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8/14/2019 El-proceso-de-extrusion-del-plastico.pdf

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El proceso de extrusin del plsticoQu es la extrusin del plstico?, Qu procesos existen para la extrusin del

plstico?

Tema: El proceso de extrusin del plsticoFecha:24-Sep-2007 Fuente:QuimiNet Sectores relacionados:Plsticos,Polmeros

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l plstico se compone de $randes mol*culas +ormadas por la uni"n de otras ms sencillas resulta mu tilen la producci"n, en&ase em.ala/e de mltiples productos l plstico se consi$ue a tra&*s de la reacci"n1umica de deri&ados del petr"leo se moldea mediante el calor o la presi"n

El proceso de extrusin

os termoplsticos se +a.rican utili3ando el e!trusor, una m1uina 1ue procesa estos materiales a materiaprima en +orma de $ranos pe1ue'os se introduce por un em.udo en un ca'"n calentado, donde un cilindrocon rosca de tornillo la transporta a lo lar$o del tu.o

l material se &a +undiendo, por lo 1ue ocupa menos espacio, &a saliendo por un e!tremo Posteriormente,la +a.ricaci"n del plstico se completa mediante dos procesos: la e!trusi"n com.inada con soplado elmoldeo con inecci"n a presi"n

Moldeo con inyeccin a presin
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l material de plstico se calienta hasta el punto de +usi"n, se inecta a una alta presi"n en moldescon re+ri$eraci"n, donde se en+ra se solidi+ica con la +orma del o./eto l molde se construe en dos mitades1ue se separan despu*s de la inecci"n para retirar el artculo de plstico l proceso $enera residuos s"lidos,+iltraciones de aceites hidrulicos la utili3aci"n de aceites de re+ri$eraci"n de herramientas

Extrusin combinada con soplado

a materia prima plstica se +unde se procesa a tra&*s de una .o1uilla ue$o, mediante una serie deoperaciones au!iliares, se o.tienen los productos de material plstico ste proceso inclue la $eneraci"n dedesechos s"lidos, la utili3aci"n de a$ua para el en+riamiento, , en al$unos casos, de disol&entes 1umicos1ue emiten compuestos or$nicos &oltiles responsa.les de la +ormaci"n del o3ono tropos+*rico

Para reali3ar el proceso de inecci"n, se re1uiere de una m1uina inectora, molde, peri+*ricos materiaprima na &e3 de+inido el dise'o, proceso, material, peri+*ricos para la manu+actura del producto, se de.econsiderar el numero de ca&idades del molde, a este es directamente proporcional al costo, tanto del moldecomo de la producci"n de la pie3a

Diseo de moldes extrusin-soplo

Para .uscar pro&eedores o empresas 1ue o+recen el dise'o de moldes e!trusi"n-soplo, solicitar unacoti3aci"n o precio del dise'o de moldes de e!trusi"n-soplo o ms in+ormaci"n, &isite nuestro .uscador de laindustria

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6 .ien, ha$a contacto directo con Consultora en (esarrollo de Proectos para solicitar maor in+ormaci"nso.re dise'o de moldes e!trusi"n-soplo

EXTRUSION DE MATERIAES !ASTI"OS II
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er 859S)6N ( %#59)#S P#S5)C6S )

a e!trusi"n es uno de los m*todos ms anti$uos para dar +orma a los materialesplsticos con per+iles relati&amente sencillos

s un proceso por compresi"n en el cual se +uer3a al material a +luir a tra&*s delori+icio de un dado para $enerar un producto lar$o continuo cua +orma de lasecci"n trans&ersal 1ueda determinada por la +orma de la .o1uilla

(entro de la con+ormaci"n de polmeros, la e!trusi"n se usa ampliamente contermoplsticos elast"meros, pero rara &e3 con termo+i/os, para producirmasi&amente artculos como tu.os, ductos, lminas, pelculas, recu.rimientos dealam.res ca.les el*ctricos, per+iles estructurales como molduras de &entanas puertas

Para este tipo de productos, la e!trusi"n se lle&a a ca.o con un proceso continuoel producto se e!true se corta inmediatamente en las lon$itudes deseadas

Con la e!trusi"n se reali3a el maor &olumen de producci"n de polmeros, a 1ueno se usa solamente para la producci"n de .arras, tu.os, lminas pelculas enmateriales termoplsticos, sino tam.i*n para el me3clado minucioso de todas lasclases de plsticos para la producci"n de $rnulos una di+erencia importantecon las e!trusoras de metales es el uso de e!trusores de tornillo

(os son los m*todos de e!trusi"n utili3ados industrialmente: a; el moldeo pore!trusi"n en hmedo .; el moldeo por e!trusi"n en seco, continuo o calientea e!trusi"n en hmedo la practican solamente un nmero reducido de +irmas,

limitado a los compuestos de nitrocelulosa a nitrocelulosa humedecida conalcohol se coloca en una me3cladora de acero /unto con el disol&ente unplasti+icante se pueden a'adir color pi$mento, me3clando el con/unto hastao.tener una masa homo$*nea l material se cuela, se seca al &aco pararecuperar una parte del disol&ente , +inalmente se amasa en cilindrosdi+erenciales l material plstico se muele hasta 1ue ad1uiera una consistenciaseme/ante a la de /alea para ser moldeado por e!trusi"n hidrulicamente,+ormando &arillas tu.os, o tam.i*n en una +orma ms dura 1ue se pueda cortaren tiras para la m1uina de e!trusi"n del tipo de tornillo n el comercionorteamericano, la m1uina hidrulica se conoce con el nom.re de em.utidora, el de tipo tornillo con el de

l moldeo por e!trusi"n en seco, continuo o caliente, utili3a pol&os de moldeotermoplstico m1uinas de e!trusi"n relati&amente pe1ue'as, de un modelousado antes para otros materiales, principalmente el caucho %uchas de lasdistintas etapas de *ste procedimiento estn su/etas a re$ulaci"n, *sta +orma dee!trusi"n no est normali3ada
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E#UI!OS UTII$ADOS !ARA A EXTRUSI%N DE !&STI"OS

as e!trusoras ms utili3adas, se$n la presi"n necesaria para hacer pasar el plstico +undido atra&*s de la .o1uilla son:

a; !trusoras de despla3amiento positi&o:

- !trusoras de pist"n

- ?om.as de e!trusi"n @.om.as de en$rana/e;

.; !trusoras de +ricci"n &iscosa:

- !trusora de tam.or rotatorio

- !trusora de rodillos

- !trusora de tornillo

Caractersticas de las extrusoras!

Extrusoras de pistn'(stas m1uinas constan de un cilindro 1ue posee elementos de cale+acci"n,la materia prima desciende desde una tol&a al interior del cilindro donde el material es plasti+icadoAste es o.li$ado a pasar a tra&*s de una .o1uilla, empu/ndolo con un pist"n el cual es accionadopor presi"n hidrulica o mecnicaas m1uinas de un pist"n producen pie3as de lon$itud limitada, de.ido a la discontinuidad del

proceso Para +a.ricar per+iles continuos se utili3an las e!trusoras de &arios pistones

)om*as de extrusin'(Son .om.as con al$unos pares de en$rana/es 1ue estn acoplados alo/ados en una carcasa cuando se impulsa un en$rane *ste mue&e el correlati&o l transporte delplstico se de.e solo al empu/e de los dientes so.re el material por el lado de la carcasa lacoplamiento entre dientes asla el lado de descar$a a presi"n, del lado de succi"n l +lu/o dematerial es proporcional a la +recuencia de rotaci"n de los discos dentados o.teni*ndose as un +lu/ode material esencialmente constante

Extrusoras de tam*or rotatorio'( n esta m1uina el material desciende por $ra&edad e in$resapor el *m.olo hasta la cmara, la cual est +ormada por el tam.or rotatorio por el .astidor +i/o o

cuerpo estticol .astidor puede calentarse o en+riarse para controlar la temperatura n la cmara el polmero esarrastrado por el cilindro rotor 1ue lo pone en contacto con las paredes calientes del .astidor con elmaterial pre&iamente +undido, con lo 1ue se e+ecta la plasti+icaci"na homo$eni3aci"n tiene lu$ar en la pe1ue'a hol$ura radial entre el marco +i/o el cilindro 1ue $iral plstico as +undido es separado del cilindro rotatorio mediante una pie3a en +orma de cuchilla la+undici"n, .a/o acci"n de las +uer3as tan$enciales se mue&e hacia la .o1uilla la cru3a


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Extrusoras de rodillos'(Consiste en dos rodillos hori3ontales cuos e/es son paralelos entre s,dichos cilindros son calentados por +uente e!terna $iran en sentido opuestol polmero se alimenta por la parte superior de los rodillos, al atra&esar la hol$ura 1ue e!iste entreestos es sometido a intensos es+uer3os de ci3alla, a la &e3 se calienta pasa +undido a la cmarain+erior &enciendo la presi"n creada en *sta saliendo +inalmente e!trudo por la .o1uilla a cmarain+erior consiste en unas placas laterales, apretadas +irmemente a la super+icie in+erior de los rodillos,con lo cual se con+ina el polmero +undido, *ste no puede salir si no es a tra&*s de la .o1uilla

Extrusora de tornillo'(stas m1uinas constan de un motor un &ariador de &elocidad paraadecuar el $iro del e!pulsor l e!pulsor comprende un tornillo 1ue rota dentro de una camisacalentada e!teriormentel plstico en +orma de $rnulos, pol&o o tiras, es alimentado constantemente desde una tol&asituada so.re el cuerpo, el material pasa por un em.udo al cilindro a medida 1ue a&an3a escalentado, me3clado comprimido , cuando ha conse$uido una consistencia moldea.le, pasa atra&*s de las .o1uillas u ori+icio +ormadora posici"n del cilindro del tornillo es independiente en el proceso de e!trusi"n Por ello se utili3anlas e!trusoras &erticales cuando se tienen espacios reducidos o cuando se re1uieren acoplar &arias

m1uinas para ela.orar productos constituidos por &arios componentesCuando se re1uiere una $ran producci"n se utili3an e!trusoras de &arios husillos a disposici"n elnmero de dichos husillos es &ariada n la maora de los casos los tornillos se encuentranmutuamente en$ranados, entrando las espiras de uno en el canal del otro, con lo 1ue se lo$ra elmo&imiento o.li$ado del material la autolimpie3a de los husillos

DE+E"TOS ,ENERADOS EN E !RO"ESO DE EXTRUSI%N

os productos de e!trusi"n pueden su+rir numerosos de+ectos no de los peores es la +ractura de+usi"n, en la cual los es+uer3os 1ue actan so.re la +usi"n inmediatamente antes durante el +lu/o, a

tra&*s del dado, son tan altos 1ue causan rupturas 1ue ori$inan una super+icie altamente irre$ular

Como se indica en la +i$ura si$uiente, la +ractura de +usi"n puede ser causada por una a$udareducci"n en la entrada del dado 1ue causan un +lu/o tur.ulento rompe la +usi"n sto contrasta conel +lu/o laminar uni+orme en el dado $radualmente con&er$ente

Fractura de la +usi"n, causada por +lu/o tur.ulento en la +usi"n a tra&*s deuna a$uda reducci"n a la entrada del dado
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n de+ecto mu comn en e!trusi"n es la piel de ti.ur"n, en la cual la super+icie del producto searru$a al salir del dado Con+orme la +usi"n atra&iesa la a.ertura del dado, la +ricci"n con la paredproduce un per+il di+erencial de &elocidades a tra&*s de la secci"n trans&ersal, lo 1ue se puedeo.ser&ar en la +i$ura si$uiente sto ocasiona es+uer3ostensiles en la super+icie del material 1ue seestira para i$ualar el mo&imiento ms rpido del ncleo central stos es+uer3os causan rupturasmenores 1ue arru$an la super+icieSi el $radiente de &elocidad se &uel&e ms $rande, se +orman marcas prominentes en la super+icie1ue dan la apariencia de un tallo de .am., 1ue es el nom.re como se conoce a este de+ecto msse&ero

Per+il de &elocidades de la +usi"n al +luir a tra&*s de la a.ertura del dado, elcual puede conducir el de+ecto llamado piel de ti.ur"n

Formaci"n del tallo de .am.

Contraccin del material

as irre$ularidades en la pared de la m1uina e!trusora pueden crear tensiones en la pie3amoldeada as 3onas $ruesas tardan ms en en+riarse 1ue las del$adas puedencausarrechupados, as como contracci"n di+erencial en los plsticos cristalinos Por re$la $eneral los
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plsticos cristalinos moldeados por inecci"n tienen una alta contracci"n, mientras 1ue los amor+osse contraen menosSe de.e e/ercer una presi"n para introducir el material por las 3onas ms estrechas, hecho al 1ue sesuma el pro.lema de la contracci"n del material os polietilenos, los poliacetales, las poliamidas,los polipropilenos al$unos poli&inilos se contraen de 0B0 a 07 mm tras el moldeo osmoldes para *stos plsticos cristalinos *stos amor+os de.en dar ca.ida a la contracci"n delmaterial

MUINA EXTRUSORA DE TORNIO SIM!E

"aracter-sticas principales

l polmero se alimenta en +orma de $rnulos, escamas o pol&o l material se calienta a medida 1uea&an3a a lo lar$o del tornillo se trans+orma en un +luido mu &iscoso hacia la parte media deltornillo

l mo&imiento del tornillo $enera so.re el +luido la presi"n necesaria para hacerle salir por la .o1uilla,en donde toma la +orma deseada #l salir de la .o1uilla el per+il e!truido es en+riado, cortado oenrollado almacenado

# los e!trusores alimentados con polmeros s"lidos se los llama , loscuales reali3an las tres operaciones si$uientes: transporte de s"lidos, +usi"n o plasti+icaci"n delpolmero , +inalmente, el .om.eo o dosi+icaci"n del polmero +undido

n e!trusores de husillo simple, el polmero atra&iesa D estados +sicos: s"lido, me3cla de materials"lido con masa caliente en el e!tremo del ca.e3al se trans+orma en material +undido

Para 1ue la 3ona de .om.eo se llene totalmente con la +undici"n el &olumen de la 3ona de transportede s"lidos de.e ser maor 1ue el de la 3ona de .om.eo ste re1uisito se dicta por la di+erenciaentre el peso del material a $ranel @densidad espon/ada; el peso espec+ico @densidad &erdadera;

de la +undici"nPara &ariar el &olumen del canal se pueden tener D +ormas .sicas del tornillo e!trusor2:

2Delmonte, J. Moldeo de Plsticos, 2da edicin, Barcelona, Editorial Jos Montes, 1987,

449p.

a; 5ornillo de dimetro constante, pero con paso &aria.le entre anillos
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.; 5ornillo con dimetro &aria.le, estrechndose hacia la salida

c; 5ornillo con espacios uni+ormes entre anillos dimetros $radualmente descendentes @tornilloc"nico;

a relaci"n entre el &olumen del canal en el lar$o de la primera espira en la 3ona de car$a el &aloral +inal de la 3ona dosi+icadora se llama coe+iciente de compresi"n @i;

TRANS!ORTE DE S%IDOS

l transporte de s"lidos tiene lu$ar en la primera 3ona del tornillo e!trusor plasti+icador (e.a/o de latol&a de alimentaci"n el tornillo acta como un elemento transportador en donde las partculass"lidas del polmero por acci"n de la pared conductora del roscado se trasladan a cierta distanciaconser&ando su +orma en el sector dado, las partculas indi&iduales, idealmente si$uen traectoriasrectas paralelas al e/e de tornillo

$ONA DE !ASTI+I"A"I%N

s una 3ona en la cual coe!isten polmero s"lido polmero +undido a +usi"n del polmero es$radual os $rnulos s"lidos alimentados por la tol&a se mue&en hacia la .o1uilla atra&esandoprimero la 3ona de transporten cierto punto de *sta 3ona, los $rnulos s"lidos del polmero tocan la super+icie caliente delcilindro, +unden +orman una pelcula de polmero +undido so.re la super+icie del cilindro @+i$ E;durante *sta etapa del proceso la trans+erencia de calor es lenta, a 1ue la masa s"lida porosasituada de.a/o de la pelcula +undida o+rece un po.re paso para el +lu/o de calor

Fi$ E %ecanismo de +usi"n en el canal del tornillo

(onde:

!: ancho de la capa s"lida

=: ancho del canalh: altura del +ilete

d: hol$ura radial

a super+icie del cilindro se mue&e respecto al tornillo @ respecto a la capa s"lida; con lo 1ue se creaun $radiente de &elocidaden la pelcula +undida situada entre la capa s"lida la super+icie del
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cilindro #s el polmero +undido en la pelcula comien3a a +luir hacia el +ilete 1ue a&an3a cuando loencuentre, *ste .arre el +undido lo separa del cilindro @+i$ E .;

l polmero +undido se acumula en un po3o situado en la parte posterior del canal delante del +ilete1ue a&an3a # medida 1ue la capa s"lida se desli3a por el canal se &a acumulando ms material+undido en dicho po3o, el tama'o de *ste aumenta, mientras 1ue el ancho de la capa s"lida &adisminuendo @+i$E c;

as partculas sin +undir son arrastradas por este +lu/o, se encuentran rodeadas de material +undido caliente +unden con maor rapide3 a transmisi"n de calor entre cilindro +undido es .uena de.idoal mo&imiento del +luido una &e3 1ue se ha alcan3ado *ste estado, la +usi"n tiene lu$ar rpidamente

a e!istencia de la capa s"lida en +orma de lar$a pie3a helicoidal e!plica tam.i*n la eliminaci"n delaire atrapado entre las partculas # medida 1ue la capa s"lida +unde $radualmente en la inter+aseha tiempo su+iciente para 1ue el aire atrapado entre las partculas escape hacia el e!terior &a latol&a de alimentaci"n del e!trusor eldes$asi+icador

$ONA DE )OM)EO

Conocida tam.i*n como


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Si solamente e!istiera el +lu/o de +ricci"n de.ido a 1ue el material +undido en los canales del tornillose adhiere a las paredes internas del cilindro al propio tornillo en rotaci"n, el per+il de &elocidadessera apro!imadamente lineal:

Flu/o de +ricci"n

l +lu/o de retroceso se ori$ina por el $radiente de presi"n a lo lar$o del cilindro, este tiende a hacer+luir el material hacia atrs a lo lar$o del canal del tornillol per+il de &elocidades de.ido a este $radiente de presi"n se muestra en la +i$ura si$uiente, dondese o.ser&a 1ue se opone al +lu/o de +ricci"n

Flu/o de retroceso

l +lu/o de p*rdidas lo despreciamos por ser mucho menor a los anteriores Sumandoal$e.raicamente los dos per+iles anteriores, o.tenemos el +lu/o total del material a lo lar$o del tornillo:
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a pro+undidad de canal del tornillo es mu pronunciada en la 3ona de alimentaci"n para permitir supaso entre las $ran3as o pelets otras +ormas de material disminue se$n se acerca a la 3ona detransici"n (e esta +orma la reducci"n contina, $racias a lo cual se +a&orece la e!pulsi"n del aire lacompactaci"n del material @Fi$ 4 a; n la 3ona de dosi+icaci"n, el di.u/o en espiral super+icial

permite 1ue se complete el +undido de los plsticos n el e!tremo del tam.or, una placa rompedoraacta como sello mecnico entre el tam.or la .o1uilla #l mismo tiempo, la placa rompedoramantiene el pa1uete de +iltros en la posici"n correcta arios tamices /untos se denominan pa1uetede +iltro sir&en para eliminar tro3os de material e!tra'o Cuando se o.turan los +iltros, aumenta lacontrapresi"n

a maora de las e!trusoras estn e1uipadas con un intercam.iador de +iltrosl ms tpico consiste en una placa 1ue se despla3a de un lado a otro #l colocar un pa1uete de+iltros en posici"n 1uedan e!puestos los tamices contaminadosntonces, se retiran los tamices sucios se instalan otros nue&os, de manera 1ue el intercam.iador1ueda preparado #l$unas m1uinas estn e1uipadas con una cinta continua de +iltro @a &eces

$iratoria; 1ue se puede controlar automticamente para mantener una presi"n de ca.e3al constantecon independencia de los distintos ni&eles de contaminaci"n del polmero otras condiciones de la&elocidad de +lu/o Io por ho, e!isten sistemas de +iltros auto-limpiantes, 1ue permiten un procesocontinuo sin cam.io de +iltros o una maor duraci"n de los mismos

(espu*s de pasar por la placa rompedora los +iltros, el plstico +undido entra en la .o1uilla 1ue esrealmente la 1ue con+orma el plstico derretido a medida 1ue &a saliendo de la e!trusora a .o1uillams simple es la 1ue consiste en un solo ramal, por donde se e!true un hilo al$o ms $rande 1ue eldimetro de la .o1uilla as 1ue constan de &arios ramales crean &arios hilos simultneamente

Pueden estar hechas de acero sua&e, aun1ue para series lar$as con&iene 1ue sean de acero decromo-moli.deno Con los materiales corrosi&os se utili3an aleaciones ino!ida.les

Se emplean radiadores el*ctricos alrededor del cilindro para +a&orecer el +undido del plstico na&e3 1ue la e!trusora haa com.inado, me3clado +or3ado el material por la .o1uilla, el calor dero3amiento producido por la acci"n del tornillo ser su+iciente para plasti+icar parcialmente el materialSe utili3an cale+actores e!ternos para mantener +i/a la temperatura una &e3 iniciado el proceso

(e acuerdo a las 3onas por las 1ue atra&iesa el material, se tienen los si$uientes componentes:

Componentes principales de una e!trusora
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Jonas por las 1ue atra&iesa el material

Tol.a @hopper; Puede disponer de sistema de cale+acci"n Ho secado para materiales hi$rosc"picos

/' $ona de alimentacin@+eed 3one;: husillo cilndrico Se produce el transporte del material seprecalienta por el ro3amiento entre $ranos

0' $ona de compresin o plasti1icacin@compression 3one;: husillo troncoc"nico a altura de los+iletes del husillo se reduce pro$resi&amente para compactar el material e!pulsar el aire atrapadohacia la 3ona de alimentaci"n

2' $ona de dosi1icacin o *om*eo @meterin$ 3one;: husillo cilndrico
http://4.bp.blogspot.com/-HYRWb-D5N-E/TjmLVHXjhkI/AAAAAAAAA2E/i6x-WNCYXhw/s1600/11.png


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el-proceso-de-extrusion-del-plastico.pdf

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