Extrudare

Schematică a unui extruder:
1. şurub
2. Se încarcă buncăr
3. Matricea
4. Produsul extrudat

matrițe de extrudare

Extrudarea este un industrial proces de producție de deformare plastică , care permite producerea de piese cu o secțiune constantă (de exemplu tuburi, bare, profile, foi). Este utilizat pentru materiale metalice (cum ar fi oțel , aluminiu , plumb sau cupru ), materiale plastice (cum ar fi cauciucul sau materialele termoplastice ) și , în general , pentru acele materiale care au ridicat plasticitate . ^[1]

fundal

Putem găsi urme de primele încercări de procese de extrudare încă de la sfârșitul secolului al 19 - lea, dar numai la sfârșitul celui de al doilea război mondial a făcut creșterea în dezvoltarea de materiale termoplastice , cum ar fi polipropilena si polietilena se asigura că aceste procese a obtinut statutul tehnologiilor principale utilizate pentru prelucrarea maselor plastice ^[2]

Descrierea procesului

Extrudare constă în mod esențial în forțând prin comprimarea materialului, în stare păstoasă, să treacă printr - o formă ( „matrice“ sau „die“) care reproduce forma exterioară a piesei de obținut. ^[3] În cazul în care secțiunea este gol, va exista un nucleu care va reproduce profilul cavității interne. La ieșirea matricei, materialul este răcit sau, în cazul cauciucului , supus vulcanizării . În cazul materialelor plastice , comprimarea materialului amonte al matriței este obținut printr - un simplu sau dublu șurub melcat ( șurub Arhimede ), care împinge materialul spre capul de extrudare. În cazul materialelor plastice, materialul este introdus sub formă de granule ( „ granule “) sau sub formă de pudră; căldura produsă prin frecarea cu pereții extruderului și prin rezistențe electrice provoacă la „topi“ (în cazul polimerilor cristalini) sau „înmoaie“ (în cazul polimerilor amorfe sau semi-cristaline). În cazul textile fibre , capul de extrudare se numește matriță . Pentru metale, piston mașini sunt utilizate.

Prin intermediul unor măsuri adecvate (matrici cu piese în mișcare) , este posibil să se obțină profile din cauciuc cu secțiune variabilă, cum ar fi , de exemplu , unele tipuri de garnituri pentru autovehicule uși.

Directă și extrudare inversă

Scheme de o directă (sus) și invers (de jos) proces de extrudare.

Extrudare poate avea loc în conformitate cu două metode:

extrudare directă
extrudare inversă.

În cazul extrudare directă, materialul este comprimat pe de o parte de către piston și iese pe partea opusă, unde matrița este poziționată. Cu alte cuvinte, direcția de curgere a materialului este concordantă cu mișcarea pistonului. În acest caz, forța necesară pentru extrudare scade constant odată cu scăderea cantității de material care urmează să fie extrudat în interiorul containerului. În partea finală a procesului va exista o creștere a forței necesare pentru extrudare deoarece materialul, care a devenit foarte subțire, va fi capabil să iasă în afară radial din matrice.

În cazul extrudare inversă, pe de altă parte, matrița este solidară cu pistonul, care are o cavitate centrală, astfel încât să permită produsului extrudat la ieșire, în direcția opusă mișcării pistonului.

În extrudare inversă există avantajul de a avea mai mici forțe de frecare . De fapt, nu există nici o mișcare relativă între material și peretele recipientului. Presiunile pe care, pe de altă parte, pot fi exercitate prin acțiunea pistonului sunt mai mici decât în cazul extrudării directe și rămân aproape constante pe întreaga durată a procesului.

Coextrusion

Același subiect în detaliu: Coextrusion .

Vedere în secțiune a unui produs obținut prin coextrudare.

O variantă a procedeului de extrudare este coextrudare , în care diferite materiale sunt prelucrate simultan, care ies din matrice cuplate, astfel încât, de exemplu, garnituri cu un miez rigid (care acționează ca un suport) și o parte exterioară moale (care garantează etanseitate bun).

Pultruzie

Același subiect în detaliu: pultruziune .

Pultruziune (din limba engleză tras-extrudare, sau „pull“ și „extrudare“) este un proces similar de extrudare, care permite obținerea profilelor din material plastic armat cu fibre, de exemplu , polimeri armate cu carbon sau sticlă fibre .

In aceasta tehnologie fibrele sunt trase prin matrice, și în același timp , materialul plastic ( în general , termorigid este extrudat), impregnarea și încorporarea lor. Produsele sunt tuburi , stâlpi și elemente similare structurale cilindrice.

Materiale

Unele materiale care pot fi prelucrate prin extrudare sunt:

PVC: clorura de polivinil
PE: polietilena
PP: polipropilena
PA: poliamidă
HDPE: polietilenă de înaltă densitate
LDPE: polietilenă de joasă densitate
ABS: acrilonitril copolimer stiren - butadienă
PC: policarbonat
SBR: stiren - butadienă
PMMA: polimetilmetacrilat
TPU: poliuretan termoplastic .

Produse

Cu extrudare, de exemplu, plăci , țevi și profile fără sudură pot fi fabricate cu o secțiune constantă pe toată lungimea lor, dar și ghiduri din plastic laminat sau tuburi flexibile de lungime nedeterminată și , în general înfășurate pe rolele.

Prin intermediul unei variante particulare de extrudare, numită „ turnare prin suflare “ (în limba engleză de formare prin suflare), acestea sunt fabricate în recipiente de material plastic, cum ar fi sticle sau cutii , dar și pentru rezervoarele de combustibil. In formare prin suflare, un tub flexibil extrudat ( „ preformă «sau» parison “) este înconjurat de o matriță și suflat cu aer comprimat pe peretele interior al matriței.

Aproape toate pastele (lungi și paste scurte) este produs prin extrudare. La ieșirea din lanțul de aprovizionare, pastele se taie și se usucă .

Multe cărămizi , cum ar fi cărămizi solide și tubulare, sunt produse prin extrudare și tăierea argilă.

profile din aluminiu extrudat
Suprafețele înotătoare obținute prin extrudare
Polimerica produs obținut prin extrudare

Notă

^ Munca Enciclopedică Review , p. 433.
^ Mașini de extrudare - De la primele polimeri la procedee moderne termoplastice
^ In realitate, forma lanțului de aprovizionare poate fi mai mult sau mai puțin diferită de forma produsului obținut. De exemplu, în cazul materialelor plastice, umflarea fenomen determină diferențe între forma produsului și forma lanțului de aprovizionare.

Bibliografie

AA.VV., Muncii Enciclopedică opinie, 1935-1951, prima ed., Milano, Editions de muncă, 1951.
Serope Kalpakjian, Steven R. Schmidt, Tehnologie mecanica, ed. A 2, Milano, Pearson, 2014.