Proceso de extrusión de caucho pdf
La materia prima (polímero), en forma de granulado, se introduce por gravedad en la tolva y, a través de la garganta de alimentación, cae sobre un tornillo giratorio. La rotación del tornillo es proporcionada por un motor eléctrico. El diseño del tornillo varía y depende del material y del diseño del producto final. La rotación del tornillo hace avanzar el plástico a través de un barril calentado. A medida que el plástico es transportado a través del barril, el canal o la rosca del tornillo disminuye, comprimiendo así el plástico. Tres o más controladores PID proporcionales, integrales y derivativos independientes, que crean zonas de temperatura gradualmente creciente, calientan el barril. La temperatura de fusión del plástico es normalmente superior a la temperatura fijada por los reguladores. Este calor adicional se genera mediante una combinación de fuerza de compresión y fricción de cizallamiento (calor de cizallamiento). Cuando la masa fundida de plástico llega al final del tornillo, la masa fundida de plástico se mezcla bien y se empuja a través de un paquete de mallas, apoyado en una placa rompedora, filtrando los contaminantes y eliminando la memoria rotacional de los materiales. Por último, la masa fundida filtrada se empuja a través de la matriz. La matriz da al producto final el perfil y la forma deseados. Tras salir de la extrusora, el producto extruido se extrae y se enfría. El método de enfriamiento depende del perfil y la forma del extruido.
Extrusión de láminas
El Instituto de Investigación de Materiales cuenta con una capacidad de procesamiento de polímeros sin parangón en el entorno irlandés. Dispone de equipos para el moldeo por inyección, la extrusión, la hilatura por fusión, el compounding, el moldeo por vacío, el moldeo por compresión y el moldeo por soplado. El Instituto de Investigación de Materiales alberga el portal tecnológico Applied Polymer Technologies (APT). APT forma parte de la Red de Pasarelas Tecnológicas, un recurso nacional para la industria con sede en el IoT que ofrece soluciones a problemas cercanos al mercado para socios industriales.
Un área de investigación emergente en el campo del procesamiento de polímeros es el área de la impresión 3D o fabricación aditiva. La fabricación aditiva es un proceso de fabricación de objetos sólidos tridimensionales a partir de un archivo digital. En un proceso aditivo, se crea un objeto apilando capas consecutivas o imprimiendo finas capas de material polimérico curable por rayos ultravioleta unas sobre otras hasta crear el objeto completo. Mediante este proceso, los investigadores de MRI producen una gran variedad de componentes, como piezas de prueba, prototipos, insertos de moldes de inyección y matrices de extrusión.
Extrusión de películas
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La extrusión de plásticos es un proceso de fabricación de gran volumen en el que se funde el plástico en bruto y se forma un perfil continuo. La extrusión produce artículos como tuberías, burletes, vallas, barandillas, marcos de ventanas, películas y láminas de plástico, revestimientos termoplásticos y aislamiento de cables.
Este proceso comienza con la alimentación de material plástico (pellets, gránulos, copos o polvos) desde una tolva al barril de la extrusora. El material se funde gradualmente gracias a la energía mecánica generada por los tornillos giratorios y por los calentadores dispuestos a lo largo del barril. A continuación, el polímero fundido se introduce en una matriz, que le da una forma que se endurece durante el enfriamiento[1].
Polimerización
La extrusión es un proceso ampliamente utilizado en la industria de procesamiento de polímeros. Consiste en empujar el material a través de una matriz con una forma transversal específica, lo que da lugar a productos como perfiles, láminas finas, películas y tubos. Sin embargo, la forma del producto final (el llamado extrudado) está muy influenciada por un fenómeno llamado hinchamiento. La candidata al doctorado Michelle Spanjaards ha desarrollado un modelo numérico que reduce este problema. Defenderá su tesis en el departamento de Ingeniería Mecánica el viernes 21 de enero.
La precisión es muy importante para los extruidos, para asegurarse de que tienen exactamente las dimensiones deseadas. Sin embargo, los extruidos tienden a expandirse una vez que el fluido sale de la matriz, debido a las tensiones internas del material, lo que da lugar a productos que no son óptimos.
Normalmente, este problema se resuelve mediante un enfoque experimental de prueba y error, un proceso que es insostenible porque produce un desperdicio innecesario de material. Además, requiere mucho tiempo y, por tanto, es ineficaz y costoso.
Para hacer frente a este reto, Michelle Spanjaards, del grupo de investigación Polymer Technology, ha desarrollado un modelo numérico que puede predecir la forma del extruido y optimizar la forma de la matriz para obtener un extruido con las dimensiones deseadas. En concreto, ha desarrollado un modelo transitorio de elementos finitos en 3D para fluidos viscoelásticos que salen de matrices de formas complejas.