Los siguientes son principios importantes a tener en cuenta con respecto a la extrusión.Deberían ayudar a ahorrar dinero, producir productos de mayor calidad y utilizar los equipos de manera más eficiente.
1. El principio mecánico. La mecánica básica de la extrusión es simple: un tornillo gira dentro de un cilindro y empuja el plástico hacia adelante.Un tornillo es en realidad un plano inclinado, o rampa, enrollado alrededor de un núcleo central.La intención es multiplicar la fuerza para que se pueda superar una gran resistencia.En el caso de una extrusora, hay tres resistencias a superar: el roce de las partículas sólidas (la alimentación) contra la pared del cilindro y entre sí en las primeras vueltas del tornillo (la zona de alimentación);la adhesión de la masa fundida a la pared del barril;y resistencia a fluir dentro de la masa fundida a medida que se empuja hacia adelante.
Sir Isaac Newton explicó que si algo no se mueve en una dirección determinada, las fuerzas que actúan sobre él están equilibradas en esa dirección.El tornillo no se mueve en dirección axial, aunque puede girar rápidamente en dirección transversal alrededor de la circunferencia.Entonces, las fuerzas axiales sobre el tornillo están equilibradas, y si empuja hacia adelante con gran fuerza el plástico fundido, debe estar empujando hacia atrás algo con igual fuerza.En este caso, empuja un cojinete detrás de la entrada de alimentación llamado cojinete de empuje.
La mayoría de los tornillos individuales tienen rosca a derechas, como los tornillos y pernos que se utilizan en carpintería y maquinaria.Giran en el sentido contrario a las agujas del reloj, visto desde atrás, mientras intentan salir del cañón hacia atrás.En algunas extrusoras de doble tornillo, dos tornillos giran en direcciones opuestas en un doble cilindro y se entrelazan, de modo que uno debe ser diestro y el otro zurdo.En otros tornillos gemelos entrelazados, ambos tornillos giran en la misma dirección y por lo tanto deben tener la misma orientación.Sin embargo, en todos los casos existen cojinetes de empuje para absorber la fuerza hacia atrás y el principio de Newton sigue siendo válido.
2. El principio térmico. Los plásticos extruibles son termoplásticos: se funden cuando se calientan y vuelven a solidificarse cuando se enfrían.¿De dónde viene el calor para fundir los plásticos?El precalentamiento de la alimentación y los calentadores de cilindro/matriz pueden contribuir, y son críticos en el arranque, pero la entrada de energía del motor (calor por fricción generado dentro del cilindro cuando el motor hace girar el tornillo contra la resistencia de la masa fundida viscosa) es, con diferencia, la fuente de calor más importante. para todos excepto sistemas muy pequeños, tornillos de movimiento lento, plásticos de alta temperatura de fusión y aplicaciones de recubrimiento por extrusión.
Para todas las demás operaciones, es importante darse cuenta de que los calentadores de barril no son la fuente principal de calor durante la operación y, por lo tanto, tienen menos efecto en la extrusión de lo que podríamos esperar.La temperatura del cilindro trasero puede seguir siendo importante porque afecta la mordida o la velocidad de transporte de sólidos en el alimento.Las temperaturas del cabezal y del troquel normalmente deben estar en o cerca de la temperatura de fusión deseada, a menos que se utilicen para un propósito específico como brillo, distribución de flujo o control de presión.
3. El principio de reducción de velocidad. En la mayoría de las extrusoras, la velocidad del tornillo se cambia modificando la velocidad del motor.Los motores suelen girar a unas 1750 rpm a máxima velocidad, pero esto es demasiado rápido para un tornillo extrusor.Si se girara tan rápido, generaría demasiado calor por fricción y el tiempo de residencia del plástico sería demasiado corto para preparar una masa fundida uniforme y bien mezclada.Una relación de reducción típica está entre 10:1 y 20:1.La primera etapa puede usar engranajes o un juego de poleas, pero la segunda etapa siempre usa engranajes y el tornillo se coloca en el centro del último engranaje grande.
En algunas máquinas de movimiento lento (como las gemelas para UPVC), puede haber tres etapas de reducción y la velocidad máxima puede ser tan baja como 30 rpm o menos (con relaciones de hasta 60:1).En el otro extremo, algunos gemelos muy largos utilizados para compuestos pueden funcionar a 600 rpm o más, por lo que se necesita una relación de reducción muy baja, así como una refrigeración muy intensa.
A veces, la relación de reducción no coincide con el trabajo (no se utiliza energía) y es posible agregar un juego de poleas entre el motor y la primera etapa de reducción para cambiar la velocidad máxima.Esto aumenta la velocidad del tornillo más allá de los límites anteriores o reduce la velocidad máxima para permitir que el sistema funcione a un porcentaje mayor de esa velocidad máxima.Esto aumenta la potencia disponible, reduce el amperaje y evita problemas del motor.En ambos casos se puede aumentar el rendimiento, dependiendo del material y de sus necesidades de refrigeración.
Hora de publicación: 04-may-2017