¿Qué es una Máquina de Moldeo por Extrusión?
Las máquinas de moldeo por extrusión son máquinas que fabrican productos moldeados, como tubos y láminas, calentando el material de entrada para ablandarlo y extruirlo con un tornillo cilíndrico.
La materia prima se transforma a partir de pellets o material picado en diversas formas, como tubos redondos o cuadrados, tubos, conductos o láminas, en función de la forma de la matriz. Las materias primas se alimentan sucesivamente desde la tolva, lo que permite una producción continua. Esto es útil para la producción en serie.
En el moldeo por extrusión se da una forma mediante una matriz, que luego se endurece mediante un proceso de enfriamiento, como agua o aire, para mantener la forma. Cuando está suficientemente endurecido, se retira y se corta para formar el producto. La extrusión tiene una larga historia y una amplia gama de aplicaciones, desde el procesado de alimentos hasta el moldeo de metales y plásticos.
Usos de las Máquinas de Moldeo por Extrusión
Las máquinas de moldeo por extrusión se utilizan para transformar metales como el aluminio y el cobre, o materias primas plásticas termoplásticas en productos moldeados, una vez calentados y fundidos y dados forma por una matriz. Tomando como ejemplo la producción de fibras sintéticas a partir de plástico, el plástico trenzado se obtiene extrayendo el plástico fundido de la salida de la extrusora mientras se enfría y se estira.
Las extrusoras también pueden utilizarse para la producción continua de espumas. El plástico fundido se funde introduciendo a presión el agente espumante en el plástico fundido. A medida que el agente espumante es empujado fuera de la salida de la matriz hasta la presión atmosférica, la diferencia de presión hace que el agente espumante se libere, dando lugar a un cuerpo de espuma.
Aparte del sector industrial, otra aplicación de las máquinas de moldeo por extrusión es el procesado de productos alimenticios. como salchichas, pasta y fideos de vacuno y comida para mascotas. Las máquinas de moldeo por extrusión pueden calentarse añadiendo vapor, lo que reduce los microorganismos presentes en el alimento y, al mismo tiempo, saponifica el almidón.
Principios de las Máquinas de Moldeo por Extrusión
La función de una máquina de moldeo por extrusión parece sencilla, el dar forma a las materias primas disueltas. Sin embargo, para obtener un producto estable, es importante optimizar las condiciones en varios ámbitos en función de la materia prima y la forma deseada.
En primer lugar, la materia prima introducida en la tolva se ajusta a una velocidad constante mediante un alimentador de peso o similar para evitar atascos, y el cilindro se llena con la materia prima. El calentador del cilindro calienta la materia prima para ablandarla, y la velocidad del tornillo se ajusta mientras se aplica la presión adecuada para extrudir el material y obtener la forma deseada, como un tubo o una barra.
El material extruido se enfría lo suficiente para conservar su forma en una unidad de refrigeración antes de volver a tomarse y cortarse. La clave es el control de la temperatura en cada fase del proceso. Si la temperatura del material extruido es demasiado alta, es posible que no se conserve la forma dada a la salida de la matriz debido a la alta viscosidad y al tiempo necesario para el enfriamiento.
Asimismo, en el proceso de enfriamiento, si la velocidad de enfriamiento es demasiado rápida, el producto moldeado se deformará, lo que puede provocar su rotura. Además del calentamiento procedente del calentador, el calentamiento de la extrusora también genera calor por fricción entre el tornillo y el material o entre los materiales.
Esto provoca oscilaciones de temperatura (hunting), incluso cuando las temperaturas fijadas y reales son controladas y ajustadas automáticamente por la máquina.
Tipos de Máquinas de Moldeo por Extrusión
Las máquinas de moldeo por extrusión se clasifican según la construcción de la extrusora, la geometría de la matriz y los métodos de post-procesamiento. Las extrusoras también pueden dividirse en sistemas de un eje y de varios ejes, en función del número de husillos.
Cuando se utilizan varias materias primas, no sólo es necesario fundirlas, sino también mezclarlas uniformemente, por lo que suelen utilizarse extrusoras multieje con un alto rendimiento de mezcla. En función de la materia prima, hay que determinar la configuración de los tornillos y el sentido de giro.
La forma del producto moldeado de la materia prima viene determinada en gran medida por la forma de la boquilla, llamada matriz, de la extrusora. Por ello, los tipos de moldeo por extrusión suelen denominarse según la forma de esta matriz y el proceso posterior. Las formas típicas son los tubos, las barras y las láminas.
Además de las formas estándar, también pueden moldearse formas complejas y obtenerse productos moldeados de varias capas. También pueden fabricarse productos de espuma extruida añadiendo un agente espumante.