Los fundamentos de la extrusión de plástico:proceso, materiales, aplicaciones

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

La extrusión de termoplásticos en su forma actual existe desde hace casi un siglo, pero sigue siendo una poderosa herramienta 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 grandes volúmenes, pero a veces, como con 3ERP, para producción de bajo volumen.

Este artículo cubre los conceptos básicos de la extrusión de plástico, incluido cómo funciona el proceso, qué tipos de termoplásticos se pueden extruir, para qué productos se utiliza la extrusión de plástico y una comparación de la extrusión de plástico con la extrusión de aluminio.

El proceso de extrusión de plástico

Para comprender el proceso de extrusión de plástico, es útil hacerse una idea de qué es una extrusora y cómo funciona. Por lo general, una extrusora contiene las siguientes partes:

• Una tolva , donde se guarda el plástico crudo
• Una garganta , donde el plástico entra en el barril desde la tolva
• Un barril calentado , que contiene un tornillo accionado por un motor de tornillo sin fin que fuerza el material hacia el tubo de alimentación
• Una placa rompedora , equipado con pantallas para filtrar el material y mantener la presión
• Un tubo de alimentación , donde el material ahora fundido sale del barril y se envía a la matriz
• Un muerto , que da forma al material en el perfil de extrusión deseado
• Un sistema de refrigeración separado , que ayuda a que la extrusión se solidifique uniformemente

El proceso de extrusión de plástico comienza con el llenado de la tolva con materia prima sólida en forma de, por ejemplo, gránulos o escamas. El material se alimenta por gravedad a través de la garganta de alimentación y hacia el cilindro de la extrusora.

Una vez que el material ingresa al barril, comienza a calentarse a través de tres o más zonas de calor. (Las zonas de calor pueden estar más frías cerca de la garganta de alimentación y más calientes cerca de la matriz, para permitir un derretimiento gradual). A medida que se calienta, el material es empujado simultáneamente hacia el extremo de la matriz del barril por un tornillo alternativo, que es impulsado por un motor El tornillo y la presión también generan calor, por lo que las zonas de calor no tienen que estar 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 los contaminantes del material y mantiene una presión uniforme dentro del barril. El material pasa a través de un tubo de alimentación al troquel personalizado, que se ha mecanizado con una abertura con la forma del perfil de extrusión deseado para crear una extrusión de plástico personalizada.

Cuando se fuerza a través de la matriz, el material asume la forma de la abertura de la matriz, finalizando el proceso de extrusión. Una vez que ha pasado por completo la matriz, el perfil de extrusión se enfría en un baño de agua o mediante un conjunto de rodillos de enfriamiento, lo que hace que se solidifique.

Extrusión de plásticos

La extrusión de plástico trabaja con varios termoplásticos diferentes. Estos materiales se calientan a una temperatura lo suficientemente alta como para derretir 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 normalmente se introducen en la extrusora en forma de gránulos de plástico, similares a los que se utilizan para el moldeo por inyección. Otras formas incluyen polvos, copos y gránulos.

Los plásticos de extrusión comunes incluyen:

• Polietileno (polietileno):Extruido entre 400°C (baja densidad) y 600°C (alta densidad)
• Poliestireno:~450 °C
• Nylon: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 extrusión de plástico

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

Tubos y tuberías

Las tuberías y tuberías de plástico, a veces hechas de PVC o de los termoplásticos antes mencionados, son una aplicación común de extrusión de plástico porque tienen un perfil cilíndrico simple. Los canalones exteriores son un ejemplo de tubería extruida.

Aislamiento de cables

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

Perfiles para puertas y ventanas

Los marcos de puertas y ventanas de plástico son muy adecuados para la extrusión debido a su perfil y longitud continuos. 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 (persianas) que constan de muchas lamas idénticas pueden extruirse utilizando un termoplástico. El perfil suele tener una longitud corta, a veces con un lado redondeado. El poliestireno se usa comúnmente para persianas venecianas de imitación de madera.

Bufanda

Las empresas de extrusión de plástico a menudo fabrican productos de burletes, por ejemplo, burletes, cuyos perfiles de extrusión de plástico están diseñados para ajustarse perfectamente a los marcos de puertas y ventanas. Las gomas son materiales comunes para burletes.

Limpiaparabrisas y escobillas de goma

El limpiaparabrisas de un automóvil suele extruirse. El plástico de extrusión puede ser un material de caucho sintético como etileno propileno dieno metileno, o la empresa de extrusión de plástico puede realizar la coextrusión de caucho sintético con caucho natural. Las escobillas de goma manuales funcionan de manera similar a los limpiaparabrisas.

Extrusión de plástico frente a extrusión de aluminio

Además de los 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 se realiza a una temperatura entre 350 °C y 500 °C, y la extrusión en frío se realiza a temperatura ambiente. Obtenga más información sobre la extrusión de aluminio.

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