Definizione estrusione
L'estrusione descrive il processo in cui i dispositivi di trasporto (estrusori) utilizzano il principio funzionale della vite di Archimede per spingere uniformemente una massa da solida a viscosa fuori da un'apertura di formatura sotto alta pressione e alta temperatura. Si creano così corpi con la sezione trasversale dell'apertura, detta estrusa, di lunghezza teoricamente qualsiasi. Vi supportiamo in questi processi complessi con i nostri dispositivi di termoregolazione per un controllo ottimale della temperatura.

Struttura e funzione di un estrusore
Fondamentalmente un estrusore è costituito da un albero a vite, che si trova nel cilindro della vite e il cui diametro interno corrisponde approssimativamente al diametro esterno della vite. All'estremità anteriore del cilindro è presente un'apertura di scarico chiamata ugello. La vite è montata all'estremità posteriore del cilindro della vite. Qui si trova l'azionamento, che nella maggior parte dei casi è costituito da un motore elettrico e da un riduttore. Questo ingranaggio dell'estrusore è responsabile della rotazione dell'albero della vite. Nella maggior parte dei casi, il materiale da lavorare viene alimentato continuamente nel cilindro tramite una tramoggia sopraelevata. Se il materiale è composto da più componenti, è importante che la composizione della miscela venga dosata in modo preciso e riproducibile. A seconda del meccanismo di controllo utilizzato si distingue tra dosaggio gravimetrico e volumetrico.

Se per l'estrusione sono necessari componenti aggiuntivi, questi possono essere introdotti nel cilindro della vite, ad esempio tramite valvole a spillo o un'alimentazione laterale: questa è la cosiddetta coestrusione. Nella lavorazione della plastica questi materiali possono essere, ad esempio, coloranti (masterbatch), agenti antinvecchiamento, plastificanti o fibre rinforzanti.

Controllo della temperatura di un estrusore – con un termostato di processo di Tool-Temp

Processo di estrusione: ben supportato nel controllo della temperatura con i dispositivi di controllo della temperatura di Tool-Temp
Un estrusore può svolgere una varietà di compiti. Può essere utilizzato per miscelare, compattare, miscelare, degasare e granulare la massa. A seconda del materiale di base e del prodotto finale desiderato vengono utilizzati diversi metodi di costruzione. Si distingue tra estrusori a pistone, a vite, bivite e a rulli planetari.

L'estrusione tramite estrusore è un processo versatile per la lavorazione di elastomeri e termoplastici, ma anche di alimenti e mangimi.

L'estrusione è diventata un importante elemento dell'ingegneria di processo nell'industria delle materie plastiche e alimentare, nonché nel settore del riciclaggio. I prodotti di estrusione risultanti sono molto diversi. Tubi, aste, profili di telai di finestre, guarnizioni e tubi flessibili sono prodotti fabbricati mediante estrusione. Ma dell'ampia gamma di prodotti fanno parte anche semilavorati, pannelli per ulteriori lavorazioni mediante termoformatura, fogli, pannelli in polistirolo espanso rigido, piccole parti di automobili e cerchioni di biciclette, così come pasta, snack, biscotti, carne sagomata e alimenti per animali domestici.

A causa delle diverse proprietà del materiale lavorato, nella tecnologia di lavorazione sono stati stabiliti numerosi processi. Gli estrusori possono essere sostanzialmente suddivisi in estrusori di lavorazione e di preparazione. Gli estrusori di lavorazione, molto spesso estrusori monovite, vengono utilizzati principalmente per la sagomatura. Dall'altro c'è l'estrusore di lavorazione, che viene utilizzato per modificare chimicamente e/o fisicamente i materiali. Qui vengono utilizzati la maggior parte degli estrusori e delle impastatrici bivite.

• Estrusione a freddo
  Basse pressioni, basse temperature e forze di taglio
• Estrusione a caldo
  Pressioni più basse, temperature più alte
• Estrusione a caldo
  Alte pressioni e alte temperature
• Coestrusione
  Assemblaggio di materiali simili o diversi prima dell'uscita dall'ugello del profilo. Viene fatta una distinzione tra processi a una fase e processi a due fasi.

A. Industria della plastica e lavorazione della plastica
Con i sistemi di controllo della temperatura di Tool-Temp potete utilizzare una tecnologia collaudata e robusta per il vostro processo di produzione nel settore dell'estrusione. Siamo lieti di trasmettere la nostra esperienza pluriennale e di sviluppare per voi soluzioni specifiche per il cliente per ottenere un controllo della temperatura su misura per il processo.

L'estrusione può essere utilizzata per produrre pannelli, tubi e profili senza saldatura con sezione trasversale costante. Oltre alla produzione di semilavorati estrusi, il principale campo di applicazione degli estrusori è la fase preliminare del processo di stampaggio ad iniezione.

Durante l'estrusione della plastica, al cilindro della vite dell'estrusore vengono fissate delle fasce riscaldanti che fondono i granuli o la polvere di plastica riempiti. A seconda della plastica da lavorare, sono necessarie anche attrezzature per il pompaggio dei gas per evitare bolle nel prodotto finale. Non solo gli estrusori devono essere riscaldati, ma alcune attività di ingegneria di processo richiedono anche il raffreddamento della plastica plastificata. Ciò avviene tramite ventole di raffreddamento o canali di raffreddamento integrati nel cilindro, attraverso i quali scorre un mezzo di raffreddamento. In generale, i materiali termoplastici e gli elastomeri termoplastici vengono estrusi. I duroplasti vengono lavorati nell'estrusore solo in casi particolari. Si possono utilizzare diverse procedure:

Estrusione di lastre
La massa plastificata viene pressata attraverso una trafila ad ampia fessura e successivamente lisciata su un mulino a tre cilindri a riscaldamento graduale e portata al giusto spessore. Dopo il raffreddamento il prodotto viene tagliato in pannelli.

Estrusione di tubi e profili
Con questo stampo per estrusione la massa plastificata viene pressata attraverso una matrice ad anello o profilato, calibrata e raffreddata. Quando si estrudono tubi o profili, il materiale estruso deve essere raffreddato in una tavola di calibrazione in modo che non si deformi. Il cuore della tavola di calibrazione è il manicotto di calibrazione, che serve principalmente a mantenere la forma del tubo o del profilo. Viene fissato direttamente dietro l'ugello dell'estrusore ed è costituito da un blocco metallico che all'interno ha esattamente la sezione trasversale del tubo o del profilo. I profili cavi sono calibrati utilizzando aria di supporto o vuoto. Il tubo o profilo estruso scorre attraverso il manicotto di calibrazione. Per mantenere la forma del profilo, all'interno del manicotto viene utilizzata aria di supporto o vuoto. Le aperture per il vuoto in diversi punti del manicotto lungo la sezione trasversale aspirano il profilo sulle pareti interne, l'acqua scorre intorno e attraverso il profilo finché non si raffredda. Il tipo e la forma della tavola di calibrazione dipendono molto dal prodotto plastico da estrudere. Soprattutto nel caso di profili complessi, come ad esempio i telai delle finestre, è necessario molto know-how per garantire che il profilo non ceda e non si deformi quando si raffredda.

Estrusione di film
La massa plastificata viene pressata attraverso una filiera a fessura stretta, trafilata tramite rulli di raffreddamento e stirata da un apposito laminatoio. Con questo processo si possono produrre pellicole con uno spessore di 8-15 µm e una larghezza fino a 4 m.

Stampaggio per estrusione e soffiaggio
Anche gli estrusori fanno parte dei sistemi di film in bolla. Qui il materiale plastificato non viene modellato in un profilo, ma piuttosto gonfiato in una bolla di pellicola sottilissima. A questo scopo il materiale fuso viene deviato in direzione verticale e modellato in un tubo mediante utensili distributori a spirale. Disponendo fino a nove estrusori in un anello e combinando i singoli flussi di materiale fuso nello strumento di distribuzione a spirale, è possibile produrre pellicole multistrato. Per portare il tubo di fusione emergente allo spessore consueto di diversi centesimi di millimetro, i tubi vengono poi stirati in direzione longitudinale e trasversale. Ciò avviene soffiando aria centralmente, che non solo allunga meccanicamente il tubo, ma lo raffredda anche e quindi lo fissa nella sua forma. Il tubo della pellicola viene calibrato, piegato e avvolto tramite un cestello.

Bolle a corpo cavo
La massa plastificata viene formata in un tubo attraverso un ugello ad anello. Il tubo ancora in plastica viene serrato attraverso uno stampo in due parti e gonfiato nello stampo con aria compressa. Il tubo si adatta saldamente allo stampo e la parte soffiata viene espulsa dopo che si è raffreddata. Questo processo viene utilizzato per produrre oggetti cavi come tubi, bottiglie, taniche, barili, ecc.

B. Industria alimentare – controllo della temperatura e raffreddamento degli alimenti
Il vero cuore di molti processi di produzione di alimenti e mangimi è l’estrusione. Qui ti supportiamo con i dispositivi giusti. Oltre all'industria della plastica, anche l'industria alimentare è il principale cliente degli estrusori. Gli estrusori impastano, mescolano, cucinano e porzionano alimenti come cereali, cornflakes, proteine ​​strutturate, riso vitaminizzato e pasta. Per garantire che i prodotti rimangano costanti in termini di qualità, consistenza e gusto, è necessario un controllo della temperatura preciso e riproducibile. Un processo di cottura deve essere sempre eseguito con precisione. Questo di solito comporta il passaggio da una ricetta all'altra. Durante l'estrusione a caldo, una massa contenente acqua viene riscaldata ad alta pressione in una vite di compressione. La pressione diminuisce all'ugello di uscita e il prodotto si allenta notevolmente. L'amido già gelatinizzato può supportare la ritenzione di gas e trattenere i pori stretti. I prodotti tipici di questo processo sono patatine di arachidi, snack, pane e pasticcini.

C. Industria della gomma
L'estrusione della gomma è un processo di formatura in cui i granuli di gomma sintetica o naturale vengono pressati attraverso uno stampo utilizzando il processo di estrusione a caldo per produrre profili, materiale sigillante, tappetini, ecc.

D. Raccolta differenziata
Speciali estrusori monovite o bivite vengono utilizzati per riciclare i rifiuti di plastica puliti e puri in materiali riciclati (materiale di partenza per nuovi prodotti in plastica). Per raggiungere gli elevati standard di qualità in questo processo di riciclaggio, la purezza del polimero è di grande importanza. Per garantire che nel riciclaggio della plastica vengano catturati quanti più contaminanti possibile, la separazione avviene nel flusso di fusione tra la macchina trasportatrice (estrusore) e l'utensile di estrusione. Varie tecniche di separazione vengono spesso utilizzate in anticipo per ottenere la purezza varietale. Durante l'estrusione, le proprietà della plastica possono essere migliorate aggiungendo additivi.