EXTRUSIONEXTRUSIONDE LOSDE LOS

MATERIALESMATERIALESPLASTICOSPLASTICOS

REPASO...REPASO...

INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNNMOLECULA DE POLIMEROMOLECULA DE POLIMERO: Los pol: Los políímeros, como meros, como molmoléécula (macromolcula (macromolééculas) estculas) estáán constituidas de n constituidas de muchos muchos segmentossegmentos repetidosrepetidos de unidades llamadas de unidades llamadas merosmeros..

MONOMEROMONOMERO: Mol: Moléécula constituida por un cula constituida por un úúnico nico meromero..

POLIMEROPOLIMERO: Macromol: Macromoléécula constituida por varios cula constituida por varios merosmeros..

POLIMERIZACIONPOLIMERIZACION: Reacciones qu: Reacciones quíímicas micas intramoleculares mediante las cuales, los intramoleculares mediante las cuales, los monmonóómerosmerosson unidos en forma de meros a una estructura son unidos en forma de meros a una estructura molecular de cadena.molecular de cadena.

NOMENCLATURANOMENCLATURA

La denominaciLa denominacióón de los pln de los pláásticos se basa en los monsticos se basa en los monóómeros meros que se utilizaron en su fabricacique se utilizaron en su fabricacióón, es decir, en sus materias n, es decir, en sus materias primas.primas.En los homopolEn los homopolíímeros termoplmeros termopláásticos se antepone el prefijo sticos se antepone el prefijo "poli" por ejemplo:"poli" por ejemplo:

Como se puede observar, los nombres quComo se puede observar, los nombres quíímicos de los micos de los polpolíímeros con frecuencia son muy largos y difmeros con frecuencia son muy largos y difííciles de utilizar.ciles de utilizar.Para aligerar estos problemas se introdujeron las "siglasPara aligerar estos problemas se introdujeron las "siglas”” o o acracróónimos. Para ejemplo citado, su acrnimos. Para ejemplo citado, su acróónimo es:nimo es:

PolimetilPolimetil MetacrilatoMetacrilatoNombre de PolNombre de Políímeromero

Metil MetacrilatoMetil MetacrilatoMonMonóómero Inicialmero Inicial

PMMAPMMAAcrAcróónimonimo

PolimetilPolimetil MetacrilatoMetacrilatoNombre del PolNombre del Políímeromero

CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS PLASTICOSPLASTICOS

Los plLos pláásticos se caracterizan por una relacisticos se caracterizan por una relacióón n resistencia/densidad altaresistencia/densidad alta

Propiedades excelentes para el aislamiento Propiedades excelentes para el aislamiento ttéérmico y elrmico y elééctrico y una buena resistencia a los ctrico y una buena resistencia a los áácidos, cidos, áálcalis y disolventeslcalis y disolventes

Las enormes molLas enormes molééculas de las que estculas de las que estáán n compuestos pueden ser lineales, ramificadas o compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plentrecruzadas, dependiendo del tipo de pláásticostico

TERMOESTABLE Y TERMOPLASTICOTERMOESTABLE Y TERMOPLASTICO

TermoTermo--plpláástico: Las molstico: Las molééculas lineales y ramificadas culas lineales y ramificadas son termoson termo--plpláásticas (se ablandan con el calor)sticas (se ablandan con el calor)Termoestables: las molTermoestables: las molééculas entrecruzadas son culas entrecruzadas son termotermo--fijos (se endurecen o no se ablandan por fijos (se endurecen o no se ablandan por acciaccióón del calor). n del calor).

LinealLineal

RamificadaRamificada

Con uniones cruzadas Con uniones cruzadas

CLASIFICACION SEGUN SU PROCEDENCIACLASIFICACION SEGUN SU PROCEDENCIA

PolPolíímeros naturales: meros naturales:

1.1. Derivados de la celulosaDerivados de la celulosa

2.2. Derivados de la caseDerivados de la caseíínana

3.3. Derivados del cauchoDerivados del caucho

PolPolíímeros sintmeros sintééticos: ticos:

1.1. Termoestable: Resinas fenTermoestable: Resinas fenóólicas, Resinas de licas, Resinas de polipoliééster, Resinas epoxi, etc.ster, Resinas epoxi, etc.

2.2. TermoplTermopláásticos: Polietileno, Poliestireno, sticos: Polietileno, Poliestireno, PVC, Polipropileno, etc.PVC, Polipropileno, etc.

PROCESOS DE TRANSFORMACIONPROCESOS DE TRANSFORMACION

Procesos para TermoplProcesos para Termopl áásticossticos ::

RIM (moldeo rotacional)Compresión

Espreado (por Spray)Rotomoldeo

Vaciado

Procesos para TermoplProcesos para Termopl áásticos y Termofijossticos y Termofijos :

PoltrusiónTransferencia

Embobinado de filamento continúoLaminado

Procesos para TermofijosProcesos para Termofijos :InmersiónTermoformado

Recubrimiento por CuchillaSoplado

SinterizadoInyección

CalandradoExtrusión

CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE MOLDEADO DE PLASTICOSMOLDEADO DE PLASTICOS

Una clasificaciUna clasificacióón de los procesos de transformacin de los procesos de transformacióón se basa en los n se basa en los cambios del estado que sufre el plcambios del estado que sufre el pláástico dentro de la maquinaria. stico dentro de la maquinaria. AsAsíí, podemos encontrar la siguiente divisi, podemos encontrar la siguiente divisióón:n:•• Procesos PrimariosProcesos Primarios•• Procesos SecundariosProcesos Secundarios

En el primer caso, el plEn el primer caso, el pláástico es moldeado a travstico es moldeado a travéés de un proceso s de un proceso ttéérmico donde el material pasa por el estado lrmico donde el material pasa por el estado lííquido y finalmente se quido y finalmente se solidifica, mientras que en los procesos secundarios se utilizansolidifica, mientras que en los procesos secundarios se utilizanmedios mecmedios mecáánicos o neumnicos o neumááticos para formar el articulo final sin ticos para formar el articulo final sin pasar por la fusipasar por la fusióón del pln del pláástico.stico.

BarrenadoBarrenadoTermoformadoTermoformadoCalandradoCalandrado

TorneadoTorneadoCompresiCompresióónnSopladoSoplado

CorteCorteRotomoldeoRotomoldeoInyecciInyeccióónn

DobladoDobladoInmersiInmersióónnExtrusiExtrusióónn

PROCESOS SECUNDARIOSPROCESOS SECUNDARIOSPROCESOS PRIMARIOSPROCESOS PRIMARIOS

PROCESO PROCESO DEDE

EXTRUSIONEXTRUSION

EXTRUSIONEXTRUSIONDefiniciDefinicióón: La palabra extrusin: La palabra extrusióón proviene del latn proviene del latíín n ““extrudereextrudere”” que significa forzar un material a travque significa forzar un material a travéés de s de un orificio.un orificio.

En la extrusiEn la extrusióón de termopln de termopláásticos, el polsticos, el políímero se mero se funde dentro de un cilindro y posteriormente, enfriado funde dentro de un cilindro y posteriormente, enfriado en una calandria. Este proceso de extrusien una calandria. Este proceso de extrusióón tiene por n tiene por objetivos, proceso que es normalmente continuo, objetivos, proceso que es normalmente continuo, usarse para la producciusarse para la produccióón de perfiles, tubos, peln de perfiles, tubos, pelíículas culas plpláásticas, hojas plsticas, hojas pláásticas, etc.sticas, etc.

APLICACIONESAPLICACIONESProductos obtenidos por extrusiProductos obtenidos por extrusióónn

PelPelíícula tubularcula tubular: bolsas, pel: bolsas, pelíícula plcula pláásticastica

TuberTuberííaa: ca: cañños para condicios para condicióón de agua y drenajen de agua y drenaje

RecubrimientoRecubrimiento: cables para uso el: cables para uso elééctrico y telefctrico y telefóóniconico

PerfilPerfil: hojas para persiana, ventanear: hojas para persiana, ventanearíía, canales de a, canales de flujo de aguaflujo de agua

LLáámina y pelmina y pelíícula planacula plana: rafia, manteles para mesa, : rafia, manteles para mesa, cinta adhesiva, fleje para embalaje.cinta adhesiva, fleje para embalaje.

MonofilamentoMonofilamento: filamentos, alfombra (filamento de la : filamentos, alfombra (filamento de la alfombras)alfombras)

Para pelletizaciPara pelletizacióón y fabricacin y fabricacióón de compuestosn de compuestos

DESCRIPCION DEL PROCESODESCRIPCION DEL PROCESODentro del proceso de extrusiDentro del proceso de extrusióón, varias partes deben n, varias partes deben identificarse con el fin de aprender sus funcione principales, identificarse con el fin de aprender sus funcione principales, saber sus caractersaber sus caracteríísticas en el caso de elegir un equipo y sticas en el caso de elegir un equipo y detectar donde se puede generar un problema en el momento detectar donde se puede generar un problema en el momento de la operacide la operacióón. Independientemente del tipo de extrusin. Independientemente del tipo de extrusióón n que se quiera analizar, todos guardan similitud hasta llegar al que se quiera analizar, todos guardan similitud hasta llegar al dado extrusor.dado extrusor.La extrusiLa extrusióón consta de un eje metn consta de un eje metáálico central con alabes lico central con alabes helicoidales llamado husillo o tornillo, instalado dentro de un helicoidales llamado husillo o tornillo, instalado dentro de un cilindro metcilindro metáálico revestido con una camisa de resistencias lico revestido con una camisa de resistencias elelééctricas. En un extremo del cilindro se encuentra un orificio ctricas. En un extremo del cilindro se encuentra un orificio de materia prima, donde se instala una tolva de alimentacide materia prima, donde se instala una tolva de alimentacióón; n; en ese mismo extremo se encuentra el sistema de en ese mismo extremo se encuentra el sistema de acondicionamiento del tornillo compuesto de motor y sistema acondicionamiento del tornillo compuesto de motor y sistema de reduccide reduccióón de velocidad. En la punta del tornillo se ubica la n de velocidad. En la punta del tornillo se ubica la salida del material y el dado que forma finalmente al plsalida del material y el dado que forma finalmente al pláásticostico

ESQUEMA DE PROCESO DE ESQUEMA DE PROCESO DE EXTRUSIONEXTRUSION

PARTES PRINCIPALES DE UNA PARTES PRINCIPALES DE UNA EXTRUSORAEXTRUSORA

DESCRIPCION DESCRIPCION DEL EQUIPODEL EQUIPO

TOLVA DE ALIMENTACIONTOLVA DE ALIMENTACIONLa tolva es el deposito de materia prima en donde se colocan losLa tolva es el deposito de materia prima en donde se colocan los pellets de pellets de material plmaterial pláástico para la alimentacistico para la alimentacióón continua del extrusor.n continua del extrusor.Debe tener dimensiones adecuadas para ser completamente funcionaDebe tener dimensiones adecuadas para ser completamente funcional; los l; los disediseñños mal planeados, principalmente en los os mal planeados, principalmente en los áángulos de bajada del ngulos de bajada del material, pueden provocar estancamientos de material y paros en material, pueden provocar estancamientos de material y paros en la la producciproduccióón.n.En materiales que se compactan fEn materiales que se compactan fáácilmente, una tolva con sistema cilmente, una tolva con sistema vibratorio puede resolver el problema.vibratorio puede resolver el problema.Si el material a procesar es problemSi el material a procesar es problemáático aun con la tolva en vibracitico aun con la tolva en vibracióón, la n, la tolva tipo tolva tipo crammercrammer es la es la úúnica que puede formar el material a fluir, mediante nica que puede formar el material a fluir, mediante el empleo de un tornillo para lograr la alimentaciel empleo de un tornillo para lograr la alimentacióónnLa tolvas de secado son usadas para la eliminaciLa tolvas de secado son usadas para la eliminacióón de la humedad del n de la humedad del material que esta siendo procesado, sustituyen a equipos de secamaterial que esta siendo procesado, sustituyen a equipos de secado do independientes del a maquina.independientes del a maquina.En sistemas de extrusiEn sistemas de extrusióón con un mayor grado de automatizacin con un mayor grado de automatizacióón, se cuenta n, se cuenta con sistemas de transporte de material desde contenedores hasta con sistemas de transporte de material desde contenedores hasta la tolva, la tolva, por medios neumpor medios neumááticos o mecticos o mecáánicos.nicos.Otros equipos auxiliares son los dosificadores de aditivos a la Otros equipos auxiliares son los dosificadores de aditivos a la tolva y los tolva y los imanes para la obstrucciimanes para la obstruccióón del paso de materiales ferrosos, que puedan n del paso de materiales ferrosos, que puedan dadaññar el tornillo y otras partes internas del extrusorar el tornillo y otras partes internas del extrusor

ESQUEMAS DE TOLVASESQUEMAS DE TOLVAS

BARRIL O CABARRIL O CA ÑÑONONEs un cilindro metEs un cilindro metáálico que aloja al tornillo y constituye el cuerpo lico que aloja al tornillo y constituye el cuerpo principal de una mprincipal de una mááquina de extrusiquina de extrusióón, conforma, junto con el n, conforma, junto con el tornillo, la ctornillo, la cáámara de fusimara de fusióón y bombeo de la extrusora. El can y bombeo de la extrusora. El cañóñón n debe tener una resistencia al material que este procesando.debe tener una resistencia al material que este procesando.La dureza del caLa dureza del cañóñón se consigue utilizando aceros de diferentes n se consigue utilizando aceros de diferentes tipos y cuando es necesario se aplican mtipos y cuando es necesario se aplican méétodos de endurecimiento todos de endurecimiento superficial de las paredes internas del casuperficial de las paredes internas del cañóñón.n.El caEl cañóñón cuenta con resistencias eln cuenta con resistencias elééctricas que proporcionan una ctricas que proporcionan una parte de la energparte de la energíía ta téérmica que el material requiere para ser rmica que el material requiere para ser fundido. El sistema de resistencias en algunos casos va fundido. El sistema de resistencias en algunos casos va complementado con un sistema de enfriamiento, que puede ser de complementado con un sistema de enfriamiento, que puede ser de flujo de lflujo de lííquido o por ventiladores de aire. quido o por ventiladores de aire. Todo el sistema de calentamiento es controlado desde un tablero Todo el sistema de calentamiento es controlado desde un tablero , , donde las temperaturas se establecen en funcidonde las temperaturas se establecen en funcióón del tipo de n del tipo de material y del producto deseado.material y del producto deseado.Para mejor conservaciPara mejor conservacióón de la temperatura a lo largo del can de la temperatura a lo largo del cañóñón y n y prevenir cambios de la calidad de la producciprevenir cambios de la calidad de la produccióón por variaciones en n por variaciones en la temperatura ambiente, se acostumbra aislar el cuerpo del cala temperatura ambiente, se acostumbra aislar el cuerpo del cañóñón n con algcon algúún material de baja conductividad tn material de baja conductividad téérmica como la fibra de rmica como la fibra de vidrio o el fieltrovidrio o el fieltro

CARACTERISTICAS DEL MATERIAL CONSTITUTIVO CARACTERISTICAS DEL MATERIAL CONSTITUTIVO DE UN CADE UN CAÑÑON DE EXTRUSIONON DE EXTRUSION

1.1. MMááxima durabilidad xima durabilidad

2.2. Alta transferencia de calorAlta transferencia de calor

3.3. MMíínimo cambio dimensional con la temperaturanimo cambio dimensional con la temperatura

En la fabricaciEn la fabricacióón de cilindros de extrusin de cilindros de extrusióón tales n tales exigencias logran ser cubiertas utilizando exigencias logran ser cubiertas utilizando materiales tales como: Xaloy 101 (para extrusoras materiales tales como: Xaloy 101 (para extrusoras de propde propóósito general, procesamiento de PEAD y sito general, procesamiento de PEAD y PEBD), Xaloy 800 (para el procesamiento de PEBD), Xaloy 800 (para el procesamiento de PELBD), o Xaloy 306 (para productos corrosivos, PELBD), o Xaloy 306 (para productos corrosivos, como copolcomo copolíímeros meros áácidos).cidos).

TORNILLO O HUSILLOTORNILLO O HUSILLOGracias a los intensos estudios del Gracias a los intensos estudios del compartimiento del flujo de los polcompartimiento del flujo de los políímeros, meros, el husillo o tornillo ha evolucionado el husillo o tornillo ha evolucionado ampliamente desde el auge de la industria ampliamente desde el auge de la industria plpláástica hasta el grado de convertirse en stica hasta el grado de convertirse en la parte que contiene la mayor tecnologla parte que contiene la mayor tecnologíía a dentro de una mdentro de una mááquina de extrusiquina de extrusióón.n.

Por esto, es la pieza que en alto grado Por esto, es la pieza que en alto grado determina el determina el ééxito de una operacixito de una operacióón de n de extrusiextrusióón. Lo cual se detallarn. Lo cual se detallaráá mas mas adelanteadelante

TORNILLOS DE EXTRUSIONTORNILLOS DE EXTRUSIONVariaciVariacióón de los tornillos para diversas resinas n de los tornillos para diversas resinas y aplicaciones y aplicaciones

Alimentación

Tornillo utilizado en industria alimenticia

Tornillo para materiales fríos

Tornillo para polietileno

Compresión

Flujo del material

Dosificación

CILINDROS CON ZONAS ACANALADASCILINDROS CON ZONAS ACANALADASSon cilindros de extrusiSon cilindros de extrusióón que poseen una superficie interna con canales de n que poseen una superficie interna con canales de formas especformas especííficas. Zonas acanaladas ubicadas en la etapa de alimentacificas. Zonas acanaladas ubicadas en la etapa de alimentacióón n de los cilindros de extruside los cilindros de extrusióón, favorecen el procesamiento de resinas de bajo n, favorecen el procesamiento de resinas de bajo coeficiente de friccicoeficiente de friccióón (Ej.: HMW PEAD y PP)n (Ej.: HMW PEAD y PP)

Existe un variado diseExiste un variado diseñño de zonas de o de zonas de alimentacialimentacióón acanaladas. Los canales n acanaladas. Los canales de seccide seccióón cuadradas maximizan el n cuadradas maximizan el volumen de material alimentadovolumen de material alimentado

Sección transversal de las zonas de alimentación acanaladas

Las zonas de alimentaciLas zonas de alimentacióón acanaladas permiten controlar el coeficiente de n acanaladas permiten controlar el coeficiente de friccifriccióón de poln de políímeromero--cilindro mediante la geometrcilindro mediante la geometríía reduciendo la a reduciendo la sensibilidad con respecto a la temperatura y las propiedades sensibilidad con respecto a la temperatura y las propiedades termodintermodináámicas de las resinas. Por otro lado, estas zonas permiten micas de las resinas. Por otro lado, estas zonas permiten incrementar el volumen de la secciincrementar el volumen de la seccióón de alimentacin de alimentacióón, acelerando la fusin, acelerando la fusióón n y aumentando el caudal de extrusiy aumentando el caudal de extrusióón. Ver tablas: 1n. Ver tablas: 1--PEBD y 2PEBD y 2--PPPP

CILINDROS CON ZONAS ACANALADASCILINDROS CON ZONAS ACANALADASCon mayores precauciones que los extrusores tradicionales, las sCon mayores precauciones que los extrusores tradicionales, las secciones ecciones de alimentacide alimentacióón acanaladas deben mantenerse refrigeradas y aisladas del n acanaladas deben mantenerse refrigeradas y aisladas del cilindro de extrusicilindro de extrusióón, para favorecer el desplazamiento axial del poln, para favorecer el desplazamiento axial del políímetro.metro.En los cilindros con zonas de alimentaciEn los cilindros con zonas de alimentacióón lisas (convencionales) las n lisas (convencionales) las etapas de dispersietapas de dispersióón y mezclado del tornillo se encuentra localizadas en n y mezclado del tornillo se encuentra localizadas en zona de dosificacizona de dosificacióón (n (úúltima secciltima seccióón del tornillo); lo cual frecuentemente n del tornillo); lo cual frecuentemente genera merma en la produccigenera merma en la produccióón.n.En cilindros acanalados los mejores resultados se han obtenido uEn cilindros acanalados los mejores resultados se han obtenido ubicando bicando las etapas de mezclado a dos tercios (2/3) de la longitud del tolas etapas de mezclado a dos tercios (2/3) de la longitud del tornillo. Esta rnillo. Esta ubicaciubicacióón promueva la dispersin promueva la dispersióón de aglomerados y la finalizacin de aglomerados y la finalizacióón de la n de la fusifusióón.n.

ESPECIFICACIONES DE LOS CANALES ESPECIFICACIONES DE LOS CANALES DE UN CADE UN CAÑÑON DE EXTRUSIONON DE EXTRUSION

1 Pulgada=2.54 Centímetros

CONTROL DE TEMPERATURA EN LOS CILINDROSCONTROL DE TEMPERATURA EN LOS CILINDROS

El calentamiento del cilindro se produce, casi El calentamiento del cilindro se produce, casi exclusivamente mediante resistencias elexclusivamente mediante resistencias elééctricasctricas

El sistema de calentamiento de la extrusora es El sistema de calentamiento de la extrusora es responsable de suministrar entre un 20 a un 30 % responsable de suministrar entre un 20 a un 30 % del calor necesario para fundir el material.del calor necesario para fundir el material.

Para suministrar el calor requerido, el calentamiento Para suministrar el calor requerido, el calentamiento suele ser de 25 a 50 vatios/insuele ser de 25 a 50 vatios/in²² (38750 a 77500 W/m(38750 a 77500 W/m²²))

NotaNota: vatio = watt (: vatio = watt (ssíímbolombolo W). 1w/inW). 1w/in²²=1550w/m=1550w/m²²

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEL CILINDROSISTEMA DE ENFRIAMIENTO DEL CILINDRO

Cada zona de calentamiento del tornillo de la extrusora estCada zona de calentamiento del tornillo de la extrusora estááacompaacompaññada, en la mayor parte de los equipos comerciales, ada, en la mayor parte de los equipos comerciales, de un ventilador el cual permite el control de la temperatura de un ventilador el cual permite el control de la temperatura eliminando calor de la extrusora mediante el flujo de aire eliminando calor de la extrusora mediante el flujo de aire sobre la superficie requerida.sobre la superficie requerida.Los ventiladores son accionados por controladores de Los ventiladores son accionados por controladores de temperatura que comandan la operacitemperatura que comandan la operacióón de los calefactores n de los calefactores elelééctricos.ctricos.Los ventiladores entran en operaciLos ventiladores entran en operacióón cuando la temperatura n cuando la temperatura de una zona supera el punto prefijado, por efecto de:de una zona supera el punto prefijado, por efecto de:a)a) La transferencia excesiva de calor por parte de la resistencia La transferencia excesiva de calor por parte de la resistencia

(Ejemplo: Durante el arranque de la m(Ejemplo: Durante el arranque de la mááquina).quina).b)b) La generaciLa generacióón excesiva de calor por parte de los elementos de n excesiva de calor por parte de los elementos de

mezclado presentes en el tornillo de la extrusora.mezclado presentes en el tornillo de la extrusora.

La temperatura de extrusiLa temperatura de extrusióón sn sóólo puede ser controlada de lo puede ser controlada de manera precisa mediante la accimanera precisa mediante la accióón combinada de las bandas n combinada de las bandas de calentamiento elde calentamiento elééctrico y los ventiladores de cada zona. ctrico y los ventiladores de cada zona.

IMPORTANCIA DE LA TEMPERATURA EN LA FASE IMPORTANCIA DE LA TEMPERATURA EN LA FASE DE ALIMENTACION DE LA RESINADE ALIMENTACION DE LA RESINA

Sistema de enfriamiento de la garganta: Con la mayor parte Sistema de enfriamiento de la garganta: Con la mayor parte de los materiales polimde los materiales polimééricos, y en especial las poliolefinas, ricos, y en especial las poliolefinas, es necesario mantener la temperatura de la zona de es necesario mantener la temperatura de la zona de alimentacialimentacióón al tornillo, conocida como "garganta de n al tornillo, conocida como "garganta de alimentacialimentacióón", al menos a 50n", al menos a 50ººC por debajo de la temperatura C por debajo de la temperatura de fuside fusióón del poln del políímero. Una temperatura muy baja en la zona mero. Una temperatura muy baja en la zona de alimentacide alimentacióón impide que la fusin impide que la fusióón de la resina produzca la n de la resina produzca la adhesiadhesióón de la misma a la superficie del tornillo; minimizando n de la misma a la superficie del tornillo; minimizando el flujo de material por arrastre, y por lo tanto, el caudal el flujo de material por arrastre, y por lo tanto, el caudal extruido.extruido.

Generalmente, el uso de agua corriente permite mantener la Generalmente, el uso de agua corriente permite mantener la temperatura de la garganta en los ltemperatura de la garganta en los líímites deseados (Tmmites deseados (Tm--5050°°C); sin embargo, en ambientes calientes y con equipos de C); sin embargo, en ambientes calientes y con equipos de alto caudal de produccialto caudal de produccióón puede requerirse el uso de agua n puede requerirse el uso de agua enfriada en torres de enfriamiento o incluso, refrigerada.enfriada en torres de enfriamiento o incluso, refrigerada.

TEMPERATURA DE LA MASATEMPERATURA DE LA MASAEs importante mantener la temperatura de la masa, antes de la enEs importante mantener la temperatura de la masa, antes de la entrada al trada al cabezal, en un nivel bajo. Para un procesamiento inmejorable concabezal, en un nivel bajo. Para un procesamiento inmejorable con un un tornillo de barrera, el perfil de temperatura de las zonas de latornillo de barrera, el perfil de temperatura de las zonas de la extrusora extrusora debe ser del tipo "joroba" (debe ser del tipo "joroba" (““humpedhumped").").

Tener en cuenta que cada diseTener en cuenta que cada diseñño de tornillo es diferente por lo que el perfil o de tornillo es diferente por lo que el perfil de temperatura para cada caso determinado debe establecerse parade temperatura para cada caso determinado debe establecerse paralograr los mejores resultados. Igualmente se debe tener siempre lograr los mejores resultados. Igualmente se debe tener siempre en cuenta en cuenta que la temperatura de la que la temperatura de la úúltima zona no debe ser menor que la ltima zona no debe ser menor que la temperatura de fusitemperatura de fusióón del material, porque el poln del material, porque el políímero se solidificarmero se solidificaráá en la en la camisa de la extrusora si el tornillo deja de operar.camisa de la extrusora si el tornillo deja de operar.Una masa que no tiene una gradiente de temperatura uniforme a trUna masa que no tiene una gradiente de temperatura uniforme a travavéés s del flujo de la masa fundida tendrdel flujo de la masa fundida tendráá consecuentemente una gradiente no consecuentemente una gradiente no uniforme de viscosidad. Todos los diseuniforme de viscosidad. Todos los diseñños de cabezales por sistemas de os de cabezales por sistemas de simulacisimulacióón de flujo con computadoras asumen una viscosidad constante.n de flujo con computadoras asumen una viscosidad constante.

Perfil de la temperatura de "Joroba" de una extruso ra en ºC.

220220240180

Zona Nº 4Zona Nº 3Zona Nº 2Zona Nº 1

MOTORMOTOREl motor de la extrusora es el componente del equipo El motor de la extrusora es el componente del equipo responsable de suministrar la energresponsable de suministrar la energíía necesaria para a necesaria para producir: la producir: la alimentacialimentacióón de la resinan de la resina, , parte de su fusiparte de su fusióónn (70 a (70 a 80%), su 80%), su transportetransporte y el y el bombeo a travbombeo a travéés del cabezal y la s del cabezal y la boquillaboquilla..Los motores incorporados en las lLos motores incorporados en las lííneas de extrusineas de extrusióón son n son elelééctricos y operan con voltajes de 220 y 440 V.ctricos y operan con voltajes de 220 y 440 V.Las extrusoras modernas emplean motores DC (corriente Las extrusoras modernas emplean motores DC (corriente continua), ya que permiten un amplio rango de velocidades de continua), ya que permiten un amplio rango de velocidades de giro, bajo nivel de ruido y un preciso control de la velocidad. giro, bajo nivel de ruido y un preciso control de la velocidad. Se recomienda que la potencia de diseSe recomienda que la potencia de diseñño sea de 1 HP por o sea de 1 HP por cada 10 a 15 Ib/h de caudal, sin embargo para las cada 10 a 15 Ib/h de caudal, sin embargo para las aplicaciones de alto requerimiento de mezclado esta relaciaplicaciones de alto requerimiento de mezclado esta relacióón n puede llegar a ser de 1HP por cada 3 a 5 lb./h.puede llegar a ser de 1HP por cada 3 a 5 lb./h.La velocidad alcanzada por los motores resulta mLa velocidad alcanzada por los motores resulta máás elevada s elevada que la requerida por el tornillo. Las cajas reducen la velocidadque la requerida por el tornillo. Las cajas reducen la velocidadhasta en un 20:1.hasta en un 20:1.NOTA: NOTA: 1 libra = 453,6 gramos1 libra = 453,6 gramos

CABEZALCABEZALEl componente de la lEl componente de la líínea denominado cabezal, es el nea denominado cabezal, es el responsable de conformar o proporcionar la forma del responsable de conformar o proporcionar la forma del extrudado. extrudado. Componentes bComponentes báásicos de un cabezal de extrusisicos de un cabezal de extrusióón:n:

1.1. Plato rompedor Plato rompedor 2.2. FiltrosFiltros3.3. Boquilla Boquilla

PLATO ROMPEDOR Y FILTROSPLATO ROMPEDOR Y FILTROSEl plato rompedor es el primer elemento del cabezal El plato rompedor es el primer elemento del cabezal destinado a romper con el patrdestinado a romper con el patróón de flujo en espiral que el n de flujo en espiral que el tornillo imparte; mientras que la funcitornillo imparte; mientras que la funcióón de los filtros es la de n de los filtros es la de eliminar del extrudado parteliminar del extrudado partíículas y/o grumos provenientes de culas y/o grumos provenientes de impurezas, carbonizaciimpurezas, carbonizacióón, pigmentos y/o aditivos, etc. n, pigmentos y/o aditivos, etc. En lo que respecta a su diseEn lo que respecta a su diseñño, el plato rompedor no es mo, el plato rompedor no es máás s que una placa cilque una placa cilííndrica horadada. Por otro lado, las mallas ndrica horadada. Por otro lado, las mallas deben ser fabricadas con acero inoxidable.deben ser fabricadas con acero inoxidable.

FILTROSFILTROS CAMBIA FILTROCAMBIA FILTRO

FOTO CAMBIA FILTROFOTO CAMBIA FILTRO

TORPEDOTORPEDOAlgunos cabezales de extrusiAlgunos cabezales de extrusióón suelen presentar n suelen presentar en el ducto de acople entre la extrusora y el en el ducto de acople entre la extrusora y el cabezal, un elemento que contribuye con la cabezal, un elemento que contribuye con la funcifuncióón del plato rompedor (modificar el patrn del plato rompedor (modificar el patróón n de flujo en espiral a uno longitudinal). Por su de flujo en espiral a uno longitudinal). Por su geometrgeometríía, a este dispositivo se le suele a, a este dispositivo se le suele denominar torpedo (ver figura). denominar torpedo (ver figura).

Esquema de un torpedo de un cabezal de extrusión de película tubular.

ACOPLE DE CABEZAL

BOQUILLABOQUILLALa boquilla de extrusiLa boquilla de extrusióón es el componente del cabezal n es el componente del cabezal encargado de la conformaciencargado de la conformacióón final del extrudado. Se debe n final del extrudado. Se debe velar por que el polvelar por que el políímero fluya, con volumen y velocidad de mero fluya, con volumen y velocidad de flujo uniforme, alrededor de toda la circunferencia de la flujo uniforme, alrededor de toda la circunferencia de la boquilla, de manera de lograr espesores uniformes. Los boquilla, de manera de lograr espesores uniformes. Los disediseñños actuales de boquillas presentan dos secciones os actuales de boquillas presentan dos secciones claramente definidas (ver figura). claramente definidas (ver figura).

1.1. La cLa cáámara de relajacimara de relajacióón de la n de la boquilla tiene como propboquilla tiene como propóósito sito producir la desaceleraciproducir la desaceleracióón del n del material e incrementar el tiempo de material e incrementar el tiempo de residencia en la boquilla de manera residencia en la boquilla de manera tal que el poltal que el políímero relaje los mero relaje los esfuerzos impartidos por el paso a esfuerzos impartidos por el paso a travtravéés de los paquetes de filtros y el s de los paquetes de filtros y el plato rompedor. plato rompedor.

2.2. La cLa cáámara de descarga o salida (mara de descarga o salida (DieDielandland) produce el formado del perfil ) produce el formado del perfil deseado con las dimensiones deseado con las dimensiones requeridas. requeridas. Sección de una boquilla circular de extrusión.

ESPECIFICACIONES DE UNA ESPECIFICACIONES DE UNA BOQUILLABOQUILLA

Los parLos paráámetros bmetros báásicos para la especificacisicos para la especificacióón de una n de una boquilla son: el diboquilla son: el diáámetro y la abertura de la salida.metro y la abertura de la salida.

Son requeridos cuando la boquilla no es diseSon requeridos cuando la boquilla no es diseññada ada especespecííficamente para un determinado extrusor. ficamente para un determinado extrusor. Debido a que los fabricantes de extrusoras y boquillas Debido a que los fabricantes de extrusoras y boquillas no siempre son los mismos, el uso de adaptadores no siempre son los mismos, el uso de adaptadores suele ser comsuele ser comúún.n.

ADAPTADORESADAPTADORES

HUSILLO HUSILLO O O

TORNILLOTORNILLO

ALABES O FILETES O PALETA PISTONALABES O FILETES O PALETA PISTONLos alabes que recorren el husillo de un extremo al otro, son Los alabes que recorren el husillo de un extremo al otro, son los verdaderos impulsores del material a travlos verdaderos impulsores del material a travéés del extrusor. s del extrusor. Las dimensiones y formas que estos tengan, determinarLas dimensiones y formas que estos tengan, determinaráá el el tipo de material que se pueda procesar y la calidad de tipo de material que se pueda procesar y la calidad de mezclado de la masa al salirmezclado de la masa al salir

Profundidad del filete en la zona de alimentaciProfundidad del filete en la zona de alimentacióón: es la n: es la distancia entre el extremo del filete y la parte central del distancia entre el extremo del filete y la parte central del husillo o rahusillo o raííz del husillo. En esta parte los filetes son muy z del husillo. En esta parte los filetes son muy pronunciados con el objeto de transportar una gran cantidad pronunciados con el objeto de transportar una gran cantidad de material al interior del extrusor, aceptando el material sin de material al interior del extrusor, aceptando el material sin fundir y aire que esta atrapado entre el material sfundir y aire que esta atrapado entre el material sóólido.lido.

RELACION DE COMPRESIONRELACION DE COMPRESIONComo las profundidades de los alabes no son constantes, las Como las profundidades de los alabes no son constantes, las diferencias se disediferencias se diseññan dependiendo del tipo de material a an dependiendo del tipo de material a procesar, debido a que los plprocesar, debido a que los pláásticos tienen comportamientos sticos tienen comportamientos distintos al fluirdistintos al fluirLa relaciLa relacióón entre la profundidad del filete en la alimentacin entre la profundidad del filete en la alimentacióón y n y la profundidad del filete en la descarga, se denomina relacila profundidad del filete en la descarga, se denomina relacióón n de compreside compresióónnEl resultado de este cociente es siempre mayor a uno y El resultado de este cociente es siempre mayor a uno y puede llegar incluso hasta 4.5 en ciertos casospuede llegar incluso hasta 4.5 en ciertos casos

LONGITUD DEL TORNILLOLONGITUD DEL TORNILLO

La longitud influye en el desempeLa longitud influye en el desempeñño productivo de la mo productivo de la mááquina y quina y en el costo de esta.en el costo de esta.

Al aumentar la longitud del husillo, y consecuentemente del Al aumentar la longitud del husillo, y consecuentemente del extrusor, tambiextrusor, tambiéén aumenta la capacidad de plastificacin aumenta la capacidad de plastificacióón y la n y la productividad de la mproductividad de la mááquina.quina.

Otro aspecto que se mejora al incrementar la longitud es la Otro aspecto que se mejora al incrementar la longitud es la calidad del mezclado y homogenizacicalidad del mezclado y homogenizacióón del material. Este es n del material. Este es un factor muy importante cuando se procesan materiales un factor muy importante cuando se procesan materiales pigmentados o con master batch, de cargas o aditivos que pigmentados o con master batch, de cargas o aditivos que requieran incorporarse perfectamente en el productorequieran incorporarse perfectamente en el producto

DIAMETRO DEL TORNILLODIAMETRO DEL TORNILLOEs la dimensiEs la dimensióón que influye directamente en la capacidad de n que influye directamente en la capacidad de producciproduccióón de la mn de la mááquina. Generalmente crece en proporciquina. Generalmente crece en proporcióón con n con la longitud del equipo.la longitud del equipo.Al aumentar esta dimensiAl aumentar esta dimensióón debe aumentar la longitud del husillo, n debe aumentar la longitud del husillo, puesto que al aumento de la productividad debe ser apoyada por puesto que al aumento de la productividad debe ser apoyada por una mejor capacidad plastificante.una mejor capacidad plastificante.Con base a la estrecha relaciCon base a la estrecha relacióón existente entre longitud y din existente entre longitud y diáámetro metro del husillo se acostumbra especificar las dimensiones principaledel husillo se acostumbra especificar las dimensiones principales s del tornillo como una relacidel tornillo como una relacióón longitud/din longitud/diáámetro (L/D)metro (L/D)

Longitud (L)

Diámetro (D)

RelaciRelacióónn ttíípicapica L/D L/D de 16:1 a 32:1de 16:1 a 32:1

ESPECIFICACIONES DE UN ESPECIFICACIONES DE UN TORNILLOTORNILLO

ZONAS DE UN TORNILLOZONAS DE UN TORNILLO

ZONA DE ALIMENTACIONZONA DE ALIMENTACION

ZONA DE COMPRESIONZONA DE COMPRESION

ZONA DE DOSIFICACIONZONA DE DOSIFICACION

MODELOS DE FUSIONMODELOS DE FUSION

Modelo de fusión Extrusor de un solo filete

Modelo de fusiónExtrusor barrera

Aproximadamente el 80 % de la fusión del material es debido a la fricción.

TORNILLO BARRERATORNILLO BARRERA

FOTO TORNILLO TIPO BARRERAFOTO TORNILLO TIPO BARRERA

SECCIONES DE MEZCLADOSECCIONES DE MEZCLADO

MEZCLADO DISTRIBUTIVOMEZCLADO DISTRIBUTIVO

TIPO PINES

TIPO DULMAGE

TIPO SAXTON

TIPO AXON

MEZCLADO DISPERSIVOMEZCLADO DISPERSIVO

TIPO LE ROY

TIPO ZORRO

TIPO ANILLO

TIPO EGAN

COMPARACION DE TORNILLOSCOMPARACION DE TORNILLOS

TIPOS TIPOS DEDE

EXTRUSIONEXTRUSION

EXTRUSION DE PELICULA EXTRUSION DE PELICULA TUBULARTUBULAR

Consiste tConsiste tíípicamente en:picamente en:

1.1. ExtrusoraExtrusora2.2. Cabezal o dadoCabezal o dado3.3. Anillo de aire de enfriamientoAnillo de aire de enfriamiento4.4. Dispositivo estabilizador o calibrador de pelDispositivo estabilizador o calibrador de pelíículacula5.5. Dispositivo de colapsado de la burbujaDispositivo de colapsado de la burbuja6.6. Rodillo de tiro superiorRodillo de tiro superior7.7. EmbobinadoraEmbobinadora (de contacto o central)(de contacto o central)8.8. Torre estructural que soporta las partes Torre estructural que soporta las partes

anteriormente mencionadasanteriormente mencionadas

EXTRUSION DE PELICULA TUBULAREXTRUSION DE PELICULA TUBULARRodillos de paso

Tratador Corona

Rollo de Polietileno

Tolva de alimentación

Dado circular

Tornillo

Anillo enfriador

Globo

Inyector de aire

SOPLADO DE PELICULASOPLADO DE PELICULA

Extrusora

Cabezal/Soplador

Globo

Rodillo superior

Embobinadora

Aire frío

COEXTRUSION DE PELICULACOEXTRUSION DE PELICULAEl proceso de El proceso de coextrusicoextrusióónn de pelde pelíícula tubular, cobra cula tubular, cobra importancia por la gran versatilidad y variedad de pelimportancia por la gran versatilidad y variedad de pelíículas que culas que se pueden obtener. Entre sus usos se encuentra la se pueden obtener. Entre sus usos se encuentra la combinacicombinacióón de propiedades de dos distintos poln de propiedades de dos distintos políímeros para meros para obtener un producto con la suma de sus ventajas en una obtener un producto con la suma de sus ventajas en una pelpelíícula Scula Sáándwich, para obtener un espesor menor y reducir el ndwich, para obtener un espesor menor y reducir el costo del producto.costo del producto.Las diferencias bLas diferencias báásicas entre una lsicas entre una líínea de extrusinea de extrusióón de peln de pelíícula cula y una coy una co--extrusiextrusióón, se observan en la aparicin, se observan en la aparicióón de dos o mn de dos o máás s extrusores y la modificaciextrusores y la modificacióón del cabezal o dado con la adicin del cabezal o dado con la adicióón n de mde máás canales de flujo compatibilidad fs canales de flujo compatibilidad fíísica y condiciones de sica y condiciones de extrusiextrusióón similares.n similares.Cuando los polCuando los políímeros que van a formar una pelmeros que van a formar una pelíícula de varias cula de varias capas tienen compatibilidad fcapas tienen compatibilidad fíísica es posible que se unan sin la sica es posible que se unan sin la necesidad de utilizar sustancias intermedias que funcionen con necesidad de utilizar sustancias intermedias que funcionen con adhesivos. Por otra parte, si los materiales tienen condiciones adhesivos. Por otra parte, si los materiales tienen condiciones de extruside extrusióón parecidas se tendrn parecidas se tendráán menos problemas en los n menos problemas en los disediseñños del cabezal.os del cabezal.

EXTRUSION DE TUBO Y PERFILEXTRUSION DE TUBO Y PERFILConsiste en:Consiste en:

1.1. ExtrusoraExtrusora

2.2. CabezalCabezal

3.3. Unidad de formaciUnidad de formacióón o calibracin o calibracióónn•• CalibraciCalibracióón para tubern para tuberíía de pared lisa a de pared lisa

•• CalibraciCalibracióón para tubern para tuberíía de pared corrugadaa de pared corrugada

•• CalibraciCalibracióón externa utilizando vacn externa utilizando vacííoo

•• CalibraciCalibracióón interna utilizando presin interna utilizando presióónn

4.4. Batea de enfriamiento (por esperado, por inmersiBatea de enfriamiento (por esperado, por inmersióón)n)

5.5. Unidad de tiro Unidad de tiro (por oruga, de bandas, de rodillos)(por oruga, de bandas, de rodillos)

6.6. Unidad de corteUnidad de corte

7.7. Unidad de enrolladoUnidad de enrollado

UNIDAD DE

TIRO

EXTRUSION DE TUBO Y EXTRUSION DE TUBO Y PERFILPERFIL

Tolva de alimentación

Extrusora

Cabezal

Calibrador de vacío

Unidad de tiro

APLICACIONES DE LOS PRODUCTOS APLICACIONES DE LOS PRODUCTOS OBTENIDOS POR EXTRUSION DE TUBOOBTENIDOS POR EXTRUSION DE TUBO

Tubería a presión (PVC, HDPE)Tubería Conduit (PVC, HDPE)Tubería de conducción de drenaje y desagüeTubería para drenaje doméstico (PV)Tubería para instalaciones eléctricas (PVC, HDPE, LDP)Tubería para gas (PVC, HDPE)Mangueras (PVC)Tubería para uso médicoTubería para agua de riegoTubería Industrial (PVC, HDPE, PP)Tubería para conducción de agua potable (HDPE)

COEXTRUSION DE TUBERIACOEXTRUSION DE TUBERIA

Tiene su principal ventaja al poder usar materiales reciclados, Tiene su principal ventaja al poder usar materiales reciclados, pues produce tuberpues produce tuberíías en cuya parte interior se extruye as en cuya parte interior se extruye material reciclado y una cubierta exterior de material virgen qumaterial reciclado y una cubierta exterior de material virgen que e conserva una buena apariencia del producto y contiene conserva una buena apariencia del producto y contiene mayores cantidades de aditivos para la proteccimayores cantidades de aditivos para la proteccióón a los n a los ataques del medio ambiente.ataques del medio ambiente.En algunos usos elEn algunos usos elééctricos y de drenaje es vctricos y de drenaje es váálida esta prlida esta prááctica, ctica, ya que se pueden obtener productos de menor costo con ya que se pueden obtener productos de menor costo con buenas propiedades para las aplicaciones a las que se dirigen.buenas propiedades para las aplicaciones a las que se dirigen.Otro tipo de Otro tipo de coextrusicoextrusióónn se presenta en la tuberse presenta en la tuberíía corrugada, a corrugada, que requiere flexibilidad y resistencia mecque requiere flexibilidad y resistencia mecáánica pero con un nica pero con un pared interior lisa para evitar los estancamientos de los lpared interior lisa para evitar los estancamientos de los lííquidos quidos que se transporten.que se transporten.

EXTRUSION DE LAMINA Y PELICULA EN EXTRUSION DE LAMINA Y PELICULA EN DADO PLANODADO PLANO

Consiste en: Consiste en: 1.1. ExtrusoraExtrusora2.2. Cabezal o dado planoCabezal o dado plano

•• Tipo Tipo ““TT”” (normal y biselado)(normal y biselado)•• Tipo Tipo ““cola de pescadocola de pescado””•• Tipo Tipo ““gancho para ropagancho para ropa””

3.3. Rodillo de enfriamientoRodillo de enfriamiento4.4. Sistema de tiroSistema de tiro5.5. Equipo de corteEquipo de corte6.6. Unidad de embobinadoUnidad de embobinado

VERRODILLOS

TIPOS DE CABEZALESTIPOS DE CABEZALES

Tolva

TornilloDado

Rodillo enfriador

Rodillos de paso

TratadorCorona

Rollo de Polietileno

EXTRUSION DE LAMINA Y PELICULA EN EXTRUSION DE LAMINA Y PELICULA EN DADO PLANODADO PLANO

COEXTRUSION EN DADO PLANOCOEXTRUSION EN DADO PLANOAl igual que cualquier otro producto Al igual que cualquier otro producto coextruidocoextruido, la , la producciproduccióón de peln de pelíícula o lcula o láámina con distintas capas mina con distintas capas de dos o mde dos o máás materiales encuentra su principal s materiales encuentra su principal diferencia con respecto a una ldiferencia con respecto a una líínea de extrusinea de extrusióón n simple, en la construccisimple, en la construccióón del cabezal dado.n del cabezal dado.En el caso de pelEn el caso de pelíícula o lcula o láámina plana, se pueden mina plana, se pueden distinguir tres formas distintas de produccidistinguir tres formas distintas de produccióón de n de coextruccionescoextrucciones, dependiendo de la forma en que , dependiendo de la forma en que los flujos de los distintos materiales se encuentren los flujos de los distintos materiales se encuentren para formar una sola estructura: para formar una sola estructura:

1.1. Flujos separados dentro del cabezal y uniFlujos separados dentro del cabezal y unióón de n de materiales externamateriales externa

2.2. Flujos separados dentro del cabezal y uniFlujos separados dentro del cabezal y unióón en la n en la salidasalida

3.3. Flujos completamente juntos dentro del cabezal.Flujos completamente juntos dentro del cabezal.

APLICACIONES DE LOS APLICACIONES DE LOS PRODUCTOSPRODUCTOS

PelPelíícula plana (0.01 cula plana (0.01 –– 0.40 mm)0.40 mm)LaminacionesLaminacionesPelPelíículas culas encogiblesencogiblesPelPelíículas para envolturasculas para envolturasPelPelíículas para envasesculas para envasesPelPelíículas para bolsasculas para bolsasPelPelíículas para uso decorativoculas para uso decorativoPelPelíículas para paculas para paññalalPelPelíículas con relieveculas con relieveCintas adhesivasCintas adhesivasOtrasOtras

LLáámina termoformable (0.03 mina termoformable (0.03 –– 2.50 mm)2.50 mm)CubiertasCubiertasDesechablesDesechablesBlister PackBlister PackEnvasesEnvasesSkin PackSkin Pack

CoextrusionesCoextrusionesEnvases de productos quEnvases de productos quíímicosmicosEnvases de alimentosEnvases de alimentos

EXTRUSION PARA EXTRUSION PARA RECUBRIMIENTO DE CABLESRECUBRIMIENTO DE CABLES

Componentes de la lComponentes de la lííneanea

1.1. ExtrusoraExtrusora

2.2. CabezalCabezal•• Recubrimiento por presiRecubrimiento por presióónn

•• Recubrimiento por tuboRecubrimiento por tubo

3.3. Sistema de enfriamientoSistema de enfriamiento

4.4. Sistema de tiroSistema de tiro

5.5. EmbobinadoraEmbobinadora

6.6. Adicionales (Sistema de mediciAdicionales (Sistema de medicióón de pared, n de pared, probador de fuga de corriente, etc.)probador de fuga de corriente, etc.)

ESQUEMA DE EXTRUSION PARA ESQUEMA DE EXTRUSION PARA RECUBRIMIENTO DE CABLERECUBRIMIENTO DE CABLE

Aplicaciones de los productosAplicaciones de los productosAislante de fibra Aislante de fibra óópticapticaAislado de fibra Aislado de fibra óópticapticaCable finoCable finoCables telefCables telefóónicosnicosCables sencillos o trenzadosCables sencillos o trenzadosCable de alta tensiCable de alta tensióón con n con Polietileno entrecruzadoPolietileno entrecruzadoCable de alto Calibre.Cable de alto Calibre.

LINEAS DE PELLETIZACION Y LINEAS DE PELLETIZACION Y PRODUCCION DE COMPUESTOSPRODUCCION DE COMPUESTOS

Las lLas lííneas de mezclado y produccineas de mezclado y produccióón de compuestos, n de compuestos, en ten téérminos generales cumplen con las siguientes rminos generales cumplen con las siguientes funciones: Mezclado y Homogenizacifunciones: Mezclado y Homogenizacióón de Poln de Políímeros meros con Aditivoscon Aditivos•• Estabilizadores de temperatura y radiacionesEstabilizadores de temperatura y radiaciones•• Lubricantes de proceso Lubricantes de proceso •• Plastificantes y modificadores de impactoPlastificantes y modificadores de impacto•• Colorantes Colorantes •• Cargas Cargas •• Retardantes a la FlamaRetardantes a la Flama•• Agentes de entrecruzado Agentes de entrecruzado •• Agentes clarificantes Agentes clarificantes •• OtrosOtros

OTROS USOSOTROS USOS

AleaciAleacióón de poln de políímeros compatibles para obtener un meros compatibles para obtener un material de caractermaterial de caracteríísticas deseadas sticas deseadas HomogeneizaciHomogeneizacióón y obtencin y obtencióón de condiciones de flujo n de condiciones de flujo deseadas en poldeseadas en políímeros vmeros víírgenes rgenes FormaciFormacióón de Perlas o "pellets", que es la forma mn de Perlas o "pellets", que es la forma máás s prprááctica que pueden tener las resinas plctica que pueden tener las resinas pláásticas para sticas para su manejo, transportacisu manejo, transportacióón y alimentacin y alimentacióón de la n de la maquinaria de moldeo final.maquinaria de moldeo final.FiltraciFiltracióón de poln de políímeros que contengan smeros que contengan sóólidos y lidos y contaminantes insufriblescontaminantes insufriblesMezclas de material virgen con recicladoMezclas de material virgen con recicladoEliminaciEliminacióón de voln de voláátiles del poltiles del políímero.mero.

ADITIVOSADITIVOSEntre los aditivos que pueden ser agregados por el fabricante Entre los aditivos que pueden ser agregados por el fabricante de las resinas, encontramos:de las resinas, encontramos:

•• AntioxidantesAntioxidantes•• AntiestAntiestááticosticos•• Agentes nucleantesAgentes nucleantes

Entre los aditivos que pueden ser agregados por el fabricante Entre los aditivos que pueden ser agregados por el fabricante de envases encontramos:de envases encontramos:

•• PigmentosPigmentos•• AntioxidantesAntioxidantes•• Estabilizantes tEstabilizantes téérmicosrmicos•• Ayudantes del procesoAyudantes del proceso•• Modificadores de impactoModificadores de impacto•• AntiestAntiestááticosticos•• Agentes nucleantesAgentes nucleantes•• Cargas lubricantesCargas lubricantes•• cargascargas

ADITIVOS ANTIOXIDANTESADITIVOS ANTIOXIDANTES

Previene y/o retarda el proceso de oxidación térmica de los plásticos durante su procesamiento.

Oxidación:• Deterioro de las propiedades físicas• Entrecruzamiento• Cambios en la procesabilidad• Decoloración

ADITIVOS ANTIOXIDANTESADITIVOS ANTIOXIDANTES

ADITIVOS ANTIESTATICOS

Los plásticos son materiales no conductores y por tal motivo desarrollan cargas electrostáticas.

La acumulación de las cargas electrostáticas puede disminuirse mediante la adicción de un aditivo antiestático

No son compatibles con la resina por lo que migran a la superficie.

ADITIVOS ANTIESTATICOS

ADITIVOS ANTIESTATICOS

ADITIVOSAGENTES NUCLEANTES

La utilización de agentes nucleantes permite:

• Aumento de la rigidez de la pieza

• Mejora en el brillo

• Reducción de la resistencia al impacto

ADITIVOSAGENTES NUCLEANTES

DESCRIPCION DE LAS LINEAS DE COMPUESTOSDESCRIPCION DE LAS LINEAS DE COMPUESTOSLa especializaciLa especializacióón de una ln de una líínea de compuestos consiste en nea de compuestos consiste en que contenga un diseque contenga un diseñño que cumpla con las funciones de:o que cumpla con las funciones de:•• PlastificarPlastificar•• Mezclar y HomogeneizarMezclar y Homogeneizar•• DispersarDispersar•• Remover volRemover voláátilestiles•• Filtrar Filtrar •• PelletizarPelletizar

EQUIPO AUXILIAREQUIPO AUXILIARSilos de almacenaje de materia prima, de material (pellets) procSilos de almacenaje de materia prima, de material (pellets) procesado o esado o compuestocompuestoUnidad de premezclado continua o intermitente, que en ciertos caUnidad de premezclado continua o intermitente, que en ciertos casos sos mejoran notablemente la eficiencia de la lmejoran notablemente la eficiencia de la líínea completa.nea completa.Unidades de alimentaciUnidades de alimentacióón, que pueden ser: tornillos alimentadores, bandas n, que pueden ser: tornillos alimentadores, bandas sinfsinfíín gravimn graviméétricas, tolvas dosificadoras, vtricas, tolvas dosificadoras, váálvulas rotatorias, bombas de lvulas rotatorias, bombas de engrane, etc. Se eligen segengrane, etc. Se eligen segúún la precisin la precisióón requerida en la alimentacin requerida en la alimentacióón y el n y el estado festado fíísico del material alimentado (grano, polvo, lsico del material alimentado (grano, polvo, lííquido, etcquido, etcéétera).tera).Sistemas de protecciSistemas de proteccióón contra objetos extran contra objetos extrañños basado en principios os basado en principios mecmecáánicos, inductivos o magnnicos, inductivos o magnééticos.ticos.Sistemas de tamizados y cambio de tamiz para retenciSistemas de tamizados y cambio de tamiz para retencióón de partn de partíículas e culas e impurezas que pudieran pasar al extrusor.impurezas que pudieran pasar al extrusor.Unidades de pelletizaciUnidades de pelletizacióón con sistemas de transporte de pellets, neumn con sistemas de transporte de pellets, neumááticos ticos o por aguao por aguaEnfriadores o secadores de pellets, dependiendo del sistema del Enfriadores o secadores de pellets, dependiendo del sistema del transporte transporte anterioranteriorSistema de envasado del producto finalSistema de envasado del producto finalSistemas de control de temperatura del extrusor con calentamientSistemas de control de temperatura del extrusor con calentamiento elo elééctrico ctrico o por aceite y de enfriamiento con agua.o por aceite y de enfriamiento con agua.Combas de vacCombas de vacíío para extraccio para extraccióón de voln de voláátiles del poltiles del políímero.mero.Paneles centrales de control de instrumentos.Paneles centrales de control de instrumentos.

TIPOS DE LINEAS DE COMPUESTOS TIPOS DE LINEAS DE COMPUESTOS PARA TERMOPLASTICOSPARA TERMOPLASTICOS

Para Para PoliolefinasPoliolefinas•• Para resina fundidaPara resina fundida•• Para resina en soluciPara resina en solucióónn•• Para resina en PolvoPara resina en Polvo

Para plPara pláásticos sensibles a la temperaturasticos sensibles a la temperatura

Para polPara políímeros de estireno meros de estireno

Para plPara pláásticos de ingeniersticos de ingenierííaa

EXTRUSION DE DOBLE HUSILLOEXTRUSION DE DOBLE HUSILLOLa construcciLa construccióón de extrusores de dos husillos se n de extrusores de dos husillos se conoce desde mconoce desde máás de 50 as de 50 añños, originos, origináándose su ndose su desarrollo en Europa. desarrollo en Europa.

La dificultad principal en sus orLa dificultad principal en sus oríígenes era la genes era la complejidad requerida para los cojinetes de empuje y complejidad requerida para los cojinetes de empuje y en engranaje para la coordinacien engranaje para la coordinacióón del giro de los n del giro de los husillos. husillos.

Las razones principales del desarrollo y uso de Las razones principales del desarrollo y uso de extrusores doble husillo se ha enfocado a la extrusores doble husillo se ha enfocado a la transformacitransformacióón de materiales sensible a la n de materiales sensible a la temperatura y procesos especiales como formulacitemperatura y procesos especiales como formulacióón n de compuestos, reacciones qude compuestos, reacciones quíímicas, remocimicas, remocióón de n de volvoláátiles y otros.tiles y otros.

EXTRUSORAS BITORNILLOEXTRUSORAS BITORNILLOAumenta el transporte de materialAumenta el transporte de materialMejora la transferencia de calorMejora la transferencia de calorDisminuye la degradaciDisminuye la degradacióón del material por n del material por acciaccióón del calorn del calorMejora la acciMejora la accióón del bombeon del bombeoMejora el homogenizado de compuestos o Mejora el homogenizado de compuestos o aditivosaditivos

EXTRUSORAS BITORNILLOEXTRUSORAS BITORNILLO

Tornillos coTornillos co--rotantesrotantes

Tronillos contraTronillos contra--rotantesrotantes

Tornillos co-rotantes Tornillos contra-rotantes

FUNCIONES DE MEZCLADOFUNCIONES DE MEZCLADOExtrusores contraExtrusores contra --rotante Entrelazados:rotante Entrelazados: En este tipo de En este tipo de extrusores se utilizan cuando se requiere de una gran extrusores se utilizan cuando se requiere de una gran dispersidispersióón de los materiales como en el caso de n de los materiales como en el caso de masterbatchmasterbatchde color o de aditivos. Tambide color o de aditivos. Tambiéén se utiliza para aleaciones n se utiliza para aleaciones polimpolimééricas que requieran un mezclado intenso. Una ventaja de ricas que requieran un mezclado intenso. Una ventaja de estos equipos es que funcionan como bombas de estos equipos es que funcionan como bombas de desplazamiento positivo, facilitando cualquier operacidesplazamiento positivo, facilitando cualquier operacióón de n de extrusiextrusióón en ln en líínea sin necesidad de bombas de engranes.nea sin necesidad de bombas de engranes.Extrusores Extrusores CoCo--rotantes Entrelazados:rotantes Entrelazados: Estos extrusores se Estos extrusores se prefieren para prefieren para compoundingcompounding en volen volúúmenes mayores. Entre los menes mayores. Entre los husillos existe solo una pequehusillos existe solo una pequeñña separacia separacióón, forzando con esto n, forzando con esto al plal pláástico a circular por la periferia de los husillos, generando stico a circular por la periferia de los husillos, generando un patrun patróón de forma de "8". Por esta pequen de forma de "8". Por esta pequeñña separacia separacióón se n se crea un efecto de "autocrea un efecto de "auto--limpiezalimpieza”” de la superficie del otro.de la superficie del otro.Extrusores ContraExtrusores Contra --rotantes No Entrelazados:rotantes No Entrelazados: Los Los extrusores contraextrusores contra--rotantes no estrotantes no estáán en contacto n en contacto ííntimo, siendo ntimo, siendo por esta razpor esta razóón excelentes en los casos donde sn excelentes en los casos donde sóólo requiere un lo requiere un mezclado distributivo, es decir, que no requiera de una mezclado distributivo, es decir, que no requiera de una reduccireduccióón del taman del tamañño de los aditivos agregados. Tambio de los aditivos agregados. Tambiéén se n se usan en usan en desvolatilizacidesvolatilizacióónn de altas producciones.de altas producciones.

PARAMETROSPARAMETROSDE DE

CONTROLCONTROLDEDE

PROCESOPROCESO

PARAMETROS DE CONTROL DE PROCESOPARAMETROS DE CONTROL DE PROCESOTemperatura de ExtrusiTemperatura de Extrusi óón:n: El principal efecto de la modificaciEl principal efecto de la modificacióón de la n de la temperatura de extrusitemperatura de extrusióón es la viscosidad del poln es la viscosidad del políímero (su resistencia al mero (su resistencia al flujo). flujo). •• La selecciLa selecci óón de la temperatura de extrusin de la temperatura de extrusi óón debe hacerse de manera tal n debe hacerse de manera tal

que permita reducir el consumo de potencia del moto r de la extruque permita reducir el consumo de potencia del moto r de la extru sora a sora a valores tales que estvalores tales que est één en el intervalo de trabajo del equipo y, n en el intervalo de trabajo del equipo y, adicionalmente, se alcance una viscosidad del poladicionalmente, se alcance una viscosidad del pol íímero adecuada para su mero adecuada para su procesamiento. procesamiento.

•• La temperatura La temperatura óóptima de extrusiptima de extrusi óón de cada resina dependern de cada resina depender áá de su de su distribucidistribuci óón de pesos moleculares, representado desde el punto de vista n de pesos moleculares, representado desde el punto de vista reolreol óógico por su viscosidad y, mgico por su viscosidad y, m áás popularmente, por su s popularmente, por su ííndice de fluidez, ndice de fluidez, ééste ste úúltimo de vaga precisiltimo de vaga precisi óón. n.

•• Los efectos de la temperatura de extrusiLos efectos de la temperatura de extrusi óón se observan mn se observan m áás alls all áá de la de la salida de la boquilla. salida de la boquilla.

•• Los principales efectos de la temperatura de extrus iLos principales efectos de la temperatura de extrus ióón resultan reflejados n resultan reflejados en las caracteren las caracter íísticas de la superficie del material extrudado y el grado de sticas de la superficie del material extrudado y el grado de cristalizacicristalizaci óón del mismo. n del mismo.

•• Una de las propiedades mas afectada por la modifica ciUna de las propiedades mas afectada por la modifica ci óón de la temperatura n de la temperatura de extruside extrusi óón es la resistencia al impacto en los productos.n es la resistencia al impacto en los productos.

Velocidad de ExtrusiVelocidad de Extrusi óón:n: Generalmente en los procesos de extrusiGeneralmente en los procesos de extrusióón el n el objetivo de la optimizaciobjetivo de la optimizacióón de las variables de procesamiento es el logro del n de las variables de procesamiento es el logro del mmááximo caudal (Kg. de resina procesada por unidad de tiempo) que pximo caudal (Kg. de resina procesada por unidad de tiempo) que permita ermita la obtencila obtencióón de un producto de alta calidad.n de un producto de alta calidad.

PROBLEMAS Y SOLUCIONES DEL PROCESO DE EXTRUSIPROBLEMAS Y SOLUCIONES DEL PROCESO DE EXTRUSI ÓÓNNComo paso previo a emprender las acciones con miras a remediar pComo paso previo a emprender las acciones con miras a remediar problemas que roblemas que pudiesen presentarse durante este tipo de procesamiento, se sugipudiesen presentarse durante este tipo de procesamiento, se sugiere verificar primero:ere verificar primero:

1.1. ¿¿Existe alguna falla reportada en el equipo?. Existe alguna falla reportada en el equipo?. 2.2. ¿¿Se ha seguido cabalmente el procedimiento de arranque, funcionamSe ha seguido cabalmente el procedimiento de arranque, funcionamiento y parada del iento y parada del

equipo?.equipo?.3.3. ¿¿Se estSe estáán empleando las condiciones de operacin empleando las condiciones de operacióón recomendadas para la resina n recomendadas para la resina

utilizada?.utilizada?.¿¿Se han razonado las consecuencias de modificar las condiciones dSe han razonado las consecuencias de modificar las condiciones de operacie operacióón del n del equipo?.equipo?.

Las respuestas a estas preguntas pueden evitar que se emprendan Las respuestas a estas preguntas pueden evitar que se emprendan acciones correctivas acciones correctivas que tengan peores consecuencias que el inconveniente inicialmentque tengan peores consecuencias que el inconveniente inicialmente detectado. En caso e detectado. En caso de no conseguir solventar el problema mediante el ande no conseguir solventar el problema mediante el anáálisis de los cuatro puntos lisis de los cuatro puntos anteriormente cuestionados, a continuacianteriormente cuestionados, a continuacióón se presenta una lista de recomendaciones n se presenta una lista de recomendaciones para la solucipara la solucióón de frecuentes problemas en el procesamiento de resinas mediantn de frecuentes problemas en el procesamiento de resinas mediante la e la ttéécnica de extrusicnica de extrusióón. Finalmente un operador calificado debe estar siempre atento an. Finalmente un operador calificado debe estar siempre atento ante la nte la presencia de situaciones indicadoras de posibles fallas en el prpresencia de situaciones indicadoras de posibles fallas en el proceso, para ello se sugiere: oceso, para ello se sugiere:

a.a. Inspeccionar, ver: Inspeccionar, ver: ¿¿Se encuentran operando correctamente los sensores de temperaturaSe encuentran operando correctamente los sensores de temperatura, , presipresióón y controladores de temperatura?.n y controladores de temperatura?.¿¿Se encuentran todas las zonas de calentamiento dentro, por encimSe encuentran todas las zonas de calentamiento dentro, por encima o por debajo de la a o por debajo de la banda de control?.banda de control?.

b.b. Escuche: Escuche: ¿¿ El motor de la extrusora, los relays de los controladores de teEl motor de la extrusora, los relays de los controladores de temperatura, mperatura, tienen el sonido caractertienen el sonido caracteríístico?.stico?.

c.c. Sienta: Sienta: ¿¿Existe una vibraciExiste una vibracióón inusual en la reductora?. n inusual en la reductora?. ¿¿Se encuentra caliente o frSe encuentra caliente o fríía la a la llíínea de salida de agua de la garganta?.nea de salida de agua de la garganta?.

Es importante que en cada jornada se lleve un registro detalladoEs importante que en cada jornada se lleve un registro detallado de las fallas y anomalde las fallas y anomalíías as que se presentan en que se presentan en lala operacioperacióón de una extrusora, ya que esta informacin de una extrusora, ya que esta informacióón permite la n permite la realizacirealizacióón de ann de anáálisis para repotenciacilisis para repotenciacióón y/o reemplazo de equipos. n y/o reemplazo de equipos.

Causa: Adherencia en la boquilla, cabezal, filtros e incluso extrusor. Condiciones de procesamiento inadecuadas.Solución: Revisar estado de los filtros. Limpiar el cabezal, la boquilla o la extrusora. Purgue con otro material. Verificar la existencia de una posible fuente de contaminación.Validar las condiciones de procesamiento, ajuste si es necesario.

Presencia de impurezas, geles y/o puntosnegros.

Solución: Incrementarla temperatura de extrusión. Baja transparencia y/o brillo en el producto-

Causa: Inconvenientes en el sistema de alimentación. Formación de puentes de resina en la tolva.Solución: Revisar sistemas de control de temperatura.

Inestabilidad del caudal de producción.

Causa: Fluctuaciones en el flujo.Solución : Verifique ausencia de oscilaciones de la presión o la potencia del motor. Verificar la temperatura de la garganta. Verificar el correcto funcionamiento de los controladores de temperatura, resistencias, ventiladores.

Espesor no uniforme en la dirección longitudinal.

Causa: Calibrado de la boquilla.Solución : Calibre la boquilla centrada.

Espesor no uniforme en la dirección transversal.

Causa: Inconvenientes en la boquilla (partículas adheridas, maltratos, etc.), o condiciones de procesamiento inadecuadas.Solución: Limpie la boquilla. Verifique la existencia de daños en la misma. Valide las condiciones de procesamiento de la resina. Ajuste.

Líneas y marcas en la dirección de extrusión.

Posible causa y soluciónProblemas

Causa: Temperaturas de proceso no adecuadasSolución:• Verifique el correcto funcionamiento de las resistencias calefactoras.• Incremente el perfil de temperaturas, en especial en las últimas zonas.• Verifique el material, busque partículas extrañas, granos con otra forma o tonalidad (contaminación con otra resina).• Si su equipo tiene la opción, incremente la presión de retroceso, estrangulando el flujo depolímero hacia el cabezal.• Verifique el desgaste del tornillo o que este no sea el apropiado para la resina empleada.

Mala calidad del fundido

Causa: Temperatura de proceso inadecuada o presencia de volátiles en la resina.Solución:• Reduzca la temperatura de extrusión, cabezal y boquilla.• Reduzca la velocidad de extrusión.

Material con coloración amarillenta

Causa: Presencia de humedad en la resina o temperaturas inadecuadas del proceso.Solución:• Mala calidad del fundido (ver este problema).• Verifique la presencia de humedad en la resina, séquela si existe.• Verifique que no se produzca condensación en las paredes del molde, incremente la temperatura del agua de enfriamiento o disminuya el flujo de esta agua.• Verifique que no se produzca condensación en la garganta de la extrusora, incremente latemperatura del agua de enfriamiento o disminuya el flujo de esta agua.

Poros o burbujas

• Verifique los materiales (resina y concentrados de color), busque partículas extrañas, contaminación.• Disminuya el perfil de temperaturas.• Haga una limpieza profunda del cabezal, asegúrese que no se generen puntos de flujo muerto dentro del mismo; por ejemplo, por acoples inadecuados entre partes.• Cambie el lote de la concentrado y/o resina.• Contacte al proveedor del concentrado y/o la resina.

Puntos negros (continuación)

Posible causa y soluciónProblemas

Causa: Caudal de material inconstanteSolución:• Verifique la velocidad de halado del equipo permanece constante.• Asegurase que los dispositivos de control de tensión permitan mantener una tensión de halado constante.• Cerciórese que el caudal de extrusión bombeado por la extrusora permanece constante.• Evalúe la uniformidad del caudal de la extrusora, mediante: variación de la presión, velocidad de giro del tornillo y consumo de potencia (Puede presentarse en situaciones enlas que se opera una línea de alta velocidad a muy baja velocidad)• Revise la granulometría de la resina, pigmento y recuperado de alimentación.• Reduzca la temperatura de extrusión .• Aumente la temperatura del cabezal .• Limpie el cabezal y la boquilla .• Limpie el anillo de enfriamiento y el distribuidor de aire .• Revise centrado de la boquilla y alineación del cabezal .

Excesiva variación del espesor del material

Causa: Mal funcionamiento de los dispositivos de medición o calentadoresSolución:• Revise la operación del controlador detemperatura (2).• Verifique la correcta instalación del Termopar.• Verifique que el soplador que refrigera la zonaopera adecuadamente.

Sobre calentamiento de las zonas decalefacción del tornillo

• Verifique el funcionamiento adecuado de los controladores de temperatura.• Revise el contenido de volátiles y aditivos antioxidantes de la resina.

Material con coloración amarillenta (continuación)

Posible causa y soluciónProblemas

Existe un sin número de problemas que pueden afectar al proceso de extrusión, aquí solo se expusieron los mas significativos

FINFIN

ANEXOSANEXOS

ESQUEMAS DE UNIDADES DE TIRO ESQUEMAS DE UNIDADES DE TIRO (PULLERS)(PULLERS)

UTILIZACION DE MATERIAL UTILIZACION DE MATERIAL RECICLADORECICLADO

REFERENCIA

�MATERIAL RECICLADO

�MATERIAL VIRGEN

RODILLOSRODILLOS