Estrusione Flashcards
Descrive il principio dell’estrusione.
→ Il materiale (polimero in granuli mescolato con additivi e cariche) è inserito in un cilindro riscaldante attraverso una tramoggia.
→ Il materiale poi fonde ed è trasferito e compresso da uno o più viti verso la testa del cilindro.
→ La massa fusa passa attraverso una filiera (ad alta pressione) e solidifica all’esterno formando un solido continuo a sezione uniforme di elevata lunghezza (poi tagliato in una lunghezza adatta).
Come è costruito l’estrusore del processo di estrusione?
→ Abbiamo un cilindro riscaldante che dentro ha una vite (elettrico o oleodinamico) che ruota continuamente.
→ La vite ha anche un diametro esterno che determina la produzione oraria
★ Viti da 20-50 mm (100 kg/h)
★ Viti da 100-150 mm (600-1000 kg/h)
→ L’estrusore comprende anche una testa, una filiera, una tramoggia
Come sono fatti i profili per l’estrusione?
→ Profili estrusi:
→ Realizzati in PVC, PE, PC, PMMA, PS
→ Quelli più semplici sono quelli a sezione aperta (senza cavità chiuse).
★ Qui la filiera è un blocco di acciaio resistente al calore, e qui è ricavata un apertura frontale che corrisponde alla sezione del profilo.
★ La sezione dell’apertura:
→ È uniforme sull’intero spessore
→ Può variare dalla forma circolare alla forma finale dell’estruso
★ Nel secondo caso, la filiera è costruita a settori. La divisione in settori semplifica la lavorazione dell’apertura mediante fresatura (sarebbe più difficile a blocchi di grande spessori perché richiederebbe frese più lunghi e soggetti a inflessioni e rotture).
★ Al passaggio attraverso la filiera, la massa fusa subisce una compressione trasversale dovuta alla sezione di passaggio più stretta.
→ Profili cavi:
→ Hanno una forma semplice (come tubi)
→ Hanno una filiera speciale per ottenere cavità nella sezione
★ La filiera ha un anima metallica per dare forma alla superficie interna
★ L’anima è tenuta in posizione da un supporto inserito nel corpo di filiera; il supporto è forato per permettere il passaggio della massa fusa in più flussi separati.
★ Spesso l’anima è forata assialmente e collegata a un circuito di aria compressa.
Descrivi la linea di estrusione per profili o tubi.
→ La linea di estrusione comprende:
→ L’estrusore
→ Calibratore (per rifinire le dimensioni del tubo)
→ Una vasca di raffreddamento in acqua
→ Un caterpillar (per tenere teso il profilo evitandone l’inflessione)
→ Una trancia (per tagliare il profilo nella lunghezza desiderata)
★ Se il tubo o profilo è flessibile, a valle del caterpillar si trova una bobinatrice per avvolgerlo in un rotolo adatto al trasporto.
Come sono fatti i fogli e pellicole per l’estrusione?
→ Si può fare la produzione di fogli estrusi fino a spessori di 20-30 mm.
★ Per spessori oltre 1,5 mm si producono anche fogli non estrusi (colati).
→ Il minimo spessore pratico delle pellicole può essere 0,02 mm.
→ I materiali più usati per la produzione di questi due sono: PVC, PE, PP (termoplastici a basso costo).
Descrivi l’attrezzatura dei fogli e pellicole.
→ Sono apparati complessi e costosi.
→ Sono costituiti da componenti di alta precisione e finitura (per la perfetta uniformità di spessore, densità, l’assenza di difetti nel prodotto).
→ Il tipo più semplice di attrezzatura è la filiera ad attaccapanni.
→ Un blocco di acciaio è diviso in due parti sovrapposte.
→ In entrambi delle parti è ricavata metà dell’apertura che ha un tratto cilindrico di imbocco dal quale si diramano due canali trasversali.
★ Questi permettono alla plastica fusa di allargare fino alla dimensione trasversale del prodotto, dopo l’intero flusso è incanalato in una fessura più sottile.
Descrivi la linea di estrusione per fogli e pellicole.
→ Rulli di finitura (riducono progressivamente lo spessore dell’estruso).
→ Rulli di trazione (mettono in trazione l’estruso impedendogli di afflosciarsi).
→ Trancia
→ Un dispositivo di accumulo dei fogli o bobinatrice per pellicole
Descrivi le proprietà delle pellicole estruse.
→ Hanno resistenza maggiore in lunghezza che in direzione trasversale.
→ Per ottenere buone caratteristiche meccaniche si ricorre all’estrusione in bolla:
→ Una filiera per tubi rivolta verso l’alto estrude un tubo caldo e deformabile (spessore 1,5-2 mm).
→ Il tubo viene gonfiato da aria compressa, aumentando di diametro e riducendo il suo spessore a meno di 0,25 mm.
★ L’estruso subisce un allungamento in direzione circonferenziale, che ne aumenta la sua resistenza trasversale.
→ Il tubo gonfiato è intercettato da rulli di guida e rulli di afferraggio.
→ Una taglierina divide la bolla in due pellicole separate.
★ Molte pellicole estruse in bolla sono prodotte in PP bioientato.
In che altro metodo possiamo produrre i profili/tubi e fogli/pellicole?
→ Questi possono essere anche coestrusi (prodotti in diversi materiali estrusi da cilindri separati).
→ Questi cilindri possono essere disposti orizzontalmente o verticalmente nella macchina.
→ Diversi flussi convergono in una filiera comune, che li salda tra loro e li fa uscire nella stessa direzione.
→ Nei profili coestrusi diversi materiali formano sezioni adiacenti per costruire un unico profilo con colori o materiali diversi.
→ Nei fogli e pellicole coestruse, materiali diversi sono sovrapposti a strati.
Quali sono le altre applicazioni dell’estrusione?
→ Rivestimenti per tessuti
→ Guaine per cavi elettrici
→ Reti (netting) in PVC
→ Pellet per stampaggio
Che tipo di materiale possiamo utilizzare con estrusione?
→ Un materiale ideale deve avere bassa fluidita, basso ritiro, e bassa rigidezza.
→ Termoplastici amorfi (PVC, PS, PC, PMMA, ABS, CA):
→ Sono più facili da estrudere e adatti per profili complessi.
→ Termoplastici cristallini (PE, PP, PA):
→ Sono difficili da estrudere e sono adatti per profili semplici.
→ Gomme reticolate (neoprene, SBR, NBR):
→ Permette di ottenere guarnizioni ed elastici da cancelleria.
Quali sono alcune caratteristiche degli estrusi?
→ Gli spessori devono essere uniformi per evitare distorsioni e risucchi dovuti al ritiro durante raffreddamento (per fogli: > 0,25 mm, per pellicole: 0,02-0,25 mm, spessore massimo: 20-30 mm).
→ Gli angoli del profilo devono essere sempre raccordati con raggio di almeno metà dello spessore.
→ Bisogna evitare cavita nidificate (cioé disposte l’una all’interno dell’altra), o nervature interne sporgenti di lunghezza superiore allo spessore.
→ E’ possibile disegnare cavita aperte anche di forma rientrante, da realizzare senza necessità di anime e aria compressa.
★ La larghezza di una cavita non può essere troppo stretta in rapporto alla sua profondità (perché in caso contrario la filiera potrebbe soggetta a vibrazioni o rotture).
Quali sono i vantaggi dell’estrusione?
→ Minimo tempo ciclo
→ Basso costo degli stampi
Quali sono gli svantaggi dell’estrusione?
→ Limitazione sulle forme ottenibili
→ Swelling, spigoli, nervature interne, cavità
★ Swelling: distorsione durante l’estrusione. Il materiale accumula energia di deformazione a compressione e la restituisce all’uscita dalla filiera quando la compressione viene meno. Di conseguenza, l’estruso si rigonfia verso l’esterno alterando le dimensioni e forma.
