Dominando la Extrusión de Plástico: Proceso, Materiales y Aplicaciones Clave

Junto con el moldeo por inyección, la extrusión de plástico es uno de los procesos de fabricación más utilizados para el conformado de plásticos, y el más utilizado para termoplásticos. Se usa para crear objetos con un perfil continuo como tuberías, tubos y perfiles de puertas.

La extrusión de termoplásticos en su forma actual ha existido por casi un siglo, pero sigue siendo una herramienta poderosa para la producción de alto volumen de piezas de perfil continuo. Los clientes trabajan con empresas de extrusión de plástico para crear una extrusión de plástico personalizada para una pieza, generalmente en altos volúmenes pero a veces —como con 3ERP— para producción de bajo volumen.

Este artículo cubre los fundamentos de la extrusión de plástico, incluyendo cómo funciona el proceso, qué tipos de termoplásticos pueden extruirse, qué productos se fabrican con extrusión de plástico, y una comparación de la extrusión de plástico con la extrusión de aluminio.

El proceso de extrusión de plástico

Para entender el proceso de extrusión de plástico, es útil obtener una imagen de qué es un extrusor y cómo funciona. Típicamente, un extrusor contiene las siguientes partes:

• Una tolva, donde se guarda el plástico crudo
• Una garganta de alimentación, donde el plástico entra al barril desde la tolva
• Un barril calentado, que contiene un tornillo accionado por un motor de accionamiento del tornillo que fuerza el material hacia la tubería de alimentación
• Una placa rompedora, equipada con pantallas para filtrar el material y mantener la presión
• Una tubería de alimentación, donde el material ahora fundido sale del barril y se entrega al molde
• Un molde, que da forma al material en el perfil de extrusión deseado
• Un sistema de enfriamiento separado, que ayuda a que la extrusión se solidifique uniformemente

El proceso de extrusión de plástico comienza llenando la tolva con material crudo sólido en forma de, por ejemplo, pellets o escamas. El material se alimenta por gravedad a través de la garganta de alimentación y al barril del extrusor.

Una vez que el material entra al barril, comienza a calentarse mediante tres o más zonas de calor. (Las zonas de calor pueden ser más frías cerca de la garganta de alimentación y más calientes cerca del molde, para permitir un derretimiento gradual). A medida que se calienta, el material es empujado simultáneamente hacia el extremo del molde del barril por un tornillo alternativo, que es accionado por un motor. El tornillo y la presión también generan calor, por lo que las zonas de calor no tienen que ser tan calientes como la temperatura de extrusión requerida.

El plástico fundido sale del barril a través de una pantalla reforzada por la placa rompedora. Esta pantalla elimina contaminantes del material y mantiene una presión uniforme dentro del barril. El material pasa a través de una tubería de alimentación al molde personalizado, que ha sido mecanizado con una abertura con la forma del perfil de extrusión deseado para crear una extrusión de plástico personalizada.

Cuando se fuerza a través del molde, el material asume la forma de la abertura del molde, completando el proceso de extrusión. Una vez completamente a través del molde, el perfil de extrusión se enfría en un baño de agua o mediante un conjunto de rodillos de enfriamiento, causando que se solidifique.

Plásticos para extrusión

La extrusión de plástico funciona con una serie de termoplásticos diferentes. Estos materiales se calientan a una temperatura lo suficientemente alta para fundir el material pero no tan alta como para causar descomposición térmica. Esta temperatura difiere de un plástico de extrusión a otro.

Los plásticos de extrusión se alimentan típicamente al extrusor en forma de pellets de plástico, similares a los usados para moldeo por inyección. Otras formas incluyen polvos, escamas y gránulos.

Plásticos de extrusión comunes incluyen:

• Polietileno (polietileno): Extruido entre 400°C (baja densidad) y 600°C (alta densidad)
• Poliestireno: ~450°C
• Nailon: Entre 450°C y 520°C
• Polipropileno: ~450°C
• PVC: Entre 350°C y 380°C

En ciertos casos, el plástico de extrusión deseado puede ser un elastómero o un termoestable en lugar de un termoplástico.

Aplicaciones de la extrusión de plástico

Las empresas de extrusión de plástico pueden fabricar una variedad de piezas, siempre y cuando la pieza tenga un perfil consistente. Los perfiles de extrusión de plástico son ideales para tuberías, perfiles de puertas, piezas de automóviles y más.

Tuberías y tubos

Las tuberías y tubos de plástico, a veces fabricados con PVC o los termoplásticos mencionados, son una aplicación común de extrusión de plástico porque tienen un perfil cilíndrico simple. Las canaletas exteriores son un ejemplo de tubos extruidos.

Aislamiento de cables

Muchos termoplásticos tienen excelente aislamiento eléctrico y estabilidad térmica, lo que los hace adecuados para aislamiento y revestimiento de cables y alambres extruidos. Las empresas de extrusión de plástico también pueden usar fluoropolímeros para este propósito.

Perfiles de ventanas y puertas

Los marcos de puertas y ventanas de plástico son altamente adecuados para extrusión debido a su perfil continuo y longitud. El PVC es un material popular para esta aplicación de extrusión de plástico y todos los perfiles de extrusión de plástico relacionados con accesorios domésticos.

Persianas

Las persianas (sombras) que consisten en muchas lamas idénticas pueden extruirse usando un termoplástico. El perfil es típicamente una longitud corta, a veces con un lado redondeado. El poliestireno se usa comúnmente para persianas venecianas de imitación madera.

Burletes

Las empresas de extrusión de plástico a menudo fabrican productos de burletes —excluidores de corrientes de aire, por ejemplo, cuyos perfiles de extrusión de plástico están diseñados para ajustarse estrechamente a marcos de puertas y ventanas. Los cauchos son materiales comunes para burletes.

Limpiaparabrisas y escobillas de goma

El limpiaparabrisas de un automóvil generalmente se extruye. El plástico de extrusión puede ser un material de caucho sintético como propileno dieno metileno etileno, o la empresa de extrusión de plástico puede realizar co-extrusión de un caucho sintético con uno natural. Las cuchillas de escobilla de goma manual funcionan de manera similar a los limpiaparabrisas.

Extrusión de plástico vs extrusión de aluminio

Además de termoplásticos, es posible extruir piezas de aluminio con un perfil continuo.

Las ventajas de usar aluminio para piezas extruidas incluyen ligereza, conductividad y reciclabilidad, y las aplicaciones comunes de extrusión de aluminio incluyen barras, tubos, alambres, tuberías, cercas, rieles, marcos y disipadores de calor.

A diferencia de la extrusión de plástico, la extrusión de aluminio puede ser en caliente o en frío: la extrusión en caliente tiene lugar a una temperatura entre 350°C y 500°C, y la extrusión en frío tiene lugar a temperatura ambiente. Aprende más sobre extrusión de aluminio.

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