Manual de Extrusión: Introducción y Tipos de Procesos para Termoplásticos

Manual de extrusión
Introducción a la extrusión
Extrusión de un solo tornillo.
• Alcance del manual
Proceso en el cual un material pasa por
un pequeño orificio o matriz, para
adquirir una forma.
Extrusión simple o de un solo tornillo.
• 65%
• Relativamente más efectivas.
Extrusión de un solo tornillo.

EXTRUSIÓN Y TERMOPLÁSTICOS.
Para la extrusión de termoplásticos hay
algunos pasos:
1. Calentamiento: se eleva la temperatura
del plástico para que pueda ser moldeado.
2. Troquel: En esta sección dentro de la
extrusora se imparte forma. (cortes)
3. Enfriamiento: se disminuye la
temperatura con el fin de que el material
permanezca en la forma dada.
Extrusión de un solo tornillo.

Clasificación de extrusor
Se pueden clasificar a partir de tres especificaciones:
1.
Número de tornillos que tiene.
2.
Diámetro de tornillo en mm.
3.
Longitud efectiva del tornillo.
Ejemplo: 1-60-24
1.
La extrusora es de un solo tornillo.
2.
El diámetro es de 60 mm.
3.
La longitud efectiva de 24 D de tornillo.
Extrusión de un solo tornillo.
CONSTRUCCIÓN DE
MAQUINAS
3
1
Barril
2
Tornillo
4
Calentadores
6
el
5
Transporte
1. Barril
2. Tornillo
Recepción
3. Tolva
Calentamiento/enfriamiento
4. Calentadores
5. Ventiladores
Forma
6. orificio
Extrusión de un solo tornillo.

Equipo de post- extrusión
Este equipo generalmente es mucho más grande que la extrusora, puesto que los
plásticos toman mucho tiempo para enfriarse, este proceso de enfriamiento a
menudo determina qué tan rápido opera el proceso.
Extrusión de un solo tornillo.

PRODUCTOS DE EXTRUSIÓN.
Algunos productos son:
• Materia prima para otros procesos de plásticos:
mezcladores.
• Película de plástico: generalmente se usa para
empaquetar o sellar en bolsas.
• Tubo de plástico: utilizado para gas, agua,
desagües, etc. .
• Alambre y cable con aislamiento de plástico:
utilizado en el hogar y la industria para
electrodomésticos, para distribución de energía
eléctrica, comunicaciones, etc.

Filamentos: se utilizan para cepillos, cuerdas,
cordeles, etc
CO-EXTRUSIÓN
Es un proceso en el que dos, o más, corrientes de fusión se combinan en un troquel para producir
un extruido formado a partir de dos, o más, materiales esto permite la combinación de polímeros
que poseen diferentes propiedades para asegurar un empaque más económico y funcional. A su vez, se
optimiza el consumo de resina cuando se extruye como capa(s) interna del coextruido material
reciclado o materiales de menor costo.
Extrusión ventilada
 Un extrusor
ventilado es un extrusor que
contiene un respiradero, que se utiliza para
extraer volátiles de un material plástico
durante el proceso de extrusión. El contenido de
agua (humedad) y volátiles en un material
plástico puede reducirse aceptablemente
mediante el uso de esta máquina.
EXTRUSIÓN DE DOBLE TORNILLO
Las máquinas de extrusión de doble tornillo son el ejemplo más simple de
máquinas multitornillo. Los dos tornillos pueden girar en la misma
dirección (co-rotación) o pueden girar en direcciones opuestas (contador o
contra-rotación).
Motor de
accionamiento
Caja de cambios
Puerto
de
alimentac
ión
princ
ipal
Down Corriente Alimentar
Extraíble
Tornillos gemelos con elementos
modificables
Secciones de Barril
Extraíbles
Usos de extrusoras de doble tornillo
 Las
máquinas de doble tornillo se utilizan ampliamente para fabricar tubos y
perfiles UPVC (Cloruro de Polivinilo).
 Hoy en día
se utilizan a menudo para componer otros plásticos, o resinas,
con aditivos compuestos para su uso en otras operaciones de extrusión o
moldeo por inyección.
Funcionamiento y Características
están compuestas por dos ensambles atornillados, acoplados y co-rotatorios,
montados sobre ejes estriados ubicados dentro de un barril cerrado. Debido a la
amplia gama de diseños de tornillos y barriles, estos pueden ser adaptados
teniendo en cuenta los requisitos de cada proceso.
Es así que las extrusoras de doble tornillo pueden llevar a cabo los siguientes
procesos: transporte, compresión, mezcla, cocción, calentamiento, enfriamiento,
bombeo, moldeo, etc. con altos niveles de flexibilidad. La principal ventaja de las
extrusoras de doble tornillo es su notable capacidad de mezcla, la cual confiere
características excepcionales a los productos extrudidos y les aporta un
significativo valor a las unidades de procesamiento.
Máquinas co-giratorias o contrarrotativas
Co-rotación
Se utilizan para la extrusión de UPVC
(Cloruro de Polivinilo - No plastificado, mejor
conocido como PVC Rígido).
Ventajas:
- Características positivas de
alimentación y transporte de material
-El tiempo de residencia
-el control de la temperatura del
material dentro de la máquina es
uniforme
Desventajas:
-atrapamiento de aire
-generación de alta presión
-baja velocidad máxima de
tornillo
Contra-rotativa
se utilizan para aplicaciones de composición
particularmente para materiales que no son
muy cortantes, o sensibles al calor
Ventajas:
-Limpieza automática
-las altas velocidades de los tornillos
-las altas salidas
-Menos desgaste de tornillos y barriles
Desventajas:
-El tiempo de residencia
no uniforme puede
provocar la
descomposición de
materiales sensibles al
calor
Máquinas cónicas
Debido a las características positivas de alimentación de las máquinas de
doble tornillo contra-rotativa, las fuerzas generadas son
muy altas,
estas pueden ser tan altas que la falla en el empuje puede ser un
peligro.
El estrechar el diámetro del tornillo desde la sección de alimentación
hasta el troquel puede aumentar el espacio disponible. Por lo tanto,
los tornillos tienen un diámetro más grande en el extremo de
alimentación y el empuje es mayor permitiendo salidas más altas.
Extrusor compuesto
La eficiencia de mezcla de un extrusor de doble tornillo se puede aumentar
incorporando mezcla de elementos a lo largo de los tornillos. Estos y otros elementos
pueden ser ranurados en un eje central para construir la sección de tornillo
requerida.
Por lo tanto, en el proceso, el material puede ser ablandado por calor en una sección
de extrusión, pasado en la sección de mezcla, y luego transportado a otra sección.
ejemplo, en extrusoras devolatilizadoras o máquinas utilizadas para llevar a
reacciones químicas.
cabo
Extrusor en cascada
consta de dos extrusoras de tornillo único donde la salida de la primera máquina se
alimenta del segundo.
Ofrece la ventaja de que cada tornillo puede ser accionado a una velocidad
separada, por lo que su salida puede ser igualada.
Nota:Este tipo de máquina también puede clasificarse
como extrusora ventilada.
Bomba de engranajes

Una bomba de engranajes es un extrusor de doble tornillo muy simple que mueve un
material fluido a través de la acción de dos engranajes de entrelazado.
Placa de disyuntor y Screenpack
Extrusora

se puede utilizar para producir fibras a partir de polímeros ejemplo
poliamides, polipropilenos o PET.
Una bomba de engranajes instalada entre el extremo del cañón y el
troquel de un extrusor de un solo tornillo producirá una alta presión
constante y ayudaría al ahorro de material ya que seria mas rápida la producción
• PROCESOS DE EXTRUSIÓN

Aunque se puede utilizar un solo tornillo o un extrusor de doble tornillo
para producir los productos descritos en esta sección, más comúnmente
se utilizan máquinas de tornillo único, ya que son más simples y más
barato.
Tubo o tubería

Tubo o tubería se extruye a partir de un troquel anular, generalmente montado como una
extensión en línea

Dentro de esta extensión hay un mandril que forma la superficie interna del tubo. La
baja presión de aire generalmente se aplica a través del mandril. El tubo fundido
procede a un arreglo de tamaño que establece su dimensiones y luego a un baño de agua
o una serie de anillos de refrigeración por aire que fijan sus dimensiones.
Pressure
Screen GOído
Transducter CSuspensión PUmp
Des
decir,
Haul-Off Unit Cutting Unit
Tamaño TAnk
Cooling UNit
Película soplada

La película se puede extruir como un tubo de paredes delgadas, enfriada por aire, o
como en rollos refrigerados o en agua. En el proceso de película soplada
Nip (o Pizca) Rollos
Frotar acerca de
Nip Rollos
Marco Supp Lugares D
Cortina de película de
polietileno (Cano
Rollos de
formación
carpa
Guía de
Py)
(Alternativa)
Rueda loca el
Guías Rollos
Golpe
Chico Bl e
Tubo
(Chico Fue)
Línea
de Escarcha
Helada Lin
Windup
Rollo de bailarín de cilindros
Calentadores de placas
de
disyuntor
El Anillo
Resina
Entrada aérea
deExtrusora para
Control de tensión
Mandril
Rollos
Película plana

En la extrusión de película plana, el fundido se extruye a partir de una
ranura recta y se enfría en agua. Ambos sistemas implican un
enfriamiento rápido de la película, después de lo cual se termina en
rollos de despegue. En el proceso de fundición, alta temperaturas se
pueden utilizar debido a la rápida enfriamiento posible con rollos fríos.

Por lo tanto, se pueden lograr tasas de producción mucho más altas que
en el proceso tubular.
Laminación de extrusión

La aplicación de polímeros como el polietileno o el polipropileno para el papel, telas,
láminas metálicas y otros sustratos flexibles es mediante el proceso de extrusiónlaminación .

El material termoplástico se extruye en forma de una película plana a través de una
matriz ranurada.
 La velocidad de salida del extrusor y la velocidad del sustrato controlan
el grosor del recubrimiento aplicado.
 nip-roll = uno de un par o conjunto de rollos para exprimir materiales
(como en un escurridor)
Recubrimiento de alambre
 En el proceso de recubrimiento de alambre, el alambre o un núcleo de
cable agrupado pasa a través de un mandril, montado en una cruceta,
que dirige el conductor centralmente hacia el orificio de la matriz.
 El conductor aislado luego pasa a través de uno o más baños de
enfriamiento a un dispositivo de arrastre, o cabrestante, mantenido a
velocidad constante, y desde allí a un tambor de enrollamiento.
 Los recubrimientos espumados se pueden extruir directamente sobre el
alambre usando un compuesto que contiene un agente de expansión
 La expansión prematura conduce a un producto con un acabado
externo rugoso.
Lámina


La lámina se extruye a través de un troquel cortado (Ver Figura 6.).
Después de dejar el troquel, se enfría gradualmente pasándolo sobre
una serpentina de rodillos refrigerados por agua.
El equipo de extracción está diseñado para evitar la distorsión de la
lámina durante el enfriamiento y para minimizar el estiramiento.
 La lámina en relieve, se produce pasando la lámina extruida entre un
par de rodillos de relieve montados cerca de la matriz. La lámina se
enfría al aire cuando sale del troquel para retener una impresión
aguda.
Perfil

Los perfiles de sección transversal abierta o hueca se pueden extruir a partir
de troqueles especialmente diseñados.

Los troqueles de perfil son frecuentemente complejos y, por lo tanto, difíciles
y caros de fabricar. (Una técnica implica secciones de post-formación
extruidas de troqueles de tubos.)

Un cuchillo montado en la cara del troquel corta el tubo de lámina emergente
y el tubo pasa a una plantilla de modelado y enfriamiento.

El arrastre puede ser del tipo de banda de oruga de goma
Moldeo por soplado de extrusión
 Los artículos huecos (como las botellas) se producen mediante
el proceso de moldeo por soplado. Este proceso normalmente
comienza con la extrusión de un tubo corto de pared gruesa,
o "parisón", de un troquel de tubo montado en una cruceta.
 Se aplica aire al interior del tubo, soplándolo hacia afuera
contra la superficie interna del molde.
 Todas las molduras sopladas por extrusión implican soldaduras
del parisón abierto que son fuentes potenciales de debilidad.
Fibra de la película
 El proceso de extrusión se puede usar para producir fibras o cintas a partir de
película. Dichos productos generalmente se basan en polietileno o polipropileno y
pueden usarse como hilo, cuerda o como un producto tejido (como un saco).
 En la producción de cinta de película, el ancho de la cinta puede disminuir a 1/3
de su ancho de corte original como resultado de este proceso de estiramiento.
 Esto imparte una resistencia significativa a la cinta, en la dirección de la
máquina. El recocido se puede realizar en la cinta antes de enrollarla en
paquetes adecuados para tejer.

IDENTIFICACIÓN DE PRODUCTO
Para facilitar el reciclaje, los productos o componentes son marcados con un
símbolo o término abreviado que identifica sus polímeros componentes.
Leyendas adecuadas para la identificación genérica y el marcado de
plásticos, productos han sido sugeridos por organizaciones de estándares
como la Organización Internacional de Normalización
SEGURIDAD
Esta sección está escrita para ayudar a un operador, que ejecuta una extrusora o
una línea de extrusión, a trabajar de manera segura.
La seguridad es responsabilidad de todos. Es importante que todos los
interesados en un proceso de extrusión aprecia los posibles peligros. Esto significa
que la educación y capacitación en seguridad son muy importantes.
Una nueva máquina
Antes de poner en servicio una nueva extrusora, una persona responsable
debe verificar que la máquina es aceptable desde un punto de vista de
seguridad y se ajusta a códigos y prácticas de seguridad locales y nacionales.
Esto significa escuchar el asesoramiento del proveedor de la máquina,
funcionarios del gobierno local, etc.
Es muy importante asegurar que todos los interesados en el procesamiento de
extrusión desarrollen sentido, actitud responsable, y están capacitados para
aumentar su conciencia de seguridad.
Manipulación de materiales
Debe enfatizarse que la mayoría de los materiales termoplásticos no presentan
problemas durante el manejo normal
Para evitar la contaminación del material no debe tocarse ni manipularse con
la mano desnuda. No permita que ningún material entre en contacto con la
piel o los ojos, particularmente si el material tiene polvo
Al manipular un material termoplástico, el mayor peligro es a menudo uno de
material derramado. El material hace que el piso sea muy resbaladizo y
puede causar lesiones por caída. Por lo tanto, cualquier material derramado
debe recogerse de inmediato y desecharse
Quemaduras
Algunas extrusoras funcionan a temperaturas de hasta 750 ° F / 400 ° C o
más.
Como cualquier temperatura superior a 140˚F / 60˚C es desagradable al
tacto, las quemaduras deben ser reconocido como una fuente común de
accidentes en el procesamiento de extrusión
A las temperaturas de procesamiento empleadas, los materiales
termoplásticos calientes (resinas) se comportan como adhesivos termo
fusibles y pueden ser muy difíciles de retirar de la piel.
Descomposición de Resinas y Humos
Los materiales termoplásticos (resinas) son materiales orgánicos, que
generalmente tienen baja estabilidad térmica A las temperaturas de
procesamiento empleadas pueden fácilmente degradarse para dar
olores desagradables e irritantes.
Pueden producir una gran cantidad de gases nocivos. Tales gases no
deben ser inhalado y tratado como nocivo. Esto significa que si, por
ejemplo, la extrusora del barril está despojado para su limpieza,
debe hacerse en un lugar extremadamente bien ventilado.
Deben usarse guantes, overoles de manga larga y una máscara facial.
Rollos
Son ampliamente utilizados en el procesamiento de extrusión. La brecha entre
ellos, llamada "Pellizcar" o "morder" es muy peligroso, ya que es capaz de atrapar
dedos o ropa causando lesiones graves.
Dichos pellizcos deben protegerse, tratarse con respeto y evitado El cabello largo
debe mantenerse cubierto; corbatas y otras prendas sueltas no deben usarse ya
que también pueden quedar atrapados.
Tenga especial cuidado si tienes que usar guantes ya que estos pueden quedar
atrapados; probablemente sea mejor haga los guantes tan pequeños como sea
conveniente
EL TORNILLO
Normalmente, la única parte del tornillo que ve el operador es la que está
expuesto cuando la máquina se queda sin material, que está en la base de la
tolva.
Parece bastante inofensivo pero es muy peligroso y se eliminará fácilmente tus
dedos. Por lo tanto, mantenga las manos fuera de la tolva y solo póngalas en
esta área de peligro cuando esté convencido de que es seguro hacerlo; cuando
el tornillo se detiene, la alimentación está apagada y la máquina está aislada.
EL TROQUEL O LA BOQUILLA
La parte de la extrusora que el operador ve más durante la operación de la
máquina es la boquilla.
No se acerque al equipo en movimiento y nunca quite una protección o
intente evitar una protección.
Al limpiar o pelar el troquel, asegúrese de que el equipo esté
bloqueado en el modo sin funcionamiento y que la fuente de alimentación
(eléctrica) está desconectada.
OTRO EQUIPO
Los equipos de corte, rectificado, aserrado y picado deben, por supuesto,
estar bien guardado. Por lo general, son los peligros más comunes que
surgen cuando una caja fuerte se ignora
Asegúrese de que el equipo esté bloqueado en el modo sin funcionamiento
y que toda la energía eléctrica está desconectada.
Dispositivos de manejo de trabajo
Un dispositivo de manejo de trabajo, también conocido
como robot, es un elemento de equipo de manipulación de
piezas (PHE). Al proteger un dispositivo de manipulación de
piezas, como un robot, se debe tener en cuenta el área
cubierta por la máquina, la velocidad de funcionamiento
del brazo, la velocidad de aceleración/desaceleración del
brazo, la complejidad de los movimientos involucrados y la
escala de tiempo sobre la que se producen los movimientos.
Equipo eléctrico


La mayoría de los equipos de extrusión
son calentados por elementos de
resistencia eléctrica y por motores
eléctricos. Los armarios de control de la
máquina a menudo se mantienen
bloqueados para proteger al operador
de entrar en contacto con el suministro
eléctrico principal
Reporte los cables o cables dañados o
deshilachados inmediatamente, y no
desconecte el equipos de cables de
tierra. Se deben notificar los enchufes
o conectores dañados.
Guardias de seguridad

Una línea de extrusión contiene maquinaria
peligrosa que debe protegerse
adecuadamente. Los protectores de seguridad
cubren muchos riesgos mecánicos, eléctricos y
de calor, y estos deben mantenerse en su
lugar.

Recuerde: los guardias están ahí para su
protección. La protección de la máquina es
solo una forma de hacer que el proceso sea
más seguro y no debe confiarse en la medida
en que se descuiden la inspección, el
mantenimiento y la capacitación.