Qué es una extrusora? ¿Cómo se instala un extrusor?

¿Qué es una extrusora?

Una extrusora es un equipo muy utilizado en el proceso de fabricación. Se utiliza principalmente para transformar materias primas en productos de formas específicas calentándolas, fundiéndolas y extruyéndolas. Este proceso se denomina extrusión y se utiliza habitualmente para producir diversos materiales, como plásticos, productos de caucho, metales y alimentos, entre otros.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de la extrusora se basa en un proceso sencillo y eficaz. En primer lugar, las materias primas (normalmente materiales granulados) se introducen en la extrusora a través de un sistema de alimentación. Dentro de la máquina, un tornillo gira y empuja la materia prima hacia un barril calentado. Aquí, la materia prima se calienta y se funde hasta alcanzar un estado de flujo extrudible. Por último, el material fundido se extruye a través de una matriz para darle la forma transversal deseada, y finalmente se enfría y solidifica en el producto final.

Componentes principales

La extrusora se compone principalmente de varios componentes clave, como el sistema de alimentación, el tornillo y el barril, y la matriz.

• Sistema de alimentación: Encargado de transportar las materias primas al interior de la extrusora.
• Tornillo y barril: El tornillo gira en el barril para comprimir, calentar y fundir las materias primas.
• Cabezal de extrusión: Determina la forma final del material extruido. Pueden diseñarse cabezales de diferentes formas en función de los requisitos del producto.

Ámbitos de aplicación

• Industria del plástico: Produce diversos productos de plástico, como tubos, láminas, películas, etc.
• Industria del caucho: fabricación de juntas de goma, mangueras, etc.
• Transformación de metales: Extrusión de materiales metálicos para su uso en la construcción, la automoción y otros campos.
• Industria alimentaria: Produce diversos alimentos, como fideos, aperitivos, etc.

La amplia gama de aplicaciones de las extrusoras las ha convertido en equipos indispensables en la fabricación moderna, y su eficacia y flexibilidad hacen que desempeñen un papel clave en diversas industrias. Con el continuo avance de la tecnología, el diseño y el sistema de control de las extrusoras también innovan constantemente para adaptarse a las cambiantes necesidades del mercado.

Diferentes tipos de extrusoras

Las extrusoras pueden dividirse en muchos tipos según sus estructuras y principios de funcionamiento, entre los cuales las extrusoras de un solo husillo y las extrusoras de doble husillo son dos tipos comunes.

Extrusora monohusillo

Estructura y principio de funcionamiento:

Una extrusora monohusillo consiste en un tornillo que gira en un barril. La rotación del tornillo empuja la materia prima hacia la salida de la extrusora, donde se calienta y funde para dar finalmente la forma deseada al producto.

Ámbito de aplicación:

Las extrusoras monohusillo son adecuadas para procesar algunos materiales relativamente sencillos, como los gránulos de plástico ordinarios. Se utilizan habitualmente en la producción de tubos, películas, alambres, etc.

Extrusora de doble husillo

Ventajas y escenarios de aplicación:

Una extrusora de doble husillo tiene dos husillos que trabajan juntos o giran en oposición el uno al otro. En comparación con las extrusoras de un solo husillo, las extrusoras de doble husillo tienen una mayor eficiencia de extrusión y una mayor aplicabilidad. Permiten mezclar y procesar de forma más uniforme una gran variedad de materiales, incluidas mezclas complejas. Por ello, las extrusoras de doble husillo se utilizan ampliamente en los sectores del caucho, las aleaciones de plástico, la alimentación, los equipos médicos y otras industrias.

Compare las ventajas e inconvenientes de las extrusoras monohusillo:

En comparación con las extrusoras monohusillo, las extrusoras de doble husillo tienen mejores efectos de mezcla y mayor capacidad de producción. Sin embargo, la estructura de una extrusora de doble husillo es compleja, y su mantenimiento y funcionamiento pueden resultar relativamente engorrosos. A la hora de elegir un tipo de extrusora, hay que hacer concesiones en función de las necesidades específicas de producción y las características del material.

¿Cómo configurar el extrusor?

El rendimiento y la eficiencia productiva de la extrusora se ven afectados por múltiples parámetros clave. El ajuste correcto de los parámetros es la clave para garantizar un proceso de extrusión estable y una excelente calidad del producto.

Control de temperatura:

Efecto de la temperatura de extrusión: La temperatura afecta directamente a la fusión y fluidez de las materias primas, lo que tiene un impacto importante en el rendimiento y el aspecto del producto final.

Cómo configurarlo: Diferentes tipos de materias primas y productos pueden requerir diferentes temperaturas de extrusión. Normalmente, las extrusoras tienen varias zonas de calentamiento en las que las temperaturas pueden ajustarse individualmente para garantizar una fusión y formación adecuadas.

Control de presión y caudal:

La importancia de la presión: La presión afecta directamente a la velocidad de extrusión y a la forma de las materias primas, y tiene un impacto directo en el tamaño y el aspecto del producto.

Optimización del caudal: La optimización del caudal puede mejorar la eficiencia de la producción y garantizar una extrusión uniforme.

Velocidad del tornillo

Afecta a la velocidad de extrusión y al efecto de mezcla: La velocidad de rotación del tornillo afecta directamente a la velocidad de extrusión y al efecto de mezcla, y debe ajustarse en función de las características de las materias primas y los requisitos del producto.

Método de ajuste: Controle la velocidad de rotación del tornillo ajustando la velocidad del motor.

Sistema de refrigeración:

Control de la velocidad de enfriamiento: La velocidad de enfriamiento afecta directamente al tamaño y al aspecto del producto. Un enfriamiento demasiado rápido o demasiado lento puede causar problemas.

Método de ajuste: Ajuste el caudal de agua y la temperatura del sistema de refrigeración para garantizar una velocidad de refrigeración adecuada.

Diseño y ajuste de troqueles:

Afecta a la forma del producto: El diseño y el ajuste del cabezal de la matriz determinan directamente la forma del material extruido y deben ajustarse con precisión según los requisitos de diseño del producto.

Método de ajuste: Controla la forma del producto ajustando la apertura y la forma de la matriz.

Velocidad de funcionamiento de la máquina:

Eficiencia de producción: La velocidad de funcionamiento está directamente relacionada con la eficiencia de producción de la extrusora y debe ajustarse razonablemente según las especificaciones del producto y los requisitos de calidad.

Presión del cañón:

Afecta a la fusión de las materias primas: El ajuste de la presión del cilindro está directamente relacionado con el proceso de fusión de las materias primas en el cilindro, y debe ajustarse según el punto de fusión y la fluidez de las materias primas.

El ajuste adecuado de estos parámetros clave puede mejorar la eficiencia de producción de la extrusora y garantizar una calidad estable del producto. A la hora de ajustar los parámetros, es necesario supervisar de cerca el estado de funcionamiento de la extrusora y realizar los ajustes oportunos en función de la situación real para satisfacer los requisitos de procesamiento de los distintos materiales y productos.

¿Cómo seleccionar los parámetros de los tornillos para distintas materias primas?

ordenador personal

Características:

Plástico amorfo, sin punto de fusión evidente, temperatura de transición vítrea 140°~150°C, temperatura de fusión 215°C~225°C, temperatura de moldeo 250°C~320°C.

Tiene una viscosidad elevada y es sensible a la temperatura. Tiene una buena estabilidad térmica dentro de la gama normal de temperaturas de procesado. Básicamente no se descompone cuando permanece a 300°C durante mucho tiempo. Empieza a descomponerse cuando supera los 340°C. La viscosidad se ve menos afectada por la velocidad de cizallamiento.

Muy absorbente.

Selección de los parámetros del tornillo:

• L/D tiene las características de buena estabilidad térmica y alta viscosidad. Para mejorar el efecto de plastificación, debe seleccionarse en la medida de lo posible una relación de aspecto grande. Debido a su amplio rango de temperatura de fusión, se utiliza un tornillo progresivo. L1=30% de la longitud total, L2=46% de la longitud total.
• La relación de compresión ε debe adaptarse a la velocidad de fusión a partir del gradiente A, pero la velocidad de fusión no puede calcularse en la actualidad. De acuerdo con las características de procesamiento del PC desde la fusión de 225°C a 320°C, el valor del gradiente A puede ser relativamente medio. El valor superior, cuando L2 es mayor, el tornillo gradual ordinario ε=2~3.
• Otros parámetros como e, s, φ y la separación con el barril pueden ser los mismos que otros tornillos ordinarios.

PMMA

Características:

• La temperatura de transición vítrea es de 105°C, la temperatura de fusión es superior a 160°C, la temperatura de descomposición es de 270°C y la gama de temperaturas de moldeo es muy amplia.
• Alta viscosidad, poca fluidez y buena estabilidad térmica.
• Fuerte absorción de agua.

Selección de los parámetros del tornillo:

• L/D selecciona un tornillo gradual con una relación de aspecto de 20 a 22. Dependiendo de los requisitos de precisión del moldeo del producto, generalmente L1=40% y L2=40%.
• La relación de compresión ε se selecciona generalmente entre 2,3 y 2,6.
• Dada su cierta hidrofilia, se adopta una estructura de anillo mezclador en el extremo delantero del tornillo.
• Otros parámetros pueden diseñarse generalmente de acuerdo con el tornillo universal, y la separación con el barril no debe ser demasiado pequeña.

PA

Características:

• Hay muchos tipos de plásticos cristalinos, los diferentes tipos tienen diferentes puntos de fusión, y el rango de puntos de fusión es estrecho. El punto de fusión de la PA66 comúnmente utilizada es de 260°C ~ 265°C.
• Baja viscosidad, buena fluidez, punto de fusión relativamente evidente y escasa estabilidad térmica.

Selección de los parámetros del tornillo:

• L/D selecciona un tornillo mutante con una relación de aspecto de 18 a 20.
• La relación de compresión se selecciona generalmente de 3 a 3,5, entre los cuales h3=0,07 a 0,08D para evitar la descomposición por sobrecalentamiento.
• Debido a su baja viscosidad, la separación entre el anillo antirretorno y el cañón debe ser lo más pequeña posible, aproximadamente 0,05, y la separación entre el tornillo y el cañón es de 0,08 aproximadamente. Si es necesario, en función del material, la parte delantera puede equiparse con un anillo antirretorno, y la boquilla debe ser autoblocante.
• Se pueden diseñar otros parámetros según el tornillo general.

PET

Características:

• El punto de fusión es de 250℃~260℃, y la temperatura de moldeo del PET de grado de moldeo por soplado es más amplia, alrededor de 255℃~290℃.
• El PET para moldeo por soplado tiene una viscosidad elevada, la temperatura influye mucho en la viscosidad y tiene poca estabilidad térmica.

Selección de los parámetros del husillo

• L/D se toma generalmente como 20, distribución en tres secciones L1=50%-55%, L2=20%.
• Utilizar un tornillo con bajo cizallamiento y baja relación de compresión. La relación de compresión ε suele ser de 1,8 a 2. Al mismo tiempo, el cizallamiento y el sobrecalentamiento provocarán decoloración u opacidad h3=0,09D.
• No hay anillo de mezcla en el extremo delantero del tornillo para evitar el sobrecalentamiento y la acumulación de material.

CLORURO DE POLIVINILO

Características:

• No tiene punto de fusión evidente, se ablanda a 60℃, se vuelve viscoelástico a 100℃~150℃, se funde a 140℃ y se descompone al mismo tiempo, se descompone rápidamente a 170℃, el punto de ablandamiento está cerca del punto de descomposición, y se descompone y libera gas HCl.
• La estabilidad térmica es pobre, la temperatura y el tiempo causarán descomposición, y la fluidez es pobre.

Selección de los parámetros del tornillo:

• El control de la temperatura es estricto, y el diseño del tornillo debe ser lo más bajo posible para evitar el sobrecalentamiento.
• El tornillo y el cañón deben ser resistentes a la corrosión.
• El proceso de moldeo por inyección debe controlarse estrictamente.
• En general, los parámetros del tornillo son L/D=16~20, h3=0,07D, ε=1,6~2, L1=40%, L2=40%.
• Para evitar la acumulación de material, no hay anillo antirretorno, y la conicidad de la cabeza es de 20°~30°, que es más adecuada para el caucho blando. Si los requisitos del producto son mayores, se puede utilizar un tornillo separado sin sección de medición. Este tipo de tornillo es adecuado para PVC duro. Es más adecuado, y con el fin de cooperar con el control de temperatura, el agua de refrigeración o los agujeros de aceite se añaden en el interior del tornillo en la sección de alimentación, y el agua fría o el tanque de aceite se añade fuera del barril. La precisión del control de temperatura es de aproximadamente ±2℃.