Comprensión de la extrusión de plástico: una guía completa para los procesos de extrusión de plástico

La extrusión de plástico es un proceso muy común en el sector manufacturero actual. Permite crear muchos tipos diferentes de productos plásticos. El objetivo de este manual es ofrecer una explicación detallada del proceso de extrusión de plástico, incluidos los materiales utilizados, los aspectos técnicos y las aplicaciones del producto final. Se deben tener en cuenta los diferentes tipos de extrusión, el equipo utilizado para ello y las medidas de control de calidad, de modo que se cubran todas las bases desde un punto de vista profesional dentro de la industria o para alguien que recién comienza. Si desea mejorar lo que ya sabe sobre la extrusión o simplemente aprender los conceptos básicos, esta guía también está pensada para eso; aquí podrá encontrar información útil junto con las habilidades técnicas necesarias según sus necesidades y aspiraciones.

¿Qué es la extrusión de plástico?

Comprensión del procedimiento de extrusión de plástico

La extrusión de plástico es una técnica de fabricación en la que las materias primas plásticas se funden y se moldean hasta obtener un perfil constante. Para ello, se alimenta la tolva de una extrusora con pellets o gránulos de plástico. A continuación, este material plástico se transporta mediante un tornillo giratorio dentro de un barril calentado, donde se funde como resultado del calor de fricción interno inducido por el movimiento del tornillo y también de los elementos de calentamiento externos. Cuando está en forma líquida, pasa a través de matrices conformadas que le dan los perfiles transversales deseados. Más tarde, después de ser extruidos a partir de ellas, se enfrían rápidamente, generalmente utilizando muchos tanques llenos de agua fría o pasando sobre rodillos enfriados por ventiladores de aire, luego se solidifican antes de cortarlos en las longitudes requeridas o enrollarlos en carretes para su posterior procesamiento o almacenamiento; esta etapa es muy importante porque a través de ella podemos obtener diferentes tipos de productos como tuberías, películas, etc.

¿Cómo funciona una extrusora?

Una extrusora funciona colocando gránulos de plástico en el cilindro con tornillos giratorios que garantizan una fusión uniforme. El movimiento causado por la acción mecánica mueve los plásticos a lo largo, lo que hace que se fundan debido a las unidades de calentamiento externas y la fricción interna hasta que alcanzan un estado fundido, por lo que son empujados hacia afuera a través de matrices que les dan forma continua en perfiles. Después de que esto suceda, estas formas deben enfriarse rápidamente para que no se deformen mientras aún están calientes, ya sea utilizando algunos tanques llenos de agua fría (los que han sido equipados con unidades de enfriamiento para poder regular más fácilmente su temperatura) o simplemente haciendo pasar. El enfriador se airea sobre los rollos hasta que se endurece y luego se corta en los puntos del tamaño requerido o se enrolla en carretes para su uso posterior.

Usos habituales de la extrusión de plástico

Normalmente, la extrusión de plástico se utiliza en diferentes sectores para fabricar muchas cosas. A continuación se muestran algunas de las aplicaciones comunes:

• Tuberías y tubos: se utilizan en trabajos de plomería, dispositivos médicos y entornos industriales.
• Películas y láminas: son necesarias para fines de embalaje, como cubiertas o revestimientos agrícolas.
• Perfiles – Se pueden emplear para realizar marcos de ventanas o tapajuntas, entre otros.
• Aislamiento: esto es importante cuando se trata de cableado eléctrico, revestimiento de cables, etc.

Estos usos aprovechan su eficiencia y versatilidad para cumplir con requisitos específicos para la producción en masa a través de tecnologías de extrusión de plástico.

¿En qué se diferencia la extrusión de plástico personalizada del moldeo por inyección?

Diferenciación de extrusión del moldeo por inyección

Los dos procesos son fundamentales para la fabricación, pero sus propósitos varían y funcionan de manera diferente. Por ejemplo, en la extrusión de plástico, el plástico fundido se empuja continuamente a través de una matriz para que pueda producir un perfil largo y uniforme, que luego se enfría y se corta a la longitud requerida. Este procedimiento continuo particular es bueno para la producción en masa de cosas como láminas, tubos o películas. Se utiliza ampliamente en las industrias del plástico de todo el mundo.

Por otro lado, el moldeo por inyección consiste en inyectar plásticos fundidos en cavidades cerradas de moldes donde se enfrían y endurecen, creando así una pieza precisa, a menudo intrincada. En otras palabras, funciona bien con formas complejas o piezas detalladas como componentes de automóviles, entre otros, que necesitan producir grandes cantidades a la vez. Aunque la extrusión es más adecuada para artículos con secciones transversales uniformes, el moldeo por inyección funciona mejor cuando se fabrican con precisión grandes cantidades de componentes intrincados.

Cuándo elegir extrusión de plástico personalizada

Al decidir si optar o no por una extrusión de plástico personalizada para sus necesidades de fabricación, hay algunas cosas que deben tenerse en cuenta.

• Longitud y uniformidad del producto – Si se necesita una longitud continua combinada con una sección transversal uniforme (por ejemplo, tubos, tuberías, perfiles de ventanas), entonces el proceso de extrusión se convierte en la opción más adecuada.
• Producción de alto volumen – Al ser un método de producción continuo, la extrusión demuestra ser altamente eficiente en términos de producción de grandes cantidades, lo que la hace rentable para la producción en masa.
• Versatilidad de materiales – Se pueden utilizar plásticos como termoplásticos y elastómeros con este proceso porque tiene la capacidad de manejar una variedad de ellos, lo que brinda más opciones al momento de seleccionar materiales.
• Personalización y flexibilidad – Permite cambiar fácilmente la forma y el tamaño modificando el molde durante la producción, lo que permite posibilidades de personalización más amplias a través de diferentes formas y tamaños.
• Consideraciones de costos – En comparación con el moldeo por inyección, los costos de herramientas son a veces altos, especialmente para productos que tienen una geometría simple junto con tiradas de producción de gran volumen.

Beneficios del moldeo por inyección

El moldeo por inyección tiene muchos beneficios para la fabricación de grandes volúmenes y geometrías de piezas complejas, entre ellas:

• Precisión y coherencia: Puede crear piezas complejas con tolerancias estrechas que coinciden con todos los demás artículos producidos.
• Eficiencia: Después de realizar el molde inicial, esta técnica se vuelve altamente eficiente ya que se necesita un período corto para producir muchas piezas dentro de cada ciclo.
• Flexibilidad de materiales: Se pueden utilizar diferentes termoestables, termoplásticos o elastómeros y, por lo tanto, se pueden aplicar en diversas industrias.
• Baja producción de residuos: A menudo se reutilizan materiales adicionales, lo que reduce el desperdicio de materia prima y garantiza la rentabilidad.
• Acabado y Detallado: El proceso puede tener superficies con acabado fino en los componentes junto con detalles complejos, eliminando así cualquier necesidad de operaciones secundarias.

¿Cuáles son las categorías de plástico utilizadas en la extrusión?

¿Qué plásticos se utilizan habitualmente para la extrusión?

• Polietileno (PE): Se usa comúnmente debido a su flexibilidad, asequibilidad y resistencia a la humedad y los productos químicos. Se utiliza ampliamente en envases, tuberías y películas plásticas.
• Polipropileno (PP): Este material tiene un alto punto de fusión, lo que lo hace ideal para aplicaciones donde se necesita resistencia química o propiedades mecánicas, como piezas de automóviles, bienes de consumo o textiles.
• CLORURO DE POLIVINILO: Este tipo de plástico es conocido por ser duradero y tener una gran resistencia a la tracción; así, puede utilizarse en materiales de construcción como tuberías o perfiles, entre otros.
• Poliestireno (PS): La rigidez de los paneles aislantes junto con su fácil procesabilidad hacen que se empleen frecuentemente para este propósito, pero también para cubiertos desechables como platos, etc., materiales de embalaje, etc.
• ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno): Su naturaleza resistente combinada con cualidades de resistencia al impacto hacen del ABS una excelente opción cuando se buscan diferentes tipos de plásticos adecuados para carcasas de diversos productos electrónicos y componentes de la industria automotriz; además, los bienes de consumo se beneficiarían al utilizar este tipo particular debido a su robustez, incluso si pueden caerse ocasionalmente durante el uso.

Elegir el material plástico correcto

Hay muchos factores que intervienen en la selección de un material plástico apropiado para extrusión:

• requerimientos de aplicacion: Considere qué nivel de resistencia mecánica, resistencia térmica y estabilidad química es necesario para satisfacer las necesidades específicas de su aplicación.
• Condiciones de procesamiento: También hay que tener en cuenta una serie de cosas sobre cómo se comportará un determinado tipo o grado al ser sometido al punto de fusión, propiedades de flujo o al ser extruido en diferentes condiciones como velocidad, entre otras; esto incluye, entre otros, saber si tiene algún comportamiento específico, como si cambia de color, etc.
• Factores económicos: Otra consideración importante implica equilibrar la relación costo-beneficio con el rendimiento: si bien algunos materiales pueden ser más baratos, también podrían tener un rendimiento deficiente en volúmenes mayores, lo que puede hacer necesario utilizar otros más caros (o viceversa).
• Cumplimiento normativo: También asegúrese de que lo que elija cumpla con todos los estándares y regulaciones de seguridad relevantes de la industria, como FDA o REACH, por ejemplo, ya que estos se aplican solo si estamos hablando de componentes clave de una extrusora de plástico.
• Impacto medioambiental: Finalmente, se debe considerar si ciertas opciones son más sostenibles que otras en función de aspectos como su clasificación de reciclabilidad y qué tan bien se alinean con objetivos ambientales más amplios.

Características de los plásticos extruidos

• Requisitos de uso: La resistencia mecánica, la resistencia térmica y la estabilidad química deben ser apropiadas para la aplicación prevista.
• Condiciones de Tramitación: La sustancia debe tener un punto de fusión correcto, propiedades de flujo adecuadas y permanecer estable durante la extrusión, que son componentes clave en cualquier extrusora de plástico.
• Factores financieros: Elija un material que sea rentable pero que funcione lo suficientemente bien, especialmente cuando se trata de grandes cantidades durante la producción.
• Cumplimiento de las normas: Asegúrese de que el material elegido cumpla con todos los estándares industriales necesarios, así como con las reglas de seguridad establecidas por organizaciones como la FDA o REACH.
• Implicaciones para el medio ambiente: Tenga en cuenta la facilidad con la que se puede reciclar para convertirlo en otro producto o su sostenibilidad para poder alcanzar los objetivos medioambientales.

¿Cuáles son algunos aspectos positivos y negativos del plástico de extrusión?

Pros de los procesos de extrusión

Los procesos de extrusión tienen numerosas ventajas. En primer lugar, permiten una producción continua, lo que resulta muy eficiente en la fabricación a gran escala. Este método se puede utilizar para fabricar perfiles transversales complejos que se adaptan a aplicaciones específicas mejor que cualquier otro proceso. Además, funciona con muchos tipos diferentes de materiales, como plásticos, metales, compuestos, etc. Otra gran ventaja de este procedimiento es que es rentable, ya que se producen pocos residuos durante la fabricación, y también se permite el uso del material reciclado. Además, los productos fabricados mediante extrusión tienen buenas propiedades mecánicas junto con características de calidad constantes a lo largo de su volumen o densidad. Por último, esta técnica se puede combinar fácilmente con otros métodos como la coextrusión, mejorando así la funcionalidad de las estructuras multicapa.

Contras de los métodos de extrusión de plástico

Con todos estos beneficios también vienen algunas desventajas; sin embargo, uno no debe olvidarlas cuando piensa en utilizar estos sistemas en su entorno de trabajo. Una desventaja importante está relacionada con las variaciones dimensionales, especialmente notables cuando se trabaja con formas más grandes o más complicadas durante las etapas de fabricación, lo que da lugar a irregularidades entre los lotes producidos, un aspecto perjudicial tanto para la apariencia final como para el rendimiento. Además, los gastos de configuración inicial (maquinaria más herramientas) pueden resultar costosos, lo que lo hace poco rentable para tiradas cortas realizadas a pequeña escala. Aparte de eso, las propiedades térmicas junto con la sensibilidad de las características de fluidez plantean otro desafío donde un control inadecuado causa defectos como deformaciones, llenado incompleto de rugosidades superficiales, etc. Además, en comparación con otros procesos como el moldeo por inyección, la capacidad de extruir diseños muy detallados puede ser limitada.

¿Cómo funciona el proceso de fabricación de plástico?

Pasos en el proceso de extrusión de plástico.

1. Alimentación: La extrusora se carga con materia prima plástica, que suele presentarse en forma de pellets o gránulos, a través de una tolva.
2. Derritiendo: El tornillo que gira dentro del barril calienta lentamente el material plástico en bruto a medida que avanza, haciendo que se derrita hasta alcanzar un estado líquido uniforme.
3. Mezclando: Para garantizar la uniformidad de la temperatura y la consistencia en todo momento, aquí es donde los plásticos fundidos se mezclan adecuadamente, una etapa esencial en cualquier tecnología de extrusión de plástico.
4. Extrusión: Al final de una extrusora hay una matriz que fuerza a los plásticos fundidos a pasar a través de ella, adquiriendo la forma del perfil transversal requerido.
5. Enfriamiento: Se puede utilizar aire o agua para enfriar los plásticos extruidos hasta que solidifiquen sus formas.
6. Corte: Después del endurecimiento hasta obtener un sólido, se cortan las longitudes especificadas o se enrollan en carretes para su posterior manipulación con máquinas cortadoras.
7. Postprocesamiento: Podría haber procesos adicionales como el recocido, la impresión o el recubrimiento que se realizan en plásticos extruidos para llegar a las especificaciones del producto final.

La función de los rodillos de enfriamiento y los tornillos giratorios

En el proceso de extrusión de plástico, los rodillos de enfriamiento y los tornillos giratorios desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la consistencia y calidad de los productos.

Rollos de enfriamiento: Estos son dispositivos que se utilizan para reducir la temperatura de los plásticos que se extruyen cuando salen de los moldes para solidificarlos en las formas requeridas. El propósito principal para el cual funcionan los rodillos de enfriamiento es mantener el enfriamiento a un ritmo igual, evitando así torceduras, contracción desigual debido al calor o cualquier otra deformación térmica. En su mayoría funcionan con aire o agua, lo que ayuda a controlar la velocidad a la que se enfrían las cosas.

Tornillos giratorios:Estos tornillos cumplen varias funciones mientras se encuentran dentro de los cilindros de las extrusoras. Entre sus funciones se incluyen transportar materias primas compuestas de plásticos y aplicar la tensión de corte necesaria para que se fundan de manera uniforme y se mezclen de manera uniforme, de modo que la composición se mantenga constante en todo momento. Además, estos componentes controlan las propiedades de flujo de la masa fundida regulando las características de diseño de los tornillos, así como las velocidades de funcionamiento, lo que afecta directamente a la calidad del artículo terminado en relación con las temperaturas alcanzadas durante la fusión.

Etapas detalladas en la extrusión de plástico personalizada.

1. Elección de materiales: El proceso comienza seleccionando la categoría de plásticos más adecuada en función de las propiedades necesarias para el producto terminado. Las opciones podrían ser poliestireno, polietileno o PVC, entre otras.
2. Preparación de materiales: Normalmente, el tipo de plástico elegido se presenta en pellets, que pueden necesitar secado o mezclarse con aditivos para darles las cualidades requeridas.
3. Alimentación: Los pellets de plástico preparados se introducen en una tolva conectada a una extrusora.
4. Fusión y mezcla: Dentro de la extrusora, unos tornillos giratorios mueven los gránulos a través de zonas calentadas, que los derriten uniformemente y los mezclan bien para que siempre haya una composición uniforme en todo el material.
5. Extrusión: La matriz da forma al plástico fundido en perfiles de sección transversal deseados a medida que sale a través de su orificio de apertura, donde tres placas se encuentran en ángulos rectos: una placa vertical (conocida como estacionaria) opuesta a dos horizontales (llamadas móviles).
6. Enfriamiento: Se puede utilizar aire o agua para enfriar después de que se haya realizado la extrusión, de modo que el plástico se enfríe y se solidifique en la forma requerida; Los rodillos se utilizan para enfriar uniformemente, evitando así cualquier distorsión.
7. Corte: Posteriormente, los plásticos formados se cortan en longitudes determinadas o se enrollan en carretes para su almacenamiento hasta que estén listos para su uso en otros procesos de fabricación, como materiales de embalaje, etc.
8. Postprocesamiento: Se pueden realizar tratamientos adicionales como tratamiento térmico (recocido), impresión de superficie y recubrimiento si es necesario para alcanzar las especificaciones del producto final.

¿Qué tipo de productos podemos fabricar mediante extrusión de plástico?

Comprensión de los plásticos extruidos

Los plásticos extruidos son una amplia clase de productos que incluyen, entre otros, tubos, tuberías, burletes, cintas adhesivas, marcos de ventanas, aislamiento de cables y piezas con formas personalizadas para diversas industrias. Estos perfiles se pueden fabricar para cumplir con requisitos dimensionales y funcionales específicos con mucha precisión, asegurando así que se ajusten a ciertos usos especializados como componentes automotrices, materiales de construcción o bienes de consumo, entre otros.

Tubos de plástico y sus usos

Debido a su versatilidad y durabilidad, los tubos de plástico producidos mediante proceso de extrusión se utilizan en muchas aplicaciones diferentes. En el campo médico, actúa como vía intravenosa, catéter o instrumento quirúrgico debido a la biocompatibilidad con el cuerpo humano, así como a la flexibilidad requerida durante estos procedimientos. El uso industrial incluye sistemas de protección de cables para transferencia de fluidos y líneas de aire/gas donde la resistencia a los productos químicos debe ser alta, junto con la dureza contra el desgaste provocado por el movimiento constante. Los bienes de consumo, como las mangueras de jardín que se encuentran en nuestros hogares, también entran en esta categoría, ya que deben resistir condiciones climáticas adversas y, al mismo tiempo, poder doblarse fácilmente en las esquinas sin doblarse ni romperse por completo en los puntos de unión. Por lo tanto, los tubos de plástico se pueden utilizar para una amplia gama de aplicaciones gracias a su capacidad de manipularse en diferentes formas durante la etapa de extrusión para satisfacer con precisión las distintas necesidades.

Láminas y películas de plástico: aplicaciones y ventajas

La versatilidad y resistencia que exhiben las láminas/películas de plástico después de ser producidas mediante el proceso de extrusión las hacen indispensables en muchas áreas. Los materiales de protección de superficies, como el plástico de burbujas, se incluyen en usos comunes junto con artículos de embalaje como bolsas, mientras que la cinta aislante eléctrica también sirve para fines decorativos, entre otras cosas, como la prevención de cortocircuitos causados cuando los cables entran en contacto accidentalmente entre sí debido a la abrasión brusca. superficies donde pasan uno sobre otro repetidamente. Las barreras de vapor utilizadas en las construcciones actúan como aislamientos contra la pérdida de humedad de las paredes interiores y exteriores, respectivamente, evitando así el crecimiento de moho detrás de esas estructuras, lo que podría causar riesgos para la salud de los ocupantes que respiran las esporas liberadas por estos hongos durante su período de crecimiento.

Esto es bueno para las empresas que quieren comunicarse con su audiencia, pero no tienen el tiempo ni los recursos.

Fuentes de referencia

Extrusión de plástico

Extrusión

El plastico

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuáles son los diferentes tipos de extrusión de plástico?

R: Las principales categorías de extrusión de plástico son la extrusión de películas, la extrusión de tubos, la extrusión de láminas y la extrusión de perfiles. Cada tipo tiene funciones específicas y se puede utilizar para producir cosas como películas, tubos u hojas, entre otras formas hechas de plástico.

P: ¿Cuáles son los beneficios de la extrusión de plástico?

R: Las extrusiones de plástico ofrecen varias ventajas, entre ellas; tasas de producción de alta velocidad; rentabilidad; capacidad para hacer formas complejas; La versatilidad de los materiales utilizados y la producción continua permiten fabricar grandes cantidades de producto mediante extrusión.

P: ¿Qué es una extrusora de plástico y cómo funciona?

R: Una extrusora de plástico es una máquina que calienta bolitas de plástico hasta que se vuelven líquidas y luego las exprime a través de un troquel en diferentes formas. El material fundido caliente sale del tornillo, que toma la forma del molde, produciendo elementos como láminas o varillas dependiendo de los troqueles que se utilizaron durante la producción.

P: ¿Qué tipo de materiales se utilizan en la extrusión de plástico?

R: Los plásticos comúnmente empleados durante este proceso de fabricación incluyen, entre otros, polietileno (PE), cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno (PP) y poliestireno (PS). Estas sustancias permiten a los diseñadores crear diversos productos como tubos o perfiles, entre otros.

P: ¿Cuáles son algunos productos comunes creados mediante el uso de una máquina extrusora?

R: Los ejemplos típicos serían láminas/películas (como las utilizadas en la industria del embalaje), tuberías/tubos, sellos climáticos, terrazas, barandillas, etc., todas estas formas complejas producidas a través de plásticos extruidos con perfiles. Estos artículos encuentran una amplia aplicación en muchos sectores debido a su versatilidad y facilidad con la que se pueden fabricar en las formas deseadas.

P: ¿En qué se diferencia del método de moldeo por inyección?

R: A diferencia del moldeo por inyección, donde se crean piezas discretas una a la vez llenando cavidades con resinas fundidas en condiciones de alta presión, dando lugar a objetos como tapas o contenedores, etc., aquí se producen por extrusión longitudes continuas con secciones transversales uniformes. máquinas. Los materiales comúnmente utilizados en este proceso incluyen, entre otros, el polietileno (PE), que da como resultado láminas de película para tuberías, mientras que el poliestireno da lugar a formas como las que se encuentran en los materiales de embalaje.

P: ¿Puede darme una breve explicación del proceso de extrusión de plástico?

R: El proceso de extrusión de plástico implica introducir perlas de plástico en una extrusora de plástico donde se calientan hasta un estado fundido mediante calor. Luego, el plástico fundido se empuja a través de una matriz que toma su forma formando productos continuos como láminas, tubos o perfiles que se utilizan ampliamente en diferentes sectores. A medida que salen del troquel, estas formas continúan siendo enfriadas y solidificadas por la línea de extrusión.

P: ¿Qué hace que los fabricantes utilicen extrusión de plástico durante la producción?

R: Las empresas manufactureras utilizan la extrusión de plástico porque es muy eficiente y pueden trabajar con muchos materiales sin interrupción para obtener más cantidades continuamente a un precio más económico. Esta tecnología también admite perfiles multifacéticos y capacidad de creación de formularios.

P: ¿A qué nos referimos cuando hablamos de perfiles y formas en relación con la extrusión de plásticos?

R: En el contexto de este campo; Los perfiles se refieren a diseños o configuraciones específicas, mientras que las formas representan secciones transversales formadas durante una operación de extrusión, como ranuras en T, canales o perfiles personalizados utilizados en obras de construcción, entre otros, como componentes de la industria automotriz, sector de fabricación, plantas de producción de bienes de consumo, etc.

P: ¿Qué es la extrusión de películas y cuáles son sus aplicaciones?

R: La extrusión de película es un método utilizado en el procesamiento de plásticos que funde las materias primas en láminas delgadas llamadas películas. Estas películas llegan a los materiales de embalaje, especialmente aquellos necesarios para la conservación de alimentos, pero no se limitan a ellos, ya que los suministros médicos también las necesitan y varios artículos vendidos en tiendas envueltos con plásticos fabricados mediante esta técnica también se incluyen en su amplia gama de aplicaciones, como bolsas para empacar ropa cuando se viaja envolturas retráctiles destinadas a proteger los aparatos electrónicos contra partículas de polvo durante el transporte, entre muchos otros ejemplos que se encuentran en empresas minoristas que atienden las necesidades diarias de los clientes.