Polimeros, Extrusoras

Extrusión

La extrusión se emplea normalmente para producir varillas, láminas, tubos, recubrimientos de cables, filmes, etc. A partir de granza o polvo de material termoplástico que es forzado a fluir continuamente en estado fundido a través de una hilera o boquillas, al aplicarle presión y calor. Cuando el material sale ya conformado es recogido por un sistema de arrastre de velocidad regulable, que le proporciona las dimensiones finales mientras se enfría y adquiere la consistencia necesaria para poder ser manipulado.

Extrusoras

Las máquinas que más se utilizan en la práctica industrial son las extrusoras de husillo único que, al girar en el interior de una carcasa cilíndrica, extrae el material de la tolva de alimentación, lo hace avanzar a lo largo del cilindro, lo somete a importantes esfuerzos de cizalla a la ves que lo comprimen y lo dosifican a través de un plato rompedor hasta la boquilla. Un ejemplo de extrusoras lo muestra la figura 1.

Figura 1

Otro tipo de extrusoras de utilización más restringida son las extrusoras de dos husillos gemelos, que giran engranados en el interior de un cilindro o barril de sección bilobular. Una de las principales aplicaciones es la extrusión de tuberías de PVC.

En su recorrido a lo largo del interior del cilindro y debido al movimiento relativo entre las superficies del rotor y de la carcasa, el material se mezcla íntimamente, se calienta por efecto no sólo del calor aplicado a la carcasa, sino, sobre todo, por la energía disipada por los esfuerzos cortantes, hasta llegar a plastificarse.

Los husillos de las extrusoras están divididos en zonas que cumplen misiones diferentes, generalmente tres: alimentación, compresión o plastificación y dosificación. Figura dos.

Figura 2

En la zona de alimentación el núcleo del husillo es cilíndrico, mientras que en la zona de compresión es tronco-cónico, disminuyendo la altura de los filetes, con lo que se produce una compresión y cizalladura de del material. En la zona de dosificación el husillo es de nuevo cilíndrico. La longitud total es de 20 a 35 veces el diámetro interno del cilindro D (normalmente entre 25 y 150 mm), de la que de 4 a 6 veces corresponde a la zona de alimentación, de 10 a 14 veces a la compresión y de 6 a 10 veces a la dosificación. La relación de compresión suele ser de 3 a 5. La velocidad de giro suele variar entre 50 y 150 rpm.

El plato rompedor está formado por varias placas perforadas entre las que se disponen tamices metálicos. Sirve para transformar el flujo helicoidal del material en flujo paralelo más regular, homogeneizar más su temperatura, retener cualquier cuerpo extraño o granza parcialmente fundida, y crear una contrapresión, regularizando así el flujo del material por la hilera.

La forma y disposición de la hilera es función de la forma deseada del producto. Si ésta es hueca, se dispone de un núcleo central (torpedo o mandril) que deriva el flujo del material a una corona circular de diámetro interno mayor que el del cilindro de la extrusora, soportado por una serie de aletas, normalmente tres, llamadas patas de araña. El material fluye a su alrededor del torpedo, bordeando las aletas de sujeción y convergiendo hasta alcanzar la hilera, que debe estar suficientemente alejada de as aletas para que el flujo vuelva a ser uniforme, se elimine la distorsión del mismo originada por éstas, soldándose sus líneas de flujo convenientemente. En la boquillas o hilera el material asoma al exterior enfriándose uniformemente. Este extremo de la extrusora se denomina cabezal.

La tolva de alimentación debe disponer de algún sistema de calefacción y/o secado, para cuando se trabaje con materiales higróscopicos, tales como las poliamidas

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