Extrusión

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Proceso de Extrusión

La extrusión es un proceso usado para crear objetos con un perfil de sección transversal fija en donde un material es empujado o jalado a través de un dado con la sección transversal deseada. Las dos ventajas principales de este proceso sobre otros procesos de fabricación son su capacidad de crear secciones transversales muy complejas y trabajar con materiales frágiles (quebradizos) ya que el material sólo se somete a esfuerzos de compresión y de fricción. También forma partes con un excelente acabado superficial.

La extrusión puede ser continua (produciendo teóricamente una pieza indefinidamente larga) o semi-continua (produciendo muchas piezas). El proceso de extrusión se puede hacer con el material caliente o frío.
La extrusión no es sólo para las resinas plásticas, otros materiales comúnmente extruidos son metales, polímeros, cerámica, cemento, plastilina y productos alimenticios. Los productos de extrusión son generalmente llamados “extruidos”
El proceso de extrusión es un método eficiente de fabricación de perfiles y productos semi-acabados, también conocidas como formas, con grandes espesores de pared y dimensiones. La cartera de productos semi-acabados comprende barras, tubos, placas en una variedad de dimensiones y colores.
Partes que conforman el proceso de Extrusión 

El Diseño del Husillo de Extrusión 

La longitud de un husillo se expresa en términos del rango entre diámetro y longitud (L/D).
Las resinas plásticas cristalinas el uso de un L/D de 24:1 es muy común.
La geometría de los husillo de extrusión puede variar. Los más ampliamente utilizados son los husillos de 3 zonas y los husillos de barrera.

Las 3 zonas consisten en:

  1. Sección de Alimentación
  2. Sección de Compresión o Transición
  3. Sección de Dosificación

La sección de alimentación es la parte del tornillo o husillo en donde el polímero sin fundir entra al cañón. El husillo al rotar mueve el material a lo largo del cañón para que comience a fundir.
En la sección de compresión, se remueven gases tales como el aire y gases emitidos por la propia resina y volátiles como la humedad a la vez que la profundidad del vuelo del husillo disminuye y los gases y volátiles son empujados de regreso en dirección de la tolva.
En la sección de dosificación se genera la presión que permite que el material sea se transportado al área de modelado tal como un bloque o un dado de película.
El rango de compresión de un husillo se calcula dividiendo la profundidad del vuelo en la sección de alimentación y  a profundidad del vuelo en la sección de dosificación.
Tipos de Extrusión 

Extrusión de Lámina y Película

Este proceso se utiliza para la elaboración de láminas de plástico o películas que son demasiado gruesas para ser sopladas. Hay dos tipos de dados utilizados: en forma de T y de gancho. El propósito de estos dados es reorientar y guiar el flujo de masa fundida de polímero a partir de una sola salida circular del extrusor a un flujo liso y plano.

Termoformado

Un proceso de post-extrusión común para lámina de plástico es el termoformado, en donde la hoja se calienta hasta reblandecerla y formarla por presión o vacío a través de un molde en una nueva forma. Cuando se utiliza vacío, esto se describe a menudo como formación por vacío. La orientación (es decir, la capacidad / densidad disponible de la hoja que se puede jalar al molde que puede variar en profundidades típicamente de 1 a 90 cm) es muy importante y afecta en gran medida los tiempos del ciclo de formación para la mayoría de los plásticos.

Co-Extrusión

Co-ExtrusiónEn la práctica muchas películas, láminas, tubos y otras formas son extruídas con varias capas; esto permite la optimización de una amplia gama de propiedades, tales como barrera al oxígeno, resistencia mecánica, etc. Esto se logra por co-extrusión la cual consiste en poner dos o más extrusores alimentando un mismo dado que une las diferentes capas extruídas.



Calandrado

Calandrado copyEl proceso de calandrado, es esencialmente, la extrusión de una masa de material entre pares sucesivos de rodillos co-rotantes, utiliza para fabricar película y láminas a partir de materiales que son sensibles al calor prolongado y al cizallamiento, tal como se encuentran en los procesos de extrusión. Los materiales más ampliamente utilizados con este procedimiento son el cloruro de polivinilo (PVC), co-polímeros de etileno y vinil acetato (EVA), polietilenos de alto peso molecular (PE) y terpolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS).

Esquema del proceso de Extrusión .


Video del proceso.




Acabado superficial del Producto.

La extrusión de tubos y perfiles se define como el proceso de forzar a la resina a pasar por el cabezal dándole la forma deseada. El material extruido se enfría y se solidifica ya que es descargado del troquel a un tanque de agua y luego se corta a tamaño deseado. Antes de este paso, se almacenan los pellets plásticos, usualmente secos, en una tolva antes de ir al tornillo de alimentación . La resina del polímero es calentada hasta el estado de fusión por resistencias que se encuentran en el cañón de la extrusora y el calor por fricción proveniente del tornillo de extrusión. Después del PVC, el Polietileno es el material termoplástico que más se utiliza para hacer tuberías.
Maquinas que se utiliza para realizar el proceso.


Las granzas o pellets son de forma cilíndrica con los bordes en ángulo recto y tienen un buen grado de uniformidad. Los fabricantes de resina y productores de compuestos pueden procesar la más amplia gama de materiales en estos sistemas, de todo, desde poliolefinas sin refuerzos hasta resinas de ingeniería con rellenos hasta el 90% en peso.

En este proceso, una vez transcurrido la extrusión, el grano es cortado aun cuando el plástico no ha solidificado. Una vez cortado el material plástico blando y en estado aun de fluidez, inmediatamente es solidificado con agua fría, con esto se evita la generación de polvo, se consigue un grano de forma regular y se facilita el empaque y transporte del mismo. Para cambiar el tamaño del grano se ajusta automáticamente el volumen de extrusión y velocidad de corte o cambiando el número de cortadores de acuerdo a la salida del extrusor.

Referencia: GT-1297 Descripción: Extrusora, marca Bausano, 2 husillos contra rotantes: 140 mm 28D. Motor: 50 cv, caja de cambios: 6 velocidades. Ano: 2008
Costo estimado.
Para realizar un costo estimado se tendría en cuenta varios factores como la calidad de Extrusión realizada, el tiempo de enfriamiento del producto la calidad de polímero a utilizar y el valor estimado estarían entre los $60 la hora. 
Links para compra o servicio del proceso

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