L'extrusió de plàstics és un procés de fabricació d'alt volum en què el plàstic cru es fon i es forma en un perfil continu. L'extrusió produeix elements com tubs / tubs, trencalls , esgrima, baranes de cobertes , marcs de finestres , films i làmines de plàstic , recobriments termoplàstics i aïllament de filferro.
Aquest procés comença mitjançant l'alimentació de material plàstic (pellets, grànuls, escates o pols) d'una tremuja al barril de l'extrusora. El material es deriva gradualment per l'energia mecànica generada pels cargols de tornejat i pels escalfadors disposats al llarg del canó. El polímer fos es veurà obligat a formar una matriu, que forma el polímer en una forma que es endureix durant el refredament.
Història
Extrusió de canonada
Els primers precursors de l'extrusora moderna es van desenvolupar a principis del segle XIX. El 1820, Thomas Hancock va inventar un "masticador" de goma dissenyat per recuperar els residus de goma processats, i el 1836 Edwin Chaffee va desenvolupar una màquina de dos rodets per a barrejar els additius en goma . La primera extrusió termoplàstica va ser en 1935 per Paul Troester i la seva dona Ashley Gershoff a Hamburg , Alemanya. Poc després, Roberto Colombo de LMP va desenvolupar les primeres extrusores de doble cargol a Itàlia.
Procés
En l'extrusió de plàstics, el material compost en brut és comunament en forma de nulles (comptes petites, sovint anomenades resines) que són alimentades per la gravetat d'una tremuja muntada superior al barril de l'extrusora. Additius com els colorants i els inhibidors UV (en forma líquida o pellet) s'utilitzen sovint i es poden barrejar a la resina abans d'arribar a la tremuja. El procés té molt en comú amb l' emmotllament per injecció de plàstic des del punt de la tecnologia extrusora, tot i que difereix perquè sol ser un procés continu. Mentre que la pultrusió pot oferir molts perfils similars en longituds contínues, generalment amb reforç afegit, això s'aconsegueix estirando el producte acabat d'una mina en lloc d'extruir el polímer en fosa a través d'una mina.
El material entra a través de la gola de l'alimentació (una obertura a la part posterior del barril) i entra en contacte amb el cargol. El cargol giratori (que normalment gira en, per exemple, 120 rpm), obliga les boles de plàstic cap endavant cap al barril escalfat. La temperatura d'extrusió desitjada rarament equival a la temperatura ambient del barril a causa de la calefacció viscosa i altres efectes. En la majoria de processos, s'estableix un perfil de calefacció per al barril en el qual tres o més zones independents d' escalfador controlat per PID augmenten gradualment la temperatura del barril des de la part posterior (on el plàstic entra) cap a la part davantera. Això permet que les boles de plàstic es fonen gradualment a mesura que es col·loquen a través del canó i redueix el risc de sobreescalfament que pot causar degradació en el polímer.
La calor addicional és contribuïda per la intensa pressió i fricció que es produeix a l'interior del canó. De fet, si una línia d'extrusió executa determinats materials amb prou rapidesa, els calefactors es poden tancar i la temperatura de fosa mantinguda per la pressió i la fricció només dins del barril. En la majoria d'extrusores, els ventiladors de refrigeració estan presents per mantenir la temperatura per sota d'un valor establert si es genera massa calor. Si el refredament de l'aire forçat resulta insuficient, s'utilitzen jaquetes de refredament.
L'extrusora de plàstic es talla a la meitat per mostrar els components
A la part frontal del barril, el plàstic fosa deixa el cargol i es desplaça per un paquet de pantalla per eliminar qualsevol contaminant en la massa fosa. Les pantalles estan reforçades per una placa d'interrupció (un disc dur d'un metall gruixut amb molts forats perforats) ja que la pressió en aquest punt pot superar els 5.000 psi (34 MPa ). El paquet de pantalla / muntatge de la placa d'interruptor també serveix per crear una pressió posterior al barril. Es requereix una pressió posterior per a la fusió uniforme i la barreja adequada del polímer, i la quantitat de pressió que es genera es pot "ajustar" mitjançant una variant de la composició del paquet de pantalla (la quantitat de pantalles, la mida del teixit de filferro i altres paràmetres). Aquesta combinació de paquets i paquets de bloqueig també elimina la "memòria rotativa" del plàstic fos que crea, en canvi, "memòria longitudinal".
Després de passar per la placa de trencament, el plàstic fos entra al troquel. La matriu és el que dóna al producte final el seu perfil i s'ha de dissenyar perquè el plàstic fos emeti uniformement des d'un perfil cilíndric fins a la forma del perfil del producte. El flux desigual en aquesta etapa pot produir un producte amb esforços residuals no desitjats en certs punts del perfil que poden causar deformacions després del refredament. Es pot crear una gran varietat de formes, restringit a perfils continus.
El producte ara s'ha de refredar i això s'aconsegueix extreuen l'extruido a través d'un bany d'aigua. Els plàstics són molt bons aïllants tèrmics i, per tant, són difícils de refredar ràpidament. En comparació amb l' acer , el plàstic fa que el foc s'esgoti 2.000 vegades més lentament. En una línia d'extrusió de tubs o canonades, un bany d'aigua segellat es realitza mitjançant un buit acuradament controlat per evitar que el tub o la canonada recentment formada es desplome. Per a productes com ara làmines de plàstic, el refredament s'aconsegueix mitjançant un conjunt de rotllos de refrigeració. Per a pel·lícules i làmines molt fines, el refredament d'aire pot ser eficaç com una etapa de refredament inicial, com en l'extrusió de pel lícula bufada.
Les extrusores de plàstic també són àmpliament utilitzades per reproduir residus plàstics reciclats o altres matèries primeres després de la neteja, classificació i / o barrejat. Aquest material s'extruïa habitualment en filaments aptes per tallar-se a la biga o pellet per utilitzar-lo com a precursor per al seu posterior processament.
Continuarà...
