El documento describe el proceso de extrusión de polímeros. La extrusión implica calentar y hacer fluir un polímero fundido a través de una boquilla para darle forma. Existen diferentes tipos de extrusoras y la tecnología se usa para producir una variedad de productos como películas, placas y mezclas multicapas.

1. Extrusión Proceso de
Tecnología de materiales
Fco. Javier González Madariaga
Luis Alberto Rosa Sierra

4. Extrusión
La extrusión de polímeros es un proceso
industrial, en donde se realiza una acción de
prensado, moldeado del plástico, que por flujo
continuo con presión y empuje, se lo hace
pasar por un molde encargado de darle la
forma deseada.
El polímero fundido es forzado a pasar a
través de un dado también llamado boquilla,
por medio del empuje generado por la acción
giratoria de un husillo (tornillo sinfín) que gira concéntricamente en una cámara
a temperaturas controladas llamada cañón, con una separación milimétrica
entre ambos elementos.
El material polimérico es alimentado por medio de una tolva en un extremo de
la máquina y debido a la acción de empuje se funde, fluye y mezcla en el cañón
y se obtiene por el otro lado con un perfil geométrico preestablecido.

5. Razones importantes para su uso
a) Una vez arrancado el proceso, la producción
es continua; a diferencia de otras técnicas
cíclicas, como la inyección.
b) Permite obtener piezas difíciles o incosteables
si se obtuvieran por otro proceso.
c) Los costos de las herramientas suelen ser
comparativamente más bajos que los de otros
procesos.
Limitaciones del proceso
d) El costo de las máquinas extrusoras y del
equipo auxiliar es usualmente elevado.
e) Los productos obtenidos por extrusión son las
más de las veces materiales que requieren de
otra transformación para su uso final.

6. Esquema de una extrusora
En la extrusión de polímeros el material en forma de pelets se alimenta a un cilindro de extrusión,
donde se calienta y se le hace fluir a través del orificio de un dado por medio de un tornillo giratorio
(gusano), como se ilustra en la figura 2.30. Los dos componentes principales del extrusor son el cilindro y
el tornillo. El dado no es un componente del extrusor, sino una herramienta especial que debe fabricarse
con el perfil particular a producir.
FIGURA 2.30 Componentes y características de un extrusor (de tornillo único) para
plásticos y elastómeros. La relación L/D está reducida para mayor claridad del dibujo.
El diámetro interno del cilindro extrusor fluctúa típicamente entre 25 a 150 mm. El cilindro es largo
con respecto a su diámetro con una relación L/D usualmente ente 10 y 30. Las relaciones más grandes
se usan para materiales termoplásticos, mientras que los valores más bajos de L/D son para elastómeros.
La tolva que contiene el material de alimentación se localiza en un extremo del cilindro. Los pelets se

7. Het proces geeft redelijk veel vormvrijheid. Profielen met meerdere holtes het zeer geschikt voor het produceren van grote aantallen producten en/of De nauwkeurigheid van het proces hangt af van meerdere factoren. Bij het komt door het elastische gedrag van het materiaal. Gevolg hiervan is dat de wanddiktes een vervorming in het profiel optreden (vb kromtrekken). Om dit na het verlaten van de matrijs. Voor het verkrijgen van grotere nauwkeurigheid In de eenheid wordt het matriaal tegen de gaaf gepolijste wanden gedrukt, koelen.
Las variables de
control que intervienen
en este proceso son:
temperatura y
velocidad de giro del
husillo.....aunque existe
una variable mas
importante sobre la
que no se tiene
control: la fricción
(shear heating)
Varianten in het extrusieproces zijn buisextrusie, draadmantelextrusie, plaatextrusie Materials:
Flujo de extrusión

8. Los tipos de extrusoras son:
De husillo sencillo
De doble husillo
Co-extrusoras
Extrusoras de película
Extrusoras de placas

9. Extrusión doble husillo
Mejor mezcla
(especialmente con cargas)
Más torque
Mayor efecto
de cizalla
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Corto tiempo de residencia del fundido en la unidad de
plastificación = mejor calidad de fundido.
Auto limpieza de los elementos del tornillo debido al
entrelazado.
Desgasificado de materiales higroscópicos = no se
necesita secador.
Diseño compacto de maquina = se requiere menos
espacio
Cilindro y tornillo en material especial y diseño modular
alta flexibilidad, larga vida
Motor CA con enfriamiento por agua = menor carga
térmica en el ambiente, bajo nivel de ruido, casi sin
mantenimiento
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11. Línea de extrusión
para mezclas

12. Granzeadora

13. Extrusión multicapa

14. 67
posibilidad de termosellado de las capas exteriores, a la vez
protegen de la humedad la capa central de EVOH, que
aporta una alta impermeabilidad al oxígeno.
Oxígeno
Olores
3.10 Funcionalidad de un sistema multicapa
Solventes orgánicos
Vitaminas, aromas
CO2, N2
Extrusión multicapa
Diferentes efectos, de acuerdo
a los tipos de plásticos usados

15. MD
EExxttrruussiióónnddeeppeellííccuullaammuullttiiccaappaa
Figura 4.23 Esquema representativo del frente de flujo tipo parábola que aparece
durante la coextrusión MABS+TPU
A Coextrusor
BB EExxttrruussoorr
C Coextrusor
D Coextrusor
B1 Dobletornillo
B2 Monotornillo
A,C,D Coextrusores
127
Actualmente los mas
avanzados filmes pueden
incorporar hasta 7 capas
MAP (Modified
atmosphere packaging)
Problema Control de
viscosidades diferentes

16. MAP (Modified atmosphere packaging)
Oxígeno
Aluminio
PET
EVOH Etilen-Vinil-Alcohol
PVDC Cloruro de polivinilideno
Nylon
EVA
LLDPE PE linear baja densidad
H20
Aluminio
PET
LLDPE
EVA
Nylon
PVDC
EVOH
Mayor brillo
Menor Opacidad!
Mejor apariencia en vida de anaquel

17. 
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EVOH
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Uso de nano-arcillas para mejora de efecto barrera

18. Pruebas de caracterización
sobre films

19. través de un empaque cernidor y de una placa rompedora para enderezar las líneas de flujo. Luego fluye
hacia el interior de la entrada convergente del dado, forma diseñada generalmente para mantener el flujo
laminar y evitar los puntos muertos en las esquinas que podrían presentarse cerca del orificio. La fusión
fluye entonces a través de la abertura misma del dado.
FIGURA 2.32 (a) Vista lateral de la sección de un dado de extrusión para formas sólidas
regulares como material redondo; (b) vista frontal del dado con el perfil de la extrusión.
La dilatación en el dado es evidente en ambas vistas. Algunos detalles de construcción del dado están simplificados o se omiten para mayor claridad.
UMSS – Facultad de Ciencias y Tecnología Ing. Mecánica – Tecnología Cuando el material deja el dado todavía está suave. Los polímeros con alta viscosidad son los mejores candidatos para la extrusión, ya que durante el enfriado mantienen mejor enfriado se realiza por soplo de aire, por rociado con agua o pasando la extrusión en una de agua. Algunas veces se estira la extrusión para compensar la expansión de la dilatación FIGURA 2.33 (a) Sección transversal del dado mostrando el perfil requerido para obtener
Tipos de dados
Para formas no redondas, la abertura del dado se diseña con una sección ligeramente diferente del
perfil deseado, así el efecto de la expansión en el dado provee la corrección de la forma. Esta corrección
se ilustra en la figura 2.33 para una sección cuadrada. La forma de la sección del dado depende del
material a extruir, ya que los diferentes polímeros exhiben diferentes grados de dilatación en el dado. Se
requiere considerable habilidad y juicio para diseñar un dado para secciones transversales complejas.
FIGURA 2.32 (a) Vista lateral de la sección de un dado de extrusión para formas sólidas
regulares como material redondo; (b) vista frontal del dado con el perfil de la extrusión.
La dilatación en el dado es evidente en ambas vistas. Algunos detalles de la
construcción del dado están simplificados o se omiten para mayor claridad.
Capitulo II
102
(b) un perfil cuadrado de extrusión.
Cuando el material deja el dado todavía está suave. Los polímeros con alta viscosidad de fusión,
son los mejores candidatos para la extrusión, ya que durante el enfriado mantienen mejor la forma. El
enfriado se realiza por soplo de aire, por rociado con agua o pasando la extrusión en una cuba o depósito
de agua. Algunas veces se estira la extrusión para compensar la expansión de la dilatación en el dado.
FIGURA 2.34 Vista lateral del corte de un dado de extrusión para formar secciones

20. Software simulación extrusión
Vel® Extruder
Virtual extrusion laboratory
Compuplast® Extrusion calculator
Compuplast.com

21. Extrusión película orientada
E X TRUSION: C AST- Laminaciones

23. Extrusión
película
bi-orientada
La orientación biaxial consiste en el
estiramiento de la película de
extruida en dos direcciones
perpendiculares, la película es
estirada longitudinalmente en la
dirección de la máquina y es seguida
por un estiramiento en la dirección
transversal de la misma, lo cual le
otorga una elevada orientación y
excelentes propiedades tensiles en
ambas direcciones.

24. Esquema extrusión película

25. Esquema extrusión película

26. Video “Así se hace” de Discovery Channel

29. Extrusiósnoplo

31. El proceso de extrusión-soplo
es en una sola etapa y
no en dos a diferencia del
inyección soplo.
Aquí no existe la inyección,
sólo es aire, y por medio de
una tira de plástico (vela o
manga) se determina la
longitud que debe de tener
para que cuando cierre el
molde, se inicie el proceso de
inyectar aire para que la resina
empiece a tomar la forma del
molde que la contiene.

32. Este proceso es
común para utilizarse
con resinas como PE
de alta y baja
densidad y/o PP.
Sin embargo, existen
un diverso número
de resinas que
pueden ser
trabajados bajo este
mismo proceso.

33. Las ventajas de este sistema son:
Simplicidad
Versatilidad
Bajo costo en el precio de los equipos
con respecto a otras tecnologías

35. Esquema extrusión soplo

36. Esquema extrusión soplo

38. Video máquina extrusión-soplo sencilla

39. Video máquina extrusión-soplo 8 botellas

40. Software simulación extrusión soplo

41. Fin