina CNC o a una impressora 3D.

Les instruccions G-code establixen les condicions inicials de treball de la impressora. Per exemple, temperatura de l’extrusor, velocitat i acceleració dels desplaçaments, etc. També indiquen en tot moment la quantitat de material que s’ha d’extrudir, la direcció del moviment del capçal i tot el que necessita saber la màquina per a imprimir l’objecte.

És bastant habitual que els programes de CAD lligen o importen arxius de diversos formats, incloent-hi els de malla. No obstant això, per a poder modificar els nostres dissenys en el futur, és preferible usar el format d’arxiu vectorial que use per defecte el nostre programa de disseny i guardar el treball en aquest format.

Bobina amb filament de plàstic

Calfament i fusió del filament

Format d’arxiu

5

El programari laminador per a impressió 3D

Les aplicacions que has utilitzat fins ara et permeten dissenyar la peça que vols imprimir, però perquè una impressora 3D puga fabricar una peça, no hi ha prou a donar-li la seua geometria; necessita molta més informació. Aquesta informació la proporciona el programari laminador. El procés és el mateix en tots els programes laminadors. Aquests identifiquen la geometria de la peça que s’ha d’imprimir en el format d’arxiu STL. Per això, el primer pas consistirà a exportar des del teu programari de disseny la peça a format STL. Quan tingues la peça en format STL, pots obrir aquest arxiu amb el laminador.

5.1 Exportar arxius

Després de fer un disseny per a imprimir en 3D, hauràs de seleccionar els objectes que vulgues imprimir. En el menú File, selecciona Export; s’obrirà un quadre en què hauràs de triar el tipus d’arxiu. Per a obtindre un arxiu STL, selecciona Mesh formats, ompli el nom del teu projecte, tria la carpeta en què el vols guardar i l’arxiu ja estarà preparat per a ser exportat a l’aplicació laminadora que el processarà per a imprimir-lo en 3D (Cura, Repetier Host, etc.).

Hi ha diversos programes laminadors que poden generar, a partir d’arxius en format STL, els arxius G-code necessaris per a una impressora 3D.

5.2 Cura

Cura, d’Ultimaker, és un dels programes laminadors més utilitzats.

La interfície de Cura és molt senzilla, té un menú superior amb els modes principals Prepare, Preview i Monitor, una barra superior per a determinar la configuració de la impressió, una barra lateral amb eines d’edició bàsica, una d’inferior per a modificar el punt de vista de la peça que es vol imprimir i una àrea central de treball en què se situa la peça.

Quan està situada la peça en l’àrea de treball, i després de realitzar els canvis necessaris d’escalatge i d’orientació, s’ha de polsar el botó Segmentació (Slice, en anglés) per a la laminació de l’objecte. En laminar l’objecte, es genera l’arxiu G-Code que la impressora necessita per a imprimir-la, i en la pantalla apareixerà la informació del temps necessari, la quantitat de material i un botó per a la descàrrega de l’arxiu G-Code al disc dur o a una unitat extraïble.

A partir d’aquest moment estarà disponible la vista prèvia (Preview) on es mostren les diferents capes que conformaran la peça. La vista de capes (Layer view) mostra les diferents capes que conformaran la peça, i es poden revisar una per una amb un control lliscant. El mode vista de raigs X permet veure a través de les parets, i és útil per a visualitzar parets inclinades, corbes i buits.

Finalment, estan les eines d’edició de figures: Move, Scale, Rotate, Mirror, Per model settings i Support blocker.

El programari laminador per a impressió 3D

5.3 Repetier Host i Slic3r

El programa Repetier Host és un programa de maneig d’impressores 3D molt versàtil, ja que treballa amb els programes laminadors Slic3r, Slic3r Prusa Edition, CuraEngine i Skeinforge Cura.

Targeta SD

Molta gent preferix no connectar la impressora 3D i introduir-hi l’arxiu G-code per mitjà de la targeta SD. En aquest cas, no s’utilitzarà Repetier Host, sinó que s’usarà directament el menú que tinga la mateixa impressora.

El més freqüent és que les impressores 3D disposen d’una ranura per a targeta de memòria SD en la qual haurà d’estar l’arxiu G-code amb el model que es vol imprimir.

També tenen una pantalla xicoteta i botons per a llistar els arxius de la targeta i seleccionar el que volem imprimir en cada moment.

Repetier Host és capaç de controlar la impressora 3D directament connectant un cable entre l’ordinador i la impressora, ja que disposa d’un panell per a manejar les temperatures del filament i del llit, i altres paràmetres importants de la impressora 3D.

Fent clic en la icona de Configurar impressora (Printer Settings), podràs fixar els paràmetres de la impressora.

Si tries Slic3r com a laminador des del menú de Repetier Host, fent clic en el botó Slice with Slic3r es generarà l’arxiu G-code.

A continuació, Repetier Host t’oferirà les dades del temps que s’invertirà en la impressió, les capes que formaran la peça (Layer Count), el nombre total de línies impreses de filament i la longitud de filament que es consumirà (filament needed ).

Quan estiga creat l’arxiu G-code, es pot guardar en una targeta SD (Save to file) que s’introduirà en la impressora o, en el cas que l’ordinador estiga connectat a la mateixa impressora, es podrà enviar el treball a la impressora 3D (Print).

Presentació

del proJectE

Dissenya i construïx un semàfor

La impressió 3D oferix moltes possibilitats constructives, ja que pots crear i imprimir les peces que necessites. En aquest projecte, idearem i construirem un semàfor per mitjà de l’acoblament de peces dissenyades i impreses amb la impressora 3D.

fase 1

El disseny

En aquesta fase, dissenyarem les parts d’un semàfor. Aquest es compondrà de tres peces distintes que després acoblarem utilitzant un pegament acrílic: la columna amb pedestal, la caixa de llums i la tapa de la caixa. En aquesta etapa de disseny de les peces farem servir dues eines CAD diferents: Tinkercad i OpenSCAD. Observa l’aspecte d’aquestes tres figures després del disseny. És important dissenyar cada una de les peces per separat per a generar tres arxius G-code diferents, que s’imprimisquen seqüencialment i no al mateix temps. Hi ha moltes raons tècniques que recomanen que no s’imprimisquen al mateix temps diverses peces separades.

Opció de disseny amb Tinkercad

Inicia sessió en Tinkercad i procedix a dissenyar les tres parts que componen el semàfor:

a) Columna tubular amb pedestal Utilitza l’agrupament de diverses formes geomètriques:

El pedestal està format per un tronc de con que s’aconseguix agrupant un con sòlid i un cilindre buit situat en la cúspide del con, de manera que el tronc de con obtingut tinga un diàmetre inferior de 40 mm i un diàmetre superior de 20 mm. El con sòlid té originàriament una altura de 45 mm, i el cilindre buit, de 15 mm, i els situaràs coaxialment de manera que l’altura final del tronc de con siga de 30 mm.

Per a crear la columna tubular, prepara un cilindre sòlid de 10 mm de diàmetre i una altura de 100 mm per a incorporar-lo al llarg de l’eix del tronc de con. Situa després un cilindre buit de 4 mm de diàmetre, també coaxial amb el conjunt per a crear el canal per als cables.

b) Caixa de llums del semàfor

A partir d’un cub de dimensions 30 × 40 × 80 mm es farà el disseny de la caixa. Per a realitzar el buidatge interior, cal introduir-hi un altre cub buit de dimensions 30 × 36 × 70 i així formar una caixa buida.

A aquest conjunt cal fer-li quatre forats per mitjà de cilindres buits; tres forats en la cara frontal vertical que serviran per a incorporar els díodes led i un forat centrat en la base inferior per a encaixar la columna tubular dissenyada anteriorment. Els diàmetres dels primers seran de 5 mm i el de l’orifici per a encaixar la columna serà de 10 mm.

c) Tapa posterior de la caixa

Aquesta és la peça més senzilla, ja que es compon de dos elements formats a partir de sengles cubs aplanats. La part més gran tindrà unes dimensions de 40 × 80 × 5 mm, mentre que la part més xicoteta serà de 36 × 70 × 3. La peça final es formarà situant l’element més xicotet sobre el més gran i agrupant ambdós. Observa la seqüència de disseny:

Opció de disseny amb OpenSCAD

En aquest cas, el disseny no es realitza de forma gràfica, sinó que cal copiar el codi per a cada una de les peces.

Codi per a la columna tubular amb pedestal

//Peu de semàfor buit per a poder //extraure els cables dels llums. difference(){

//Peanya cònica amb forat interior per a cables cylinder(h=30, r1=20, r2=10, center=false); cylinder(h=30, r1=2, r2=2, center=false); }

difference(){

//Columna tubular amb buidatge per a cables cylinder(h=100, r1=5, r2=5, center=false); cylinder(h=100, r1=2, r2=2, center=false); }

difference(){

//Ixent, encaix amb forat per a cables cylinder(h=105, r1=3.5, r2=3.5, center=false); cylinder(h=105, r1=2, r2=2, center=false); }

Codi per a la tapa de la caixa

//Part exterior cube([80,40,5], center=true);

//Ixent interior translate([0,0,2]) cube([70,35,5], center=true);

Codi per a la caixa de llums

difference(){

//Part exterior cube([80,40,30]);

//Buidatge de l’interior translate([5,2.5,5]) cube([70,35,30]);

//Forats per als leds translate([20,20,-1]) cylinder(h=7, r=2.5); translate([40,20,-1]) cylinder(h=7, r=2.5); translate([60,20,-1]) cylinder(h=7, r=2.5);

//Forat de la part inferior per a cables translate([74,20,15]) rotate(90,[0,1,0]) cylinder(h=7, r=3.6); }

Completa el semàfor afegint-ne un per a vianants. Serà necessari refer el disseny de la caixa del semàfor i el de la tapa.

Codi per a la nova caixa

difference(){ union(){

//Part del semàfor per a cotxes cube([80,40,30]);

//Part del semàfor per a vianants translate([40,37.5,0]) cube([40,20,30]); }

//Buidatge

translate([5,2.5,5]) cube([70,35,30]); translate([45,37.5,5]) cube([30,17.5,30]);

//Forats dels leds per a cotxes

translate([20,20,-1]) cylinder(h=7, r=2.5); translate([40,20,-1]) cylinder(h=7, r=2.5); translate([60,20,-1]) cylinder(h=7, r=2.5);

//Forat de la part inferior per a cables translate([74,20,15]) rotate(90,[0,1,0]) cylinder(h=7, r=3.6);

//Forats dels leds per a vianants translate([53,57.5,17.5]) rotate(90,[1,0,0]) cylinder(h=5, r1=2.5, r2= 2.5); translate([66,57.5,17.5]) rotate(90,[1,0,0]) cylinder(h=5, r1=2.5, r2= 2.5); }

Codi per a la nova tapa

//Part exterior cube([80,40,5], center=true); translate([-20,30,0]) cube([40,20,5], center=true);

//Ixent interior translate([0,0,2]) cube([70,35,5], center=true); translate([-20,25,2]) cube([30,25,5], center=true);

Finalment, per a cada una de les peces, procedix a exportar el disseny a STL. fase 2

fase 3

La impressió de les peces

A continuació, en el procés de disseny has d’exportar cada un d’aquests arxius d’OpenSCAD a format STL. En la barra superior d’icones d’OpenSCAD hauràs de polsar el botó STL o hauràs d’accedir al menú File/Export... /Export as STL.

Això et genera automàticament un arxiu STL per a la peça. Fes aquesta acció per a cada una de les tres peces del semàfor.

L’últim pas consistirà a obrir el programa laminador, per exemple, Repetier Host. Obri l’arxiu STL, configura els paràmetres de la impressora on imprimiràs la peça i, finalment, genera l’arxiu G-code amb Slic3r. En la figura pots observar el final d’aquest procés per a la caixa del semàfor.

Repetix aquest mateix procés per a la columna i la tapa de la caixa i guarda els tres arxius G-code en una targeta SD (botó Save to File), que introduiràs en la impressora per a imprimir una a una cada peça. Si has connectat l’ordinador a la impressora, podràs enviar el treball directament a la impressora polsant Print.

fase 4

La fabricació del semàfor

En aquesta tercera fase, inclourem tres díodes led de color roig, ambre i verd, els introduirem en els forats i els equiparem amb cables que soldarem als terminals.

Ara, caldrà fer una sèrie de soldadures en els terminals dels díodes led. Identifica el càtode de cada díode i posiciona el terminal de cada un cap al mateix costat. Unix per mitjà de soldadura els tres terminals. El cable que quedarà solt serà el càtode comú. D’altra banda, solda un cable a cada terminal ànode de cada díode led.

Finalment, introduïx els quatre cables per l’interior del semàfor i de la columna tubular. Ja tindràs el semàfor preparat per a connectar-lo a un sistema de control.

COMPRÉN

Els materials plàstics

1 Fes una llista amb, almenys, sis actituds positives per a reduir el consum de plàstics. Per què creus que estan més estesos els materials polímers que el vidre per a contindre líquids?

2 Busca informació sobre el procés de reciclatge dels plàstics. Et sembla un material ecològic?

3 Els plàstics han reemplaçat altres materials en la fabricació de molts objectes. Quines alternatives, utilitzant altres materials, pots trobar per als objectes més habituals fabricats en plàstic?

4 La presència de plàstics a les mars com a restes de la nostra activitat diària es considera una de les principals causes de l’acidificació marina. En què consistix i quines conseqüències pot tindre?

5 Investiga sobre els polímers següents i identifica si són d’origen natural o sintètic:

Polipropilé – Midó – Policarbonat – Cel·lulosa – Inulina – Niló – Tefló – Polisacàrid – Politereftalat –Quitina – Poliestiré – Policlorur de vinil

Tipus de polímers

6 GCRD. Identifica cada una de les classes de polímers amb la seua estructura molecular:

Termoplàstic; termoestable; elastòmer; intermèdia; lineal; entrellaçada.

7 Indica les principals característiques dels polímers termoplàstics.

8 Sac de dubtes. Polietilé de baixa densitat (LDPE); Polietilé d’alta densitat (HDPE); Policlorur de vinil (PVC); Politereftalat (PET); Poliestiré; Polipropilé; Policarbonat; Àcid polilàctic (PLA).

9 En un plàstic termoestable, què significa que el procés de curat és irreversible?

10 Quines variants hi ha del poliestiré (PS)? Indica almenys una aplicació de cada una.

11 Quines són les tres propietats principals d’un material elastòmer?

12 Els desavantatges i els inconvenients. Busca informació en notícies i intenta trobar-ne que parlen sobre alguna cosa perjudicial per a la salut humana relacionada amb el PVC. Després de llegir algunes notícies, creus que és un material que s’hauria de continuar usant?

13 Quines són les aplicacions més habituals per a la impregnació de resines de material termoestable?

14 Pense, m’interesse, investigue. Segur que has sentit parlar dels riscos per a la salut de beure l’aigua d’una botella de plàstic després d’haver-la deixada un temps dins d’un cotxe aparcat a la intempèrie. Per què creus que és perjudicial?

Busca informació per a formar-te una opinió basant-te en la de persones expertes en salut.

Les tècniques de fabricació amb plàstics

15 Explica dues tècniques de conformació de plàstics per emmotlament.

16 Quins tipus de formes plàstiques s’aconseguixen per mitjà del calandratge?

17 En què consistix l’emmotlament per rotació?

18 Dibuixa en el quadern una màquina d’extrusió i identifica’n les parts. Quins tipus de formes de material plàstic s’hi poden aconseguir?

Introducció a la impressió 3D

19 Observa l’esquema següent en què es representa el cap d’una impressora 3D. Identifica el component indicat en cada nombre i escriu-ne el nom en el quadern.

20 Quin és el propòsit d’un programari laminador?

21 Per mitjà d’un programari de disseny CAD, es dissenya una peça en format d’imatge vectorial, però el programari laminador requerix llegir un disseny en format de malla (mesh format). Quin sentit té usar aquests dos tipus d’arxiu?

22 Quin tipus d’arxiu genera un programari laminador perquè una impressora 3D puga fabricar una peça?

23 Quin seria l’ordre de tipus d’arxiu que es maneja en un procés de disseny i impressió 3D entre l’usuari dissenyador i la impressora 3D? Utilitza aquest esquema per a reproduir-lo en el quadern i omplir els rectangles buits.

Usuari dissenyador Impressora 3D

24 Indica quines de les peces següents es poden imprimir i quines tindran segurament algun problema durant la impressió, tenint en compte la seua disposició en la safata. En aquests casos, proposa algun tipus de solució per a la impressió.

25 Per a què servix l’opció Layers en un programari laminador?

26 És possible imprimir una peça sense connectar físicament l’ordinador on s’executa el programari laminador i la impressora 3D?

El programari laminador per a impressió 3D

27 Observa la següent captura d’una finestra de Repetier-Host, en la qual es mostren les dades estadístiques de la peça que es vol imprimir. Respon aquestes preguntes.

a) Quants minuts tardarà a imprimir-se?

b) Quantes capes de filament es reproduiran en la peça?

c) Quantes línies individuals de filament es depositaran quan s’imprimisca?

d) Tenint en compte que el filament utilitzat és PLA la massa del qual és de 2,9 grams per metre de filament, quina és la massa total de plàstic usat per a realitzar aquesta peça?

REFLEXIONA

A partir de les peces obtingudes, valora possibles millores quant a la impressió. Revisa el procés que has dut a terme des que et vas submergir en aquest desafiament, reflexiona de manera individual i compartix en grup.

Aspectes Totalment aconseguit

Identifique les característiques principals dels distints materials plàstics.

POSA A PROVA LES TEUES COMPETÈNCIES

Comprova com milloren les teues competències amb les eines d’autoavaluació que trobaràs en anayaeducacion.es

Recorda seleccionar el material de treball d’aquesta unitat per al dossier d’aprenentatge.

© GRUPO ANAYA, S.A., 2023 - C/ Valentín Beato, nº 21 - 28037 Madrid.

Reservados todos los derechos. El contenido de esta obra está protegido por la Ley, que establece penas de prisión y/o multas, además de las correspondientes indemnizaciones por daños y perjuicios, para quienes reprodujeren, plagiaren, distribuyeren o comunicaren públicamente, en todo o en parte, una obra literaria, artística o científica, o su transformación, interpretación o ejecución artística fijada en cualquier tipo de soporte o comunicada a través de cualquier medio, sin la preceptiva autorización.