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DIVISIÓN DE PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Proyecto de fortalecimiento de Cuerpos Académicos:
“Desarrollo de formulación de la tinta para el
rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción
automatizado para el rellenado de los
mismos”
P R E S E N T A
CUERPO ACADÉMICO DE PROCESOS Y SISTEMAS
INDUSTRIALES
INTEGRANTES:
ING. JUAN ANTONIO RIVAS RAMÍREZ
ING. PAULINO JOSÉ RIVERO MELÉNDEZ
ING. JOSE VALENTIN AGUILAR BELTRAN
ING. MIGUEL ANGEL TABOADA RAZO
COLABORADORES:
DR. MYCENO GOMEZ GAMES
ING. FEDERICO ALVAREZ MONTAÑO
M. EN D. ZURI SARAHY GUTIERREZ RAZO
ING. JORGE ANTONIO MORALES SIERRA
ING. EDUARDO SANCHEZ AYALA
30 de Abril de 2013
Contenido
Antecedentes ...................................................................................................................................... 4
Objetivo General ................................................................................................................................. 4
METODOLOGIA.................................................................................................................................... 5
Cronograma propuesto para ejercer los recursos solicitados........................................................... 7
Descripción de los montos ejercidos al 31 de enero de 2012 y porcentaje de cumplimiento en cada
uno de los rubros del proyecto. .......................................................................................................... 8
CAPITULO 1. PRESENTACION DEL AVANCE EN EL PROYECTO. ............................................................ 9
1.1 Análisis de demanda de pintarrones en la zona cercana a la UTTEC que se pueden
reutilizar e impacto ambiental. ....................................................................................................... 9
1.2 Estrategias de recolección de pintarrones para reutilizarse .................................................. 11
1.2.1 Establecer un programa de servicio social ...................................................................... 11
1.2.2 Ofrecer a la venta la tinta por color (negra, azul, verde y roja). Con una jeringa para que
el mismo usuario que desee pueda recargar su pintarron cuando lo desee. ........................... 11
1.3 Calculo de capacidad de producción de la maquina ............................................................... 11
1.4 Descripción de la bibliografía adquirida .................................................................................. 12
1.5 Determinación de la formulación de la tinta (sustento de la experimentación) .................. 13
Clasificación de las tintas. ........................................................................................................ 14
Componentes de las tintas. ...................................................................................................... 15
- Correctores de viscosidad y del tiro. ................................................................................... 16
Propiedades reológicas. ........................................................................................................... 17
Temperatura. ............................................................................................................................. 17
Resistencia a los agentes químicos. ....................................................................................... 17
Mecanismos de secado de las tintas. ..................................................................................... 17
Experimentación de la producción de tintas para los pintarrones ................................. 18
1.5.3 Listado de materiales químicos solicitados en el desarrollo de la tinta ......................... 18
CAPITULO 2. DISEÑO DEL PROTOTIPO ............................................................................................. 19
2.1 Desarrollo de las ideas propuestas en el diseño mecánico para determinar los accesorios de
montaje , y sistema neumático. ................................................................................................... 19
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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Propuesta No. 1. Diseño de proceso de rellenado tipo carrusel. .............................................. 19
Propuesta No. 2 Rellenado de pintarron por lotes de 10. .......................................................... 23
Propuesta No. 3 Proceso de rellenado con proceso continuo ...................................................... 27
2.2 Determinación de los materiales y equipo para el sistema neumático .................................. 32
2.3 Diseño del sistema de control eléctrico y electrónico. .......................................................... 33
2.4 Simulación de proceso mediante software de simulación E-factory ...................................... 34
2.5 Evidencias de documentación de requisiciones solicitadas .................................................... 35
CAPITULO 3. PARTICIPACIÓN DE CONGRESO CTES 2013 ................................................................ 36
3.1 Descripción breve de la ponencia ........................................................................................... 36
3.2 Reconocimientos del congreso ............................................................................................... 39
DOCUMENTACION COMPROBATORIA DEL PROYECTO..................................................................... 42
Dictamen de aprobación por parte de Promep ............................................................................ 42
Prorroga autorizada por Promep para la entrega final de resultados del proyecto ..................... 45
Cronograma para ejercer los recursos .......................................................................................... 46
Requisiciones de compra ............................................................................................................. 47
REFERENCIAS ..................................................................................................................................... 49
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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Antecedentes
En el marco del programa de fortalecimiento de cuerpos académicos que
promueve el programa de mejoramiento del profesorado, el cuerpo académico de
procesos y sistemas industriales participa en la convocatoria 2010, logrando un
dictamen de aprobación en el mes de marzo de 2011, del proyecto “Desarrollo de
formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y desarrollo el
proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos” con un
apoyo de 300,000.00 (Trescientos mil pesos 00/100 m.n). El cuerpo académico
tiene una LIIADT que es “Desarrollo de sistemas de producción para las Pyme´s”,
y el proyecto permite aplicar dicha LIIADT con el enfoque adicional de proceso
sustentable debido a que se pretende reutilizar los pintarrones que ya no sirven y
que son tirados a la basura lo cual genera desechos contaminantes que
difícilmente son reciclados debido a que llevan el filtro y la punta de otro material
que es difícil de extraer.
Objetivo General
El objetivo es desarrollar la formulación de la tinta base agua para el rellenado de
pintarrones en al menos 4 colores básicos (negro, rojo, azul y verde) lo cual
disminuye considerablemente el olor a solvente que en ocasiones molesta en los
grupos de alumnos que trabajan con poca ventilación. Además desarrollar una
maquina con proceso automático que permita quitar la punta usada, inyectar la
tinta colocar la punta nueva y colocar tapón.
Una vez desarrollado el proceso el siguiente paso es establecer un proceso de
recolección en primer instancia en la Universidad Tecnológica de Tecamac y
posteriormente gestionar en
otras instituciones educativas cercanas
la
recolección de los pintarrones que ya no utilicen y evitar que los manden a la
basura. Para que posteriormente se pueda impulsar como empresa Pyme y sea
alternativa de fuentes de empleo.
El proyecto también tiene otro enfoque que permite no solo poder desarrollar este
tipo de producto sino que a futuro se desarrolle otros productos o servicios que
son necesarios realizar como son:

Diseño de sistemas de manufactura (Previa simulación)
•Procesos digitales como el CAD/CAM
•Procesamiento de materiales y ensambles avanzados
•Automatización de procesos
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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METODOLOGIA
El desarrollo del proyecto se establecen diversas actividades que se han
desarrollado con la participación de integrantes y colaboradores las cuales se
definen de la siguiente manera:
1. Realizar un análisis de la cantidad posible de pintarrones que se utilizan en
actividades académicas y definir la capacidad de producción y dimensionar
el tipo de equipo.
2. Identificar la diversidad de tamaños y formas del pintarron y establecer el
procedimiento de recolección, la cual se establece en primer instancia en la
universidad e inclusive este proyecto aporta en otro plan de trabajo que la
UTTEC está participando que es la obtención del distintivo denominado
Empresa Socialmente Responsable.
3. Establecer el método de limpieza de los plumones y quitarles la marca y
proponer una marca propia, para que sean utilizados con higiene y que
después sean rellenados y evitar tener problemas con las empresas que
los venden en el mercado. Además del análisis de los costos de
recolección, limpieza, rellenado y distribución.
4. Desarrollo de la formulación de la tinta mediante experimentación de
mezclas de sustancia propias para su desarrollo.
5. Diseño de la máquina automática para el desarrollo del proceso
automatizado de rellenado. Mediante el diseño del sistema mecánico,
control eléctrico vinculado con el control electrónico para poder manipular el
sistema neumático.
6. Construcción del prototipo considerando los sistemas del punto 5.
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
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Cronograma propuesto para ejercer los recursos solicitados.
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
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Descripción de los montos ejercidos al 31 de enero de 2012 y
porcentaje de cumplimiento en cada uno de los rubros del proyecto.
Descripción del recurso
solicitado
para
el
proyecto
Bibliografía
especializada
Equipo de laboratorio
para el desarrollo de la
tinta y otros productos
Software para el diseño
y simulación de plantas
industriales
Materiales
para
el
Desarrollo del prototipo
Participación
en
congresos en el área
de especialidad
Artículos obtenidos
Monto
solicitado



$10,000.00
$5,272.00
100%
$80,000.00
$90,277.00
100%
14 libros
3 libros electrónicos
Microscopio a 1000 x,
con cámara digital de 9
MP y software de
medición y video.
 Viscosímetro rotatorio
 Refractómetro manual
 Materiales
químicos
para la formulación de la
tinta
Se adquirió:
 Software de diseño
denominado Solid Edge
(50 Licencias)
 Software de simulación
de plantas industriales
E-factory (50Licencias).
 El proveedor además
ofrece
Software
de
manufactura NX
 Accesorios mecánicos:
Estructura de aluminio y
cadena
Está en
proceso de
adquisición:
 Equipo y componentes
neumáticos.
 Material eléctrico.
 Material para el equipo
de control electrónico y
PLC
Se inscribió a 2 ponentes al
CTES 2013. Para la
publicación
de
una
Ponencia para difundirla en
Hispanoamérica. Se obtuvo
Monto
ejercido
%
de
cumplimiento
La
institución
aporto
$10,277.00
$100,000.00
$99,760.00
100%
$100,000.00
$21,624.58
22%
$5,000.00
$3000.00
100%
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desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
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el Registro ISBN: 978-6078254-60-6, y En revista
ISSN 2007-2619
Registro de patentes
Aun no se ha solicitado $5000.00
nada.
Sumatoria
$300,000.00
$0.00
0%
$215,933.58 70%
Falta por ejercer la cantidad de $84,066.42 principalmente en el rubro de
construcción del prototipo y en registro de patentes. En monto ejercido a la
fecha representa el 72% del monto total asignado
Las actividades realizadas del proyecto comprenden la ejecución de 5 metas
completas. Parcialmente el rubro de prototipo se tiene un avance del 22%, falta
por concluir una vez que lleguen los materiales faltantes. Y cuando se termine
se podría proceder al trámite de registro de patente. Globalmente esto
representa el 70% de avance en el proyecto global.
Es importante mencionar que se ha fortalecido el programa académico de
procesos y sistemas industriales al adquirir software de diseño y simulación de
vanguardia con 50 licencias lo que permite equipar 2 laboratorios para
atención a alumnos.
CAPITULO 1. PRESENTACION DEL AVANCE EN EL PROYECTO.
1.1 Análisis de demanda de pintarrones en la zona cercana a la UTTEC
que se pueden reutilizar e impacto ambiental.
Primeramente se debe de verificar en la zona cercana a la Universidad Tecnológica de Tecámac,
la demanda de pintarrones que son utilizados en las escuelas .
ANALISIS DE DEMANDA, E IMPACTO AMBIENTAL, DEL PROYECTO DE RELLENADO DE
PLUMONES PARA PIZARRON BLANCO
Elaboró :Cuerpo Académico de Procesos y Sistemas
Industriales
Universidad Tecnológica de Tecámac
Estadística de Profesores que laboran en la Universidad Tecnológica de Tecámac Ciclo 2011-2012 y
Escuelas cercanas
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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Nombre de la Institución
Universidad Tecnológica de Tecámac
ConalepTecámac
CECyTEM "Tecámac"
CBT No. 2
CBT No. 1
EPO No. 22
EPO No. 37
ConalepTizayucaHgo.
CECyTEH "Tizayuca" Hgo.
Escuela Secundaria Oficial No. 103
ESTIC No. 23 "Felipe Villanueva"
ESTIC No. 22
Secundaria Base Aérea
Sumatoria
Consumo de plastico de PVC en kg
No. de
Profesores promedio
pintarrones/profesor
que laboran
a la semana
200
45
50
40
40
35
35
40
40
50
40
30
40
UTTEC(Kg)
Desecho en kg de plastico/mes,
considerando 10 gr/plumon
Pintarrones
consumidos al mes
2
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1
1
1
1
Medio Superior (Kg)
16
1600
270
300
240
240
210
210
240
240
200
160
120
160
4190
Secundarias (Kg)
19.5
Desecho en kg de plastico/año,
considerando 10 gr/plumon
192.00
234.00
Total de kg de plástico en la zona cercana a la UTTEC que se evitaría desechar
/año
6.4
76.80
502.80
Análisis del impacto ambiental del Proyecto
Beneficios al ambiente en la zona cercana a la UTTEC
Se deja de desechar polietileno de
alta densidad/Año
502.80
Kg/año
Piezas de Pintarron que no van a la
basura
50,280
Pintarrones
De diversas marcas
de pintarrones
Volumen de desechos (0.04032dm 3
Se considera el
3
/pza)
2,027.29
dm
volumen sin tapon
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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Fieltro interior que no se desecha y
se reutiliza
Tapones de Polietileno de alta
densidad
50,280.00
piezas
50,280.00
piezas
es un material de
compuesto de
poliester
Tapones de diversos
colores y formas
1.2 Estrategias de recolección de pintarrones para reutilizarse
Las estrategias de recolección se establecen mediante dos formas, las cuales son:
1.2.1 Establecer un programa de servicio social
Establecer un programa de servicio social que les permita a alumnos de bachillerato y nivel
universitario una cuota de recolección de 20 pintarrones/semana que durante un periodo
mensual se podrían recolectar 80 pintarrones/mes y durante un periodo de 6 meses se lograría a
recolectar 480 pintarrones/semestre. Los TSU de la UTTEC en 4° Y 5° cuatrimestre tienen cumplir
con este requisito. Los cuales eligen uno de los 14 programas de servicio social y este programa
seria el 15° por lo que de una población de 1000 alumnos en esos cuatrimestres, si el 7% de esa
población elige este programa tendríamos un total de 70 alumnos que podrían hacer la labor de
recolección, lo cual genera un total de 33,600 pintarrones/semestre, que anualmente será 67,200
pzs/año que al convertirlo en peso es un total de 672 kg/año. La finalidad de este programa es
poder recolectar pintarrones de otras localidades y concentrarlo en la UTTEC.
1.2.2 Ofrecer a la venta la tinta por color (negra, azul, verde y roja). Con una jeringa
para que el mismo usuario que desee pueda recargar su pintarron cuando lo desee.
Esta estrategia permitirá que se pueda expandir el mercado, para ello necesariamente es
indispensable el registro del modelo de utilidad de la tinta para no tener problemas del
tipo legal con los fabricantes de pintarrones y ofrecer esta tinta con marca propia. Ya
que quedara a juicio del usuario de reutilizar su pintarron o comprarse uno nuevo cuando
así lo requiera.
1.3 Calculo de capacidad de producción de la maquina
De acuerdo a los datos de la demanda sumando la recolección de escuelas cercanas de 50280
piezas + 67,200 piezas recolectadas con servicio social = 117,480 piezas recolectadas /año ,se
determina una capacidad de producción para la maquina con una eficiencia del 80% en un turno
de 8 horas descontando una hora de comida laborando 5 dias por semana. Y calculando la
producción por hora.
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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Calculo de la velocidad de producción de la maquina
117480 Pzs/año
71390
3399.52381
5.95
571.3485394
9.522475657
0.105014708
6.300882477
pzs /mes
pzs/dia
hr efectivas/turno
pzs/hora
pzs/minuto
min/pza
seg/pza
Se suman la recolección en escuelas 50280 pzs/año +
recolección con serv. Social de 67200 pzs/año
Considerando 21 diashabiles /mes
considerando 7 hr efectivas y 80% de eficiencia
se puede redondear a 10 pzs/min
Ritmo de producción de la maquina
1.4 Descripción de la bibliografía adquirida
Se Adquirieron 14 libros impresos de diferentes temáticas tales como: Áreaquímica
Diseño estructural, diseño de maquinaria, uso de software especializado en el diseño de
bases de datos como es el JAVA y 3 libros electrónicos. Estos últimos se pueden proyectar
y consultar más fácilmente mediante un software especializado para administrar libros
electrónicos. Todos estos libros son para la consulta de los integrantes del cuerpo
académico y personal docente que los requiera.
Se enlista los títulos de libros adquiridos y sus costos correspondientes
Título de libro
Costo
El recetario Industrial
$765.00
DISENO ESTRUCTURAL DE CASAS HABITACION, Gabriel Gallo Ortiz,Alfonso $250.00
Olvera Montes ,Luis Espino Márquez, 3a. Edicion. Año 2011
EBOOK: VS-EBOOK DISENO DE MAQUINARIA, NORTON, ISBN:
$ 560.00
9781615021703, Fecha publicación: 08-2010, Edición: 04, Formato: Libro
electrónico
E-BOOK PROGRAMACION EN C/C++, JAVA Y UML, JOYANES, ISBN:
$ 470.00
9781615022595, 1a. Edición, Año 2010, Libro Electrónico
Introducción a la programación con java, John Dean,RayDean, Primera
$427.00
edición, año 2009, Editorial McGraw Hill.
E-BOOK, INGENIERIA ECONOMICA, BLANK, Año 2008, Editorial.
$208.00
Macgrawill, 6a. Edición. Formato: libro electrónico.
Electronica digital en la practica
$ 228.00
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desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
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Gran libro de solid Works, Oficce profesional
Solid Works Simulation
Manual de formula matemáticas física y química (2 libros)
Electrónica de potencia, principios fundamentales y estructuras básicas
Mantenimiento Planeación Ejecución y control
La cadena de suministro
Simulación con software arena
Planeación y control de la producción
Control estadístico de la calidad y seis sigma
Total de monto ejercido en Bibliografía
$ 412.20
$ 295.20
$ 356.40
$ 340.20
$ 376.20
$ 205.20
$ 362.70
$ 377.10
$ 316.80
$ 5,272.00
1.5 Determinación de la formulación de la tinta (sustento de la
experimentación)
o
Determinación del tipo de equipo que es necesario para el desarrollo de
experimentos con la tinta
El estudio que se lleva a cabo es sobre las tintas utilizadas para utilizar los
pintarrones que son utilizados por el profesor y que en un momento determinado
este pintarron ya perdió su efecto de pintar, el objetivo es el producir la tinta para
inyectarse al plumón que ya no tiene uso y se vuelva a utilizar.
Describo información de lo que es su marco teórico sobre lo que se estudia de las
tintas.
¿Qué es una tinta?
Una tinta es una mezcla homogénea de materia colorante, resinas, disolventes y
algunos aditivos cuya finalidad es reproducir una imagen sobre un soporte
mediante un proceso de impresión.
Los ingredientes utilizados en la fabricación de las tintas de imprentas, se pueden
dividir en tres grupos principales:
 Fase continua: vehículos y barnices.
 Fase dispersa: pigmentos.
 Aditivos: secantes y ceras.
Las tintas están formadas por:
Sustancias colorantes que a su vez pueden ser:
A.1. tintas o colorantes que son sustancias solubles en el vehículo.
A.2 Pigmentos. Sustancias que no son solubles en el vehículo si no que se haya
dispersas en él en forma de finas partículas.
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
13
Vehículos. El medio en el cuál se encuentra disuelto el colorante o disperso al
pigmento, se llama vehículo. El vehículo se encarga de trasportar la materia
colorante desde el tintero de la máquina de imprimir hasta el soporte además de
cumplir su misión de dispersar o disolver.
Cuando la tinta entra en contacto con el soporte el vehículo actúa como agente
filmógeno, es decir asegura la fijación definitiva del colorante o del pigmento sobre
el soporte mediante procesos que constituyen el secado.
Los componentes más importantes del vehículo.
Aceites secantes:
- Aceites secantes: Aceite de linaza, de ricino.
- Aceites minerales, procedentes de la destilación del petróleo.
- Resinas, que pueden ser naturales, como la del pino, o sintética.
- Disolventes orgánicos: benceno, alcohol
- Aditivos. Con misiones específicas en la tinta como acelerar el secado, evitar
malos olores etc...
Los propietarios físicos y características generales que adquiere una tinta, están
determinados por:
- Formulación y desarrollo de la tinta. Tipo y proporción de materias primas que
intervienen en su composición.
- Producción método seguido en la elaboración de la tinta.
- Aplicación sistema de aplicación, soporte, condiciones de secado etc...
Clasificación de las tintas.
Tintas líquidas. Son tintas de baja viscosidad, su secado se produce
principalmente por la evaporación de los disolventes que contiene.
En algunos casos también intervienen otros mecanismos de secado:

Absorción

Precipitación

Reticulación por calor. Forma de secado. Le da energía directa a la tinta, en
forma de radiaciones, se seca antes.
Las tintas líquidas se aplican en:

Huecograbado. Generalmente se deposita más cantidad de tinta que en
flexografía, y ello obliga a la utilización de disolventes de evaporación más rápida
utilización de disolventes de evaporación más rápido.
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desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
Elaborado por: Cuerpo Académico de Procesos y sistemas Industriales
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Tintas para serigrafía. Intermedia entre las otras dos, ni muy grasas ni muy
líquida.
Componentes de las tintas.
Los pigmentos son sustancias insolubles que se presentan en formas de finísimas
polvo. Tienen la propiedad de dispersarse en el barniz o en el vehículo.
Los colorantes son sustancias solubles en el medio en el que se utilizan:
alcoholes, hidrocarburos y otros disolventes. Así por ejemplo las tintas de hueco
utilizan colorantes solubles en hidrocarburos como el tolueno o el xileno; en
flexografía se utilizan colorantes solubles en alcohol.
La característica esencia de las tintas que emplean colorantes es su
transparencia.
. Resinas. Son las encargadas de proporcional brillo a la tinta. Inicialmente se
usaban resinas naturales con la colofonia (resina que procede de los pinos). Pero
hoy en día, se utilizan fundamentalmente resinas sintéticas. Según el tipo de tinta
se emplean diferentes tipos de resinas:
- Resinas de hidrocarburo, y resinas fenólicas, permiten una excelente colocación
de la tinta sobre el soporte y dan un brillo bastante bueno.
- resinas alquímicas. Son fundamentales para la correcta impresión y
comportamiento de la tinta en presencia del agua. Estas resinas son las que
condicionan el equilibrio agua-tinta en la máquina.
Disolventes. Es aquel líquido que tiene la propiedad de disolver a la resina. Los
disolventes son unos de los principales componentes de las tintas líquidas. Las
tintas líquidas pueden ser, en base agua, donde el disolvente mayoritario es el
agua y en base disolvente donde los disolventes más utilizados son:
- Alcoholes- Esteres- Cetonas- Hidrocarburos
Las características que tienen que cumplir los disolventes son:
- Solubilizar totalmente las resinas que se quieren utilizar.
- Ser económico y fácil de encontrar en el mercado.
- Evaporarse rápidamente
- Tenerse una baja retención en la capa impresa
Las principales funciones del disolvente además de disolver la resina son formar el
vehículo que transportará la materia colorante y dar a la tinta la fluidez necesaria
para poder ser impresa.
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desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
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Aditivos. Se añaden a la tinta para modificar alguna de sus propiedades. Pueden
subdividirse en:
Aditivos añadidos por el fabricante y aditivos añadidos por el impresor.
Los aditivos añadidos por el fabricante son:
Ceras. Son productos químicos para que la tinta tenga una solidez adecuada y
para aumentar su resistencia al rozamiento. En cambio son las responsables de
que las tintas tengan menos brillo.
- Correctores de viscosidad y del tiro.
Los productos añadidos en el taller son:
- Suavizantes. Sirven para recluir el tiro y la viscosidad de la tinta, además de
funcionan con pasta anti arrancado.
- Pasta anti repinado. Actúa aumentado de 10 a 15 veces la medida inicial de sus
partículas y sirviendo de soporte para el siguiente pliego. Una vez que ha cumplido
su misión, es absorbida por la misma tinta o por el papel.
La valoración de las características ópticas de una tinta se tiene que efectuar
sobre una superficie impresa comparándola con un impreso o con otra tinta
aplicada en las mismas condiciones. Las más importantes son:
* Tonalidad. Es el color que presenta una tinta impresa sobre un determinado
soporte.
La tonalidad puede ser:

Tonalidad en masa. Es el colore de la tinta aplicado en capa gruesa.

Tonalidad en degradé. Es el matiz de la tinta obtenido por extensión en grosor de
creciente.
* Intensidad. Es la fuerza de color de una tinta. Una tinta es tanto más intensa
cuanto mayor es la fuerza de color que ofrece. A intensidad depende la cantidad
de pigmento. Cuando rebajamos el color con blanco o con blanco o con barniz
atenuante disminuimos la intensidad de la tinta.
* Nitidez de tono. Es una percepción visual que corresponde a una sensación de
color lo más viva posible. Depende de la calidad de los pigmentos utilizados. Las
mezclas de colores comportan una pérdida de nitidez.
* Brillo. Es la evaluación visual de la luz reflejada por la tinta impresa.
* Poder cubriente. Es la capacidad que tiene una tinta de cubrir por completo un
soporte. Está estrechamente relacionado con la opacidad y viene determinado por
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
desarrollo el proceso de producción automatizado para el rellenado de los mismos”
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16
los pigmentos incorporados en la formulación. Los pigmentos minerales son los
que tienen una mayor opacidad.
Propiedades reológicas.
La reología estudia los materiales fluidos y sus deformaciones. Los materiales
fluidos siguen las leyes del flujo. Las principales propiedades reológicas son: Tixotropía. Las tintas presentan una viscosidad acentuada cuando se mantienen
en reposo durante cierto tiempo. Al agitarlas se vuelven más fluidas y cuando
dejamos de agitar regresan a su estado inicial.
Viscosidad. Es la resistencia que presenta los líquidos a fluir.
Si una determinada concentración de pigmentos una composición de resinas o un
tipo de vehículos permitirán su utilización en máquina y sobre un soporte que
determinado.
Temperatura.
La temperatura tiene una gran influencia sobre los comportamientos de los fluidos
y modifica muchísimo la relación entre la fuerza aplicada y la respuesta del líquido.
Mientras mayor es la temperatura de un líquido mucho menos es su viscosidad.
Resistencia a los agentes químicos.
Por resistencia específica de una tinta a los agentes químicos se entiende aquella
que ofrece una muestra a la acción de oxígeno del aire, humedad, contaminación,
etc.... El examen de la resistencia que ofrece la tinta el agente químico específico
deberá efectuarse sobre una muestra impresa en el soporte final.
Mecanismos de secado de las tintas.
El secado es la operación a través de la cual la tinta pasa del estado viscoso al
estado sólido, es decir, seca al tacto. Los procesos físicos o químicos que
intervienen deben fijar sólidamente la tinta al soporte.
Secado por evaporación Se entiende por evaporación de una sustancia el paso
del estado líquido al estado gaseoso. La evaporación de un líquido depende de su
naturaleza. Hay líquidos mucho más volátiles que otros. La evaporación se ve
favorecida por la circulación de aire aplicación de calor.
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Las tintas de huecograbado se secan por evaporación, su vehículo está
compuesto fundamentalmente por resina y disolventes. Inmediatamente después
de la escritura este disolvente se evapora y deja fijada en el soporte.
Cuando la tinta ya está en el pizarrón, interesa que se seque lo más rápido
posible.
Experimentación de la producción de tintas para los pintarrones
1.- Experimentación con pigmentos inorgánicos, resinas orgánicas, solventes, de
deferentes clases, sin obtener resultados adecuados en su secado.
2.- Experimentación con pigmentos orgánicos, con resina orgánica, solventes
polares, la estabilidad fue mejor sin embargo la evaporación y el secado en el
pizarrón, presenta mancha al borrar.
3.- Experimentación se hará con pigmentos solubles en agua y mezcla de alcoholcetona y resina orgánica, en principio presenta mejor resultado de los dos
experimentos anteriores.
Experimentos pendientes por realizarse:
4.- Experimentación con tonalidades diferentes y someterlo a prueba en el
refractómetro para verificar la cantidad de pigmento de resina y solvente.
5.- Mediante el uso de viscosímetro se verificaría la viscosidad de la composición
de los elementos de la formula.
1.5.3 Listado de materiales químicos solicitados en el desarrollo de la tinta
1
Etilenglicol
LTS
3
2
Glicerina
LTS
2
3
Alcohol isopropilico
LTS
5
4
Agua bidestilada
LTS
20
5
Ácidoacetilico concentrado
LTS
2
6
Goma Laca
LTS
1
7
Alcoholetílico 96°
LTS
5
8
Acetona
LTS
5
9
Negrosina (Anilina)
GR.
250
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18
Trementina
KG.
1
250
12
Anilina verde
Fucsina
GR.
GR.
250
13
Negro de humo
GR.
500
14
Colorante básico universal azul
KG.
1
15
Parafina
KG.
1
10
11
CAPITULO 2.DISEÑO DEL PROTOTIPO
2.1 Desarrollo de las ideas propuestas en el diseño mecánico para
determinar los accesorios de montaje , y sistema neumático.
Se trabajaron ideas de diseño de la maquina rellenadora de pintarrones, en
primer instancia el diseño mecánico de las diversas partes que integran la
maquina, se presentan tres propuestas las cuales se describen a continuación:
Propuesta No. 1. Diseño de proceso de rellenado tipo carrusel.
En una primera intensión para el desarrollo de la rellenadora de marcadores, se
realizo una propuesta de rellenado de marcadores en forma individual, partiendo
de retirar el tapón del marcador, después la punta y por ultimo sin desmontar el
cartucho de tinta original inyectar la tinta para la recarga y volver armar el
marcador.
A continuación se muestran las imágenes de cómo se desarrollaría dicha
propuesta.
Como podrá apreciarse se considero un plato con guías donde correrán mordazas
de sujeción para la realización de las actividades de rellenado.
En la primera fase se retira el tapón por medio de dos mordazas que se desplazan
para este efecto, como se puede apreciar en la figura 1.
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Fig. 1Retirada del tapón
En una segunda fase se pretende retirar la punta, como se puede observar en la
figura 2.
Fig. 2 Retira de la punta de trazo
En una tercera fase se inyectara la tinta correspondiente al color que se esté
rellenando, en forma directa al cartucho original, véase fig. 3.
Fig. 3 Inyección de la tinta al cartucho original del pintarron.
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En la siguiente parte se agrego el plato guía superior para acomodar las mordazas
correspondientes y se agrego una resbaladilla de alimentación de marcadores
donde se pretende alimentar a la mordaza principal para el proceso de rellenado.
Fig. 4 Alimentación de marcadores
A en la figura 5 se muestra el plano del ensamble de la propuesta. En él se
pueden apreciar los elementos principales del diseño del equipo.
Al momento de colocar los elementos de automatización, se tuvo el problema de
que no fue posible acomodar en ese espacio todos los elementos que generarían
el movimiento, por lo que se tuvo que evolucionar el diseño a otra forma que si
permita la instalación de los elementos neumáticos y/o hidráulicos que se
requieran.
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Fig. 5 Plano de la primera propuesta de la rellenadora de pintarrones
Debido a que la primera opción se complico la instalación de los elementos de
automatización se tomo la decisión de cambiar la perspectiva del proyecto, motivo
por el cual se desarrollo la propuesta 2.
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Propuesta No. 2 Rellenado de pintarron por lotes de 10.
En la fig. 6 se puede apreciar el desarrollo de la nueva propuesta, esta consiste en
recargar los marcadores en lotes de diez en diez, es decir, retirar el tapón, la
punta, recargar el cartucho original del pintarron por medio de inyección de tinta
sin desmontar, posteriormente volver armar el pintarron.
Fig. 6 Segunda propuesta de rellenadora
A continuación se muestran los pasos de cómo se desarrollarían las actividades
en el equipo.
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En primer instancia se comenzaría por retirar el tapón en juegos de diez piezas, en
las figuras de 7 a 13, se puede apreciar la secuencia de como el equipo retiraría
los tapones.
Fig. 8 Marcadores se desplazan para botar los tapones
Fig. 9 Se puede apreciar cómo se detienen los tapones para ser retirados.
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Fig. 10 Una vez retirados los tapones se procede al retirado de puntas.
Fig. 11 Aproximación de mordazas de retirar las puntas.
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Fig. 12 Retirado de puntas
Fig. 13 Inyección de tinta a los diez pintarrones.
Como se podrá apreciar los equipos neumáticos propuestos para algunas de las
funciones ya están instalados, lo que permite que se puedan colocar sin ningún
problema.
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También se puede apreciar que se podrán hacer recargas de los pintarrones de
diez en diez piezas, lo que incrementaría la productividad del equipo con respecto
de la opción uno.
Propuesta No. 3 Proceso de rellenado con proceso continuo
Finalmente de opto por un equipo de servicio continuo, donde el pintarron lleve un
viaje de principio a fin sin recurrir a la pérdida de tiempos debida al retorno de
elementos que ocasiona el equipo al volver armar el marcador.
Actualmente se está trabajando con la propuesta 3 para el logro de un proceso
continuo.
El avance que se tiene de la propuesta 3 se muestra a continuación.
En primaria instancia la configuración de espacio y soporte serán más robustos, es
decir, requieren más área de instalación.
Vista isométrica de la maquina re llenadora, incluyendo el sistema neumático, sistema de
transmisión y estructura ensamblada
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Vista Frontal de la maquina
Vista superior de la maquina
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Vistas laterales Izquierda y derecha
En la siguiente página se indica el despiece de los elemento que integran la máquina que
incluye además el nombre de las diferentes partes. De este listado se desprenden las
requisiciones de materiales.
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31
Estructura armada con el aluminio estructural de la maquina
2.2 Determinación de los materiales y equipo para el sistema neumático
No.
DESCRIPCIÓN DEL ARTICULO O SERVICIO
1
2
CILINDRO ISO ANTIGIRO DOBLE EFECTO DIAMETRO 32 * 75 MM
ELECTROVALVULA 5-3 PTOS DE 1/4" A 110 VOLTS
3
U. MED.
CANT.
pza
pza
6
8
ELECTROVALVULA 5-2 PTOS DE 1/4" A 110 VOLTS
pza
2
4
REGULADOR DE CAUDAL ROSCA DE 1/4" A AMNGUERA DE 6 MM
pza
12
5
SENSOR TIPO REED
pza
12
6
BRACKET PARA SENSOR
pza
12
7
CONEXIÓN "T" A AMNGUERA DE 6 MM
pza
6
8
MANGUERA DE 10 MM
mts
10
MANGUERA DE 6 MM
mts
50
VALVULA MANUAL DE CORTE ROSCA DE 1/4" A MANGUERA DE 6 MM
pza
10
pza
20
9
10
11
CONEXIÓN RECTA DE 1/4" A MANGUERA DE 6 MM
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32
SILENCIADOR DE 1/8"
pza
20
UNIDAD DE MANTTO PTOS DE 1/2" CON MANOMETRO Y PURGA NC
pza
1
BRACKET DE FIJACION
pza
1
15
VALVULA 3-2 DE CORTE PTOS DE 1/4"
pza
1
16
FLUJOSTATO DIGITAL CON UN RANGO DE 50-500 Lts/min ptos de 1/2"
Y SALIDA NPN
pza
17
CONEXIÓN RECTA DE 1/2" A MANGUERA DE 10 MM
18
CILINDRO LINEAL CON ACTUADOR ROTATIVO DE 0 A 180 GRADOS
CARRERA DE 50 MM
19
MANIFOLD DE ALUMINIO ENTRADA DE 1/2" Y 10 SALIDAS DE 1/4"
12
13
14
1
pza
3
pza
1
pza
1
2.3 Diseño del sistema de control eléctrico y electrónico.
El sistema de control eléctrico y electrónico debe de controlar el sistema neumático y
sincronizar los movimientos de tal manera que se cumpla la siguiente secuencia de
proceso:
1° Activación de un motor para que haga girar el alimentador que tiene un seguidor para
que dosifique la alimentación de pintarrones a la primera operación.
2° Detectar la correcta posición y si no se cumple con un cilindro de doble efecto y con
giro rotatorio a 180°posicionar el marcador para la siguiente operación.
3° Posicionar para quitar la punta del pintarron
4° Posicionar para Inyección de tinta mediante un dosificador automático.
5° Posicionar para colocación de la punta nueva
6° Posicionar para colocación de tapón.
Con estas condiciones se desarrollan los diagramas de control correspondiente, logrando
determinar el listado de materiales para controlar mediante una tarjeta electrónica que funciona
como PLC y que debe conectarse a una interface para el control del equipo neumático en
coordinación con el motor paso a paso.
En la figura siguiente se describe el diseño virtual de una tarjeta PLC que se instalara en la
maquina.
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33
Tarjeta PLC Microcontrolada
2.4 Simulación de proceso mediante software de simulación E-factory
Una vez realizado el diseño y los planos de taller se procede a una simulación de movimientos que
permite observar a detalle las posibles interferencias y sincronización de los mecanismos y
elementos que interactúan en el proceso. Esto permite modificar distancias, velocidades y
carreras de los cilindros
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Se puede percibir los movimientos en la transmisión de la cadena que es la que moverá los
pintarrones a lo largo de las diferentes estaciones y ejecutar las operaciones en los 6 pasos
indicados previamente.
Vista de detalle del sistema de transmisión con cadena en paso de 1.5 pulgadas
De lo anterior se puede pensar que es una buena opción, pero si se trata de
desarrollar un equipo de producción continua, deberán considerarse otros
elementos, como por ejemplo la aplicación de una cadena de producción la que
permita pasar a los pintarrones de un punto inicial del proceso a punto final de
dicho proceso.
2.5 Evidencias de documentación de requisiciones solicitadas
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CAPITULO 3. PARTICIPACIÓN DE CONGRESO CTES 2013
Con el propósito de difundir el conocimiento así como las diferentes aportaciones en un tema
relevante como es la productividad en la industria y que se pudiera obtener el reconocimiento y
el registro de publicación con ISBN y registro en revista indexada ISNN. Se inscribió al “2°
congreso sobre tecnología y sociedad CTES 2013”. Organizado por el centro de estudios e
investigaciones para el desarrollo docente con registro REINECYT No. 2011/14658 a cargo del
CONACYT.
La ponencia que se pública se denomina “Optimización de la productividad en la industria para
lograr rentabilidad y competitividad”
En esta ponencia participan los siguientes integrantes del cuerpo académico:
Rivas Ramírez Juan Antonio
Rivero Meléndez Paulino José
3.1 Descripción breve de la ponencia
El presente trabajo describe un análisis de información dirigido a micro, pequeñas y medianas
empresas con fines de lucro que les permita primero detectar los problemas o indicadores de
desempeño que quieran mejorar y posteriormente puedan seleccionar más fácilmente la técnica
o herramienta más factible para mejorar su desempeño. Se describe además las diferentes
estrategias herramientas a seguir y los beneficios que se pueden obtener, todas ellas encaminadas
a mejorar la productividad, la rentabilidad y ser más competitivos
Todo esto se verá reflejado en la optimización de su productividad y por consecuencia aumentaran
sus utilidades que se refleja en ganar más dinero.
Por otro lado el ser más productivo, más rentable permite ser más competitivo en los mercados,
ya que se puede ofrecer calidad, precio, flexibilidad y confiabilidad en los servicio ofrecidos.
Es muy importante que las empresas logren ser exitosas y puedan incursionar masivamente en el
mercado mediante el uso de páginas web. Lo que les permite más posibilidades de venta y por
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consecuencia sostenerse en un mercado globalizado cada vez más competitivo. Los beneficios de
alcanzarlo son muchos entre ellos se encuentra el bienestar de sus colaboradores al ofrecerles
mejores salarios como consecuencia mejoran el nivel de consumo y esto a su vez genera más
empleos que tanto nos hacen falta en varios países de la américa latina como México que
actualmente tiene un 5% de desempleo y 30% de empleos son generados en
la economía informal.
El registro ISBN asignado es 978-607-8254-60-6, la conferencia está registrado en el Libro 10
Enero Junio 2013 denominado “Perspectiva Académica e innovación Tecnológica” en sala B
“Derechos humanos fundamentales y nuevas tecnologías” ponencia número 4.
Para consultar el libro se ingresa mediante la siguiente liga de web.
http://www.ride.org.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=81
En el caso de la revista indexada corresponde el registro ISNN 2007-2619
Y aparece de la siguiente manera.
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3.2 Reconocimientos del congreso
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41
DOCUMENTACION COMPROBATORIA DEL PROYECTO.
Dictamen de aprobación por parte de Promep
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43
“Desarrollo de formulación de la tinta para el rellenado de plumones para pintarrón y
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44
Prorroga autorizada por Promep para la entrega final de resultados del
proyecto
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45
Cronograma para ejercer los recursos
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46
Requisiciones de compra
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48
REFERENCIAS

Manual equipo lineal y de ensamble de la empresa:Rexroth Bosch Group.
Presentado en “DVD”.

ColumbianChemicalsCompany. Información de negro de humo Raven para
aplicación en tintas, 2010. USA

Diccionario enciclopédico popular ilustrado Salvat, 1995

Journal of Chemical Education. Chemical composition of fountain penink,
Martin Gil J, Ramos Sanchez MC. 2006

http://www.snie.sep.gob.mx/estadisticas_educativas.html,(Estadísticas
históricas
por Escuelas. Alumnos y Maestros, según el nivel educativo desde 1893 a
2010 Nacional). Accesado el 04 de noviembre de 2010.

Catalogo digital SMC, Worldwide leading experts in pneumatics

http://www.smc.eu/portal/WebContent/digital_catalog/jsp/view_lines.jsp?tree_options=
tree_basket_v2.js&box=box_basket_v2.jsp, utilizada el 17 de julio 2012

Catalogo digital festohttp://www.festo.com/pnf/es-mx_mx/products/catalog,
utilizada el 17 de julio 2012
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