diseño de cabezales de extrusión

7/25/2019 Diseo de Cabezales de Extrusin

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Diseo de cabezales de extrusin

1 Introduccin

El cabezal de extrusin es la herramienta de procesamiento que da forma a la

pieza extruida es decir, la herramienta que determina la forma, las propiedades,

estructuras y dimensiones del material extruido, as como la posicin mutua de

los elementos en el proceso de extrusin. El cabezal de extrusin es la

herramienta con una cavidad de formacin abierta es decir, la matriz de

extrusin. El cabezal de extrusin tiene que garantizar la ocurrencia de

procesos fsicos y qumicos apropiados en el polmero durante su flujo a travs

de los canales de flujo

El cabezal de extrusin se fija a la parte final del sistema de plastificacin del

extrusor. cabezales de extrusin pequeos se fijan principalmente por medio de

conexiones de tornillos o conexiones de perno!pin "por lo general las

conexiones de tipo bisagra# o por medio de un anillo de forma atornillada.cabezales de extrusin m$s grandes se fijan por medio de conexiones de perno

del perno, forma semi!anillos que se unen y se fijan con tornillos, as como por

medio de conexiones de tornillos que muy a menudo se proporcionan con un

soporte vertical en la base de la extrusora. %ada vez m$s frecuentemente,

dispositivos de preparacin auxiliares tales como un filtro de polmero, una

bomba de engranajes o de un mezclador est$tico "o un conjunto de dos o tres

de tales dispositivos# est$n unidos y fijados al sistema plastificante. El cabezal

de extrusin, por lo general provista de un soporte vertical, est$ conectado con

el &ltimo dispositivo complementario preparatorio.

'iseo del cabezal de extrusin, con independencia de su finalidad, se debe

tener en cuenta los siguientes requisitos generales que garantizan proceso de

produccin extruido correcta. (os requisitos mencionados anteriormente son

como sigue

asegurar el flujo adecuado de polmero en los canales de flujo a fin de

obtener la forma y las dimensiones del material extruido requerida,

que permite el proceso de extrusin que se caracteriza por la intensidad de

flujo de polmero m$s alta posible,

la prevencin de las zonas de estancamiento de polmero en la cabeza de

extrusin, garantizando forma adecuada y caractersticas geomtricas de los

canales de flujo y asegurar una adecuada resistencia al flujo de polmero,

asegurar una mezcla adecuada y homogeneizacin de polmero as como la

estabilizacin de la presin a un nivel adecuadamente alto,

garantizar una resistencia adecuada de elementos de diseo especficos de

la cabeza de extrusin y sus conexiones en alta presin y temperatura,

asegurar el peso adecuado y la compacidad del diseo del cabezal de

extrusin, debido a la estabilidad trmica requerida y garantizar el menorn&mero de superficies de particin debido a la estanqueidad requerida del

cabezal de extrusin,


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proteger las superficies de los canales de flujo contra el impacto agresivo de

algunos polmeros,

proporcionar la posibilidad de ajuste de la tasa de flujo del polmero del

cabezal de extrusin morir si las condiciones del proceso de extrusin son

recomendadas para ser influenciado, especialmente las condiciones en elinterior del cabezal de extrusin,

)umerosos diseos de cabezales de extrusin se han desarrollado "incluyendo

los patentados# que difieren con respecto al diseo de los componentes

especficos funcionales de la cabeza de extrusin, modo de operacin, los

mtodos de suministro de polmero a la boquilla de extrusin y el propsito

%abezales de extrusin se pueden clasificar en dos grupos seg&n el tipo de

producto extruido obtenido y la posicin de la cabeza de boquilla de extrusin

con respecto al sistema de plastificacin. El primer grupo incluye los cabezales

de extrusin de perfil "circular y no circular#, pelcula soplada, pelcula plana ylas hojas, para el recubrimiento, la granulacin y moldeo por soplado. El

segundo grupo incluye los cabezales de extrusin longitudinales "recto# con

polmero

entrada y la salida se encuentra en un eje que coincide con el eje del sistema

de plastificacin, los angulares "tipo s*e+# cabezales de extrusin con la

entrada de polmero en el eje sistema plastificante se encuentra en un $ngulo

con respecto al eje de salida de polmero y de los cabezales de extrusin

transversal "tipo cruz # con la entrada de polmero y salida situada

perpendicularmente con respecto a la otra. eniendo en cuenta la direccin del

flujo de polmero con respecto al eje del cuerpo principal del cabezal de

extrusin, los siguientes tipos de cabezales de extrusin se pueden distinguir-

longitudinal, angular, transversal y cabezales de extrusin en espiral

(os cabezales de extrusin espiral se pueden hacer como longitudinal, as

como los transversales.

extruidos de polmero slido o de espuma se pueden obtener en el proceso de

extrusin se realiza por medio de cabezales de extrusin. (os cabezales de

extrusin para los polmeros slidos y de los cabezales de extrusin para los

polmeros de espuma se pueden distinguir ya que difieren ligeramente encuanto a su diseo.

uponiendo que el tipo de proceso de extrusin como el criterio de

clasificacin, los siguientes tipos de cabezales de extrusin se pueden

distinguir- cabezas de polmero &nico de extrusin utilizadas para la extrusin

de un solo polmero y capas de m&ltiples cabezales de extrusin utilizados para

la extrusin simult$nea de varios polmeros "polmero &nico que tiene diversas

propiedades o colores#. %on respecto al modo de funcionamiento, los

cabezales de extrusin se clasifican en la operacin continua "cabezales

est$ndar# cabezales de extrusin y los cabezales de extrusin de

funcionamiento cclico "cabezas de acumuladores#. in embargo, en algunoscasos, slo un nombre preciso, que comprende dentro de su significado los


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criterios mencionados anteriormente, puede inequvocamente definir y

caracterizar en general la cabeza de extrusin, por ejemplo, 'e tipo cruz, y tres

de polmero, la cabeza operacin de extrusin cclico de moldeo por soplado de

envases.

El diseo de la cabeza de extrusin comprende varias unidades funcionalesque se definen sobre la base de sus tareas llevadas a cabo en el cabezal de

extrusin. on los siguientes- la unidad de conformacin "incluyendo la matriz

de cabezal de extrusin# que determina la forma y dimensiones de la seccin

transversal del producto extruido, teniendo en cuenta el fenmeno de

procesamiento de contraccin "encogimiento primaria y secundaria# y la

inflamacin/ la integracin de la unidad que combina el cabezal de extrusin

con el can sistema plastificante/ la unidad de canales de flujo "de entrada y

de polmero de la distribucin de los canales y, a veces canales de separacin#/

la unidad de calefaccin con la medicin de una tempe!ratura y el sistema de

regulacin/ la unidad de la configuracin, el centrado y elementos de conexin/(a unidad suplementaria es decir, por ejemplo la unidad de accionamiento del

mandril giratorio o morir o el pistn hidr$ulico que extruye el polmero desde el

acumulador de la cabeza de extrusin

(a caracterstica com&n de todos los diseos de cabezal de extrusin es que

cada cabezal de extrusin tiene una zona paralela flujo de polmero es decir, un

troquel que tiene dimensiones de hueco constante. En esta zona, la relajacin

de las tensiones y deformaciones del polmero plastificado se produce, as

como las dimensiones y caractersticas del producto extruido, especialmente

los de su capa superficial, se establecen en condiciones constantes de

temperatura.

2 cabezales de extrusin para perfiles

El cabezal de extrusin para perfiles de formar el mayor grupo de cabezales de

extrusin y se utilizan con mayor frecuencia. (os cabezales de extrusin de

este tipo se utilizan para tuberas, varillas, barras planas, ventanas y puertas de

perfiles, perfiles para la industria del mueble "para el acabado de la placa#,

perfiles para la construccin "cable que cubre perfiles y perfiles de acabado# y

muchos otros. El cabezal de extrusin para tuberas es m$s com&nmente

utilizado "que puede ser longitudinal, transversal, as como helicoidal# desde los

tubos se producen en el n&mero m$s grande. (os perfiles que tienen seccin

transversal distinta de la circular se extruyen m$s frecuentemente con el uso de

la cabeza de extrusin longitudinal.

2.1. Cabezal de extrusin circular

El cabezal de extrusin longitudinal para los perfiles de una seccin transversal

circular difiere principalmente con respecto al mtodo de fijacin del mandril al

cuerpo del cabezal de extrusin. e ha supuesto que los cabezales de

extrusin longitudinales utilizadas para la extrusin de tubos de 01% se

caracterizan por la fijacin del mandril para el cuerpo del cabezal por medio depatas de araa posicionados simtricamente sobre la circunferencia del cuerpo


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de la cabeza de extrusin. 'iagrama de dicho cabezal de extrusin se muestra

en la 2igura 3.

0olmero plastificado se suministra desde el sistema de plastificacin de la

extrusora a la cabeza de extrusin a travs del canal de flujo de entrada que

tiene, m$s frecuentemente, una seccin transversal circular y es coaxial con elsistema de plastificacin. corriente de polmero fluye a travs del filtro de

polmero y congregada el torpedo del mandril cabezal de extrusin fluye en el

canal de distribucin "anular, cnica, canal divergente, lineal#. 4 continuacin,

polmero fluye en los canales de flujo de distribucin formados por las piernas

de la araa en el que el polmero es dividido en varias corrientes de

componentes y fluye en paralelo con el eje del cabezal de extrusin. (as

corrientes de componentes desemboca en el canal de distribucin "anular,

cnica, convergente, canal lineal# donde se conectan. 2inalmente, la corriente

de polmero se introduce en la matriz de la cabeza de extrusin "anular, canal

lineal que se caracteriza por una elevada relacin entre su longitud y dimensintransversal y tiene una ligeramente cambiante o, m$s frecuentemente, de

seccin transversal invariable#. El polmero fluye hacia fuera de la matriz en

forma de flujo anular que tiene dimensiones de la seccin transversal cerca de

las dimensiones de la seccin transversal de los tubos producidos.

2ig. 3. 'iagrama de la cabeza de extrusin longitudinal para tuberas-

3 canal de entrada,

5 la distribucin de canal,

6 'ado de cabezal de extrusin

7 canal suplementario que suministra aire al interior de la tubera.

8 cuerpo del cabezal de extrusin

9 cuerpo del dado,


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: torpedo del mandril cabezal de extrusin,

; mandril cabezal de extrusin,

< filtro de polmero

=na desventaja seria de la cabeza de extrusin longitudinal para tuberas "verel ejemplo mostrado en la figura 5# es la aparicin de los cambios en la

estructura de polmero que no siempre son visibles, pero que por lo general se

deterioran las caractersticas de resistencia del material extruido en un $rea

especfica. ales cambios se desarrollan como resultado de la divisin de la

corriente en los canales de separacin y combinacin de corrientes de

componentes en el canal convergente distribuir en el material extruido "tubera#,

en el lugar de conexin, es decir, segmento de recta radial a lo largo de toda la

longitud del extruido.

2ig. 5. cabezal de extrusin para tuberas longitudinal ">ans ?eber

@aschinenfabri*, 4lemania#

'esarrollo de las articulaciones especficas en los lugares en los que corrientes

de componentes se conectan puede ser causado por una orientacin

considerable de polmero plastificado en las proximidades de las piernas de la

araa. Esta orientacin resulta de un gradiente de alta velocidad que ocurre en

la zona parietal de corriente de polmero plastificado. El gradiente de alta

velocidad se produce por el efecto parietal y los resultados de estiramiento de

macropartculas polimricas situadas en las proximidades de las costillas. Atra

causa de las diferencias estructurales "que hace difcil la remezcla de polmero#

que se produce en los lugares en los que corrientes de componentes se

conectan pueden ser las diferencias de densidad de polmero causados por la

diferencia de temperaturas entre las piernas de polmero y de la araa de flujo.

(a 2igura 6 muestra los diseos de patas de araa m$s frecuentementeutilizados para la fijacin del mandril con el cuerpo principal del cabezal de


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extrusin. =n canal de flujo se forma dividiendo entre dos patas de araa

sucesivas.

Badiales patas de araa rectas forman uno de los grupos de uso general de

diseos de patas de araa "2igura 6a#. (ongitud de estos nervios debe ser de

6C a ;C mm, mientras que su anchura debe ser de < a 35 mm. e requiereconsiderablemente grande $rea de la seccin transversal del canal dividiendo

debido a la necesidad de obtener una velocidad de flujo de polmero inferior en

el canal y por lo tanto una orientacin de polmero m$s pequea. 'ebido a esta

razn, se supone que la altura de la pata de araa radial recta no debe ser

menor que 3C mm y no debe exceder de 58 mm. %ada pata de araa debe ser

diseado de tal manera que se garantice el m$s pequeo posible.

la perturbacin de flujo de polmero plastificado. (a forma de las patas de araa

se recomienda que sea lo m$s eficaz posible y su n&mero debe ser de tres,cuatro cabezales de extrusin en pequeas a m$s de diez de cabezales de

extrusin m$s grandes. ambin es importante seleccionar el di$metro m$s

grande del mandril de cabeza de extrusin y el di$metro del mandril a la salida

de la cabeza de extrusin. (a relacin entre estos dos valores, en el caso de

cabezales de extrusin longitudinales para tubos de 01%, debe estar dentro del

rango de 3,7 a 3,9, mientras que en el caso de los cabezales de extrusin para

tuberas hechas de poliolefinas de la relacin debe ser de aproximadamente 5.

En el caso de gran cabezales de extrusin longitudinales, valores ligeramente

m$s bajos de la relacin de di$metros son admisibles, es decir,

respectivamente, 3,58 para los cabezales de extrusin para tuberas de 01% yde 3,7 para los cabezales de extrusin para tuberas de poliolefinas


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2ig. 6. piernas de la araa diseos-

a# nervios radiales rectas,

b# patas de araa helicoidal radial,

c# las piernas forma de araa,

d# patas de araa arco radiales/

3 ! cuerpo principal del cabezal de extrusin,

5 ! torpedo del mandril cabezal de extrusin,

6 ! dividiendo canal,

7 ! patas de araa

>elicoidales patas de araa radiales son otro diseo de patas de araa

utilizados en los cabezales de extrusin longitudinales "2ig. 6D#. patas de araaen forma de tal manera cambian la forma de la lnea de conexin entre las

corrientes de componentes del segmento de recta radial al segmento helicoidal

de una longitud m$s grande. En consecuencia, se consigue una disminucin

m$s pequea de los par$metros de resistencia del tubo "causado por

articulaciones#. in embargo, las patas de araa radiales helicoidales est$n

relativamente rara vez se utilizan debido a su muy complicada fabricacin.

4 veces, las piernas forma de araa se utilizan para la fijacin de los mandriles

en los cabezales de extrusin "2ig. 6c# que se realizan en el anillo de soporte

de una manera tal como para formar las secciones de la canal dividiendoanular. %uando tales patas de araa se utilizan la disminucin de los

par$metros de resistencia del tubo es pequeo debido a que la lnea de

conexin entre las corrientes de componentes no se ejecuta a lo largo de todo

el radio, pero slo a lo largo de sus secciones que, adem$s, se desplazan con

respecto a la otra. @ientras que la configuracin de una manera adecuada los

canales que dividen formados por las piernas forma de araa, se debe tener

cuidado para asegurar la misma resistencia al flujo de polmero a travs de

todas las secciones del canal y, en consecuencia, la misma velocidad del

polmero plastificado.

@ucho m$s a menudo, el anillo de separacin integrado con el torpedo "semuestra en la figura 7# se utiliza para la fijacin del mandril. El mayor n&mero

posible de la misma a travs de agujeros de di$metro por ejemplo de 3,5 mm

se hace en este anillo. Estos agujeros se utilizan como los canales de divisin y

el anillo lleva a cabo las tareas de un filtro de polmero. El uso de una divisoria

anillo conduce a la sustitucin de varias lneas de conexin, que se producen

cuando se utilizan patas de araa, con numerosas lneas de conexin de

corriente de componentes espaciados uniformemente a lo largo de la totalidad

eccin transversal del tubo extruido. En consecuencia, la influencia nociva de

varias lneas de conexin est$ restringido.


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2ig. 7. anillo divisoria

a# integrado con un torpedo "D42, 4lemania#,

b# con patas de araa radiales rectas "?elex nc., EE.==.#-

3 ! torpedo,

5 ! anillo de soporte,

6 ! patas de araa

%uando la extrusin de un perfil de una seccin transversal cerrada "por

ejemplo, un tubo#, se recomienda un canal suplementario que se har$ en el

cabezal de extrusin para proporcionar un suministro de baja presin de aire

durante el proceso de extrusin. Esta solucin evita la formacin de una zona

de presin reducida en el interior del perfil, as como evita el colapso de la

pared. =n canal suplementario se puede hacer f$cilmente en radiales patas de

araa rectas.

%uando la extrusin de un perfil de una seccin transversal cerrada "por

ejemplo, un tubo#, se recomienda un canal suplementario que se har$ en el

cabezal de extrusin para proporcionar un suministro de baja presin de aire

durante el proceso de extrusin. Esta solucin evita la formacin de una zona

de presin reducida en el interior del perfil, as como evita el colapso de la

pared. =n canal suplementario se puede hacer f$cilmente en radiales patas de

araa rectas.

! El uso de elementos rotatorios del mandril cabezal de extrusin. in embargo,

en este caso se requiere una unidad de accionamiento adicional, as como la

cabeza de extrusin debe ser protegido contra la fuga de polmero indeseable,


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! Bevestimiento de las piernas de la araa con materiales anti!adhesin tales

como, por ejemplo, "02E#, sin embargo, tales revestimientos son r$pidamente

desgastados en las condiciones que ocurren en el cabezal de extrusin,

! El alargamiento de la ruta de polmero de flujo en el cabezal de extrusin "tras

el paso del polmero a travs de los canales en divisin# que se consiguehaciendo que los canales de flujo que cambian la direccin del flujo de corriente

de polmero. Esta solucin hace que el cabezal de extrusin mucho m$s difcil

de hacer y caros, as como puede causar una cada de presin excesiva de

polmero en los canales de flujo,

! %alentamiento de patas de araa/ en este caso, se requieren soluciones de

diseo bastante complicado debido a las pequeas dimensiones de las

costillas.

'iseo del mandril cabezal de extrusin debe planificarse de tal manera como

para garantizar que el mandril reduce el impacto desfavorable de la lnea deconexin entre las corrientes de componentes de polmero. 0or ejemplo, al

tiempo que reduce el di$metro del canal anular la distribucin, la altura del

canal se reduce simult$neamente. 0or consiguiente, se recomienda que el

$ngulo de inclinacin de la superficie externa del canal debe ser m$s grande

que el $ngulo de inclinacin de la superficie interna del canal, mientras que el

$ngulo de inclinacin de la superficie interna del canal debe estar dentro del

intervalo de 3C a 38 deg. El mandril con varios o m$s de diez vuelos de paso

pequea en su superficie muy a menudo se utiliza en lugar del mandril con una

superficie geomtricamente uniforme. %on el fin de evitar que se extruye

pequeo movimiento de rotacin de la tubera, bobinas similares "pero retorcidoen la direccin opuesta# est$n hechos en la superficie interna del cuerpo de

cabezal de extrusin. Estas bobinas son elementos de mezcla especficos

localizados en la cabeza de extrusin. u tarea es la de mezclar a fondo el

polmero detr$s de las patas de araa y producir la microestructura m$s

uniforme en la seccin transversal de la tubera producida.

4 veces, la superficie externa del mandril cabezal de extrusin est$ cubierto de

las macro!irregularidades en la forma de macro!longitudinales cavidades y

macro!elevaciones. En consecuencia, las irregularidades de mandril son

visibles en la superficie interna del tubo extruido. (os tubos que tienen

superficie interna geomtricamente no uniforme se distinguen ser una friccin

inferior en contacto con, por ejemplo, cable optotelecommunication que es muy

ventajoso cuando el cable est$ instalado dentro de la tubera

%abezales de extrusin para tuberas longitudinales son universales en cierto

grado debido a la sustitucin del mandril y el cuerpo de la matriz hace posible

la produccin de una gama especfica de di$metros de tubera "con diferente

espesor de pared de la tubera# por una cabeza de extrusin. in embargo, con

el fin de hacer dicha sustitucin, se requiere para detener el proceso de

extrusin, desmontar el mandril y el cuerpo de la matriz, sustituir estos

componentes y reiniciar la lnea de proceso de extrusin.


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in embargo, existen soluciones disponibles que permiten cambiar el espesor

de pared del tubo y el di$metro de la tubera sin detener el proceso de

extrusin. 0or ejemplo, el espesor de la pared se puede cambiar con el uso de

un manguito deformable en el troquel. 'i$metro de la manga se puede

modificar con el uso de decenas de pernos de ajuste situados en la

circunferencia del cuerpo de matriz. El espesor de pared y el di$metro del tubose cambian tambin mediante el uso de un mvil, desplazando axialmente

mandril cnico en el cabezal de extrusin. El mandril y la superficie cnica del

cuerpo de matriz forman un canal de flujo de altura ajustable. El cabezal de

extrusin coopera con un dispositivo de calibracin original que consta de

varios elementos cientos de forma que son capaces de moverse en una

direccin radial "2ig. 8#. (os componentes se adhieren entre s con sus

superficies laterales y forman un cilindro cuyo di$metro se puede cambiar

seg&n sea necesario. Esta solucin se utiliza en la extrusin de tuberas de 0E

y tubos de 01% de di$metros externos dentro de varios intervalos de di$metro,

por ejemplo, 65 a :C mm o 39C a 58C mm/ presin de polmero en el cabezal

de extrusin no debe superar los 9C @0a.

2ig. 8. (a cabeza de extrusin que permite cambiar el di$metro de la tubera y

el espesor de pared de la tubera sin detener el proceso de extrusin "Frauss!

@affei, 4lemania#

(a longitud de matriz es de importancia decisiva para las caractersticas de la

tubera producida. (a longitud est$ determinada por la relacin entre la longitud

del canal de flujo de la matriz y la altura del canal o el espesor de pared del

tubo. =n valor recomendado de la proporcin es de 3C a 6C. in embargo, en el

caso de cabezales de extrusin para tubos de 01% longitudinales los valores

de la relacin de 35 a 59 se asumen con mayor frecuencia, mientras que en el

caso de los cabezales de extrusin para tuberas de 00 los valores de la

relacin m$s frecuentemente asumido son de 38 a 6C. in embargo, el valor de

la relacin es una convencional y no hay datos disponibles que recomiendavalores de la relacin a&n m$s altos para ser utilizados, por ejemplo 8C.


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En la bibliografa tema, no existe una opinin inequvoca de la altura de la

matriz cabezal de extrusin. En general, se puede suponer que esta altura

debe ser de un 8 a un 3CG m$s pequeo que el espesor de pared del tubo

extruido. %on el fin de producir un tubo de espesor de pared uniforme, debe

haber una posibilidad garantizada de cambio de la posicin del eje de la matriz

con respecto al eje del mandril cabezal de extrusin. 0or regla general, loanterior se logra cambiando la posicin de la matriz por medio de los pernos de

centrado fijos en el cuerpo del cabezal de extrusin o en un anillo de centrado

especial. 0osicin de la boquilla cabezal de extrusin se cambia en el curso del

proceso de extrusin.

=n rasgo caracterstico de otro cabezal de extrusin longitudinal para tuberas

"principalmente tubos de poliolefinas# es que su mandril est$ fijado al cuerpo

principal por medio de un manguito de dividirse. El manguito dividiendo se hace

en la forma de una seccin de tubo con orificios pasantes realizados a lo largo

del espesor de la pared de la manga. 'iagrama de este cabezal de extrusinse muestra en la 2igura 9.

2ig. 9. 'iagrama de la cabeza de extrusin longitudinal para tuberas-

3 ! canal de entrada,

5 ! dividiendo canales en el manguito dividiendo,

6 ! la distribucin de canal,

7 ! dado,

8 ! canal suplementario,

9 ! %uerpo de dado

: ! torpedo mandril,


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; ! mandril,

< ! direccin del flujo de polmero

0olmero que fluye en el cabezal de extrusin a travs del canal de entrada seencuentra con el torpedo mandril que cambia la direccin del flujo de polmero

mediante


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2lujo de polmero en estos cabezales de extrusin se lleva a cabo a una

temperatura m$s baja que en el caso de los cabezales de extrusin

longitudinales con patas de araa. En consecuencia, el riesgo de degradacin

trmica del polmero es m$s pequeo. 4dem$s, los cabezales de extrusin con

un manguito dividiendo tienen un diseo m$s compacto en comparacin con

los cabezales de extrusin con patas de araa y su peso puede ser tanto como8CG menor, especialmente en caso de di$metros de tubo m$s pequeos. (os

resultados anteriores desde el diseo de la cabeza de extrusin con un

manguito de dividir en caso de que la relacin entre el mayor di$metro del

mandril y el di$metro del mandril a la salida del cabezal de extrusin pueden

equivaler a 3,7, es decir, es menor que en los cabezales de extrusin

longitudinales con patas de araa.

El cabezal de extrusin longitudinal con un manguito de dividir se caracteriza

por un valor considerablemente m$s bajo de cada de presin total del polmero

dentro del intervalo de :!35 @0a. El mayor valor de la cada de presin total enel que se pueden utilizar estos cabezales de extrusin est$ dentro de 58 H 6C

@0a. (os cabezales de extrusin longitudinales con un manguito dividiendo

pueden utilizarse para tuberas de un di$metro pequeo, por ejemplo 3C mm.

Estos cabezales de extrusin tambin resultan eficaces en tuberas de

di$metros medianos, por ejemplo 78C mm, caracterizado por la tasa de masa

de flujo de ;CC *g I h. 0eso de la cabeza de extrusin utilizada para tales tubos

es de 3


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2ig. ;. seccin transversal longitudinal de la cabeza de extrusin longitudinal

longitud cambiable-

3 ! plegables cuerpo principal,

5 ! %uerpo de morir,

6 ! la tuerca de ajuste,

7 ! ajuste de la tuerca de seguridad,


9 ! la distribucin de los canales,

: ! cabezal de extrusin morir,

4 ! parte fija de la cabeza de extrusin,

D ! parte mvil de la cabeza de extrusin

Atro tipo de cabezal de extrusin diseada para tuberas es el cabezal deextrusin transversal. Esquema general de este cabezal de extrusin se

muestra en la 2igura < y su ejemplo en la 2igura 3C. (os cabezales de

extrusin transversales se utilizan para tuberas de di$metros m$s pequeos,

es decir, hasta varias decenas de milmetros.


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2ig.


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2ig. 3C. El cabezal de extrusin transversal-

3 ! adaptador del cabezal de extrusin

5 ! el anillo de ajuste,

6 ! 0erno de ajuste,

7 ! mandril,

8 ! calentador elctrico ">erramienta Kuill L Engineering, EE.==.#

El diseo de canal suplementario que suministra aire al interior de la tubera no

suele suponer un problema en el curso de diseo de los cabezales de extrusin

transversales desde este canal se hace en el eje del mandril. in embargo, el

problema b$sico para el diseador es especificar las caractersticas

geomtricas del mandril en forma de corazn de manera correcta "2ig. 33#, en

particular las caractersticas del canal realizado en la circunferencia del mandril.

El colector debe ser diseado de tal manera como para lograr casi la misma

velocidad de flujo de polmero a lo largo de toda la circunferencia del mandril y

en consecuencia una velocidad uniforme de extrusin de tubera. Es por eso

que el colector en el mandril, en la zona de conexin con el canal de entrada,

tiene una gran $rea de seccin transversal que, en consecuencia se disminuye

de una manera continua como resultado de la profundidad del canal y el

cambio de anchura. =n $rea de almacenamiento de polmero se obtiene de

esta manera. 0olymer puede ser suministrado adem$s a travs del canal de

distribucin se caracteriza por una alta resistencia al flujo en la direccin de la

cabeza de troquel de extrusin slo despus de la de almacenamiento se ha


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llenado completamente, como resultado de una pequea resistencia al flujo. (a

desventaja de esta solucin es que es difcil determinar cu$nto tiempo el

polmero se mantiene en el colector. al incapacidad puede conducir a la

degradacin trmica del polmero.

2ig. 33. Ejemplo de mandriles cilndricos en forma de corazn con un colector

visible "ool L Engineering Kuill EE.==.#

(os cabezales de extrusin en espiral, de manera similar ya que los cabezalesde extrusin longitudinales para tuberas con patas de araa o un manguito

dividiendo as como los cabezales de extrusin transversales, se utilizan

principalmente para la extrusin de 0E!(', 0E!>', 0E!=>@?, 00 y 4D, 0 ,

0%, 04, 0'2. (os cabezales de extrusin espiral se utilizan para tuberas de

di$metros en el intervalo de varios milmetros a tanto como 6,CCC mm.

En los cabezales de extrusin espiral, la corriente de polmero plastificado se

divide en al menos varias corrientes de componentes por medio de un mandril

de canal en forma de estrella!espiral o un mandril de canal como!espiral!brazo.

El mandril canal de estrella!espiral "2ig. 35# tiene en su parte delantera circular

cilndrico distribucin de canales dispuestos de una manera semejante a una

estrella con respecto al canal de entrada perpendicular y transformar

perpendicularmente a los canales en espiral dispuestos en la superficie

cilndrica.

El mandril canal en espiral!brazo como!"2ig. 36# tiene en su parte delantera

circular uno o dos canales distribuidoras cilndricas dispuestas

perpendicularmente con respecto a la del canal de entrada y la transformacin

perpendicularmente en sucesivos canales distribuidoras cilndricos realizados

en la superficie y a lo largo de la circunferencia del mandril. 4dem$s en elmandril, la espiral distribucin de canales se encuentra en la superficie

cilndrica.


18/62

2ig. 35. El canal de mandril en forma de estrella!espiral de la cabeza de

extrusin en espiral para la distribucin de polmero a lo largo de su

circunferencia, incluyendo una seccin transversal pictrica, parcial,

longitudinal-

3 ! canal de distribucin cilndrica,

5 ! espiral distribucin de canal,

6 ! torpedo mandril "%incinnati @ilacron!extrusin, 4ustria#


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2ig. @andril canal 36. Drazo!como!espiral con la distribucin de polmero a lo

largo de su circunferencia-

3 ! canal de distribucin cilndrica,

5 ! espiral distribucin de canal,

6 ! canal de relajacin.

'ependiendo del tamao de la cabeza de extrusin espiral, varios de hasta

m$s de diez o a veces varias decenas de vuelos de canal en espiral se hacen

en el mandril. (a profundidad de los canales en espiral en el mandril de

estrella!espiral se usa m$s frecuentemente disminuy hasta su desaparicin en

la direccin de la matriz mientras que la altura de la brecha entre la superficie

superior de la bobina y la superficie interna del cuerpo aumenta cabezal de

extrusin continua. 0or lo tanto, el polmero en la zona donde los canales son

los flujos m$s profundos slo a travs del canal en espiral. in embargo, como

polmero se acerca a la matriz, es decir, como la profundidad del canal

disminuye, el aumento de cantidad de polmero comienza a fluir tambin a

travs de la brecha entre el vuelo de canal y la superficie de cuerpo de la

cabeza de extrusin.

ambin est$n los diseos de cabezales de extrusin espiral disponibles en el

que el mandril de estrella!espiral tiene un gran n&mero de canales en espiral de

paso no completa. (a profundidad de los canales es constante y el m$s grande

a lo largo de toda la longitud del canal, excepto la entrada y la zona de salida

donde la profundidad cambia, respectivamente, desde el m$s pequeo hasta el

m$s grande y viceversa "2ig. 37#.


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Fig. 14. mandril Star-like-spiral con la distribucin de polmero alo largo de su circunferencia:

1 - canal de distribucin cilndrica,

2 - espiral distribucin de canal,3 - anal de rela!acin.

En el mandril de canal de la cabeza de extrusin en espiral, el canal de

distribucin tiene una profundidad constante a lo largo de la circunferencia del

mandril. lo despus de haber llenado el canal, el polmero fluye a los canales

helicoidales distribuidoras la profundidad de los cuales es m$s frecuentemente

constante tambin.

4 veces, en lugar de en forma de estrella!espiral mandril con un sistema en

forma de estrella de los canales de distribucin, se utiliza el mandril cilndrico!

espiral en la que se suministra polmero para los canales en espiral a travs del

sistema anular del canal de distribucin.

El uso de mandriles de canal hace que la corriente de polmero plastificado

creado por m&ltiple superposicin de corrientes circunferencial y longitudinal

fluye a travs de la matriz de la cabeza de extrusin. Estas corrientes se crean

como una distribucin de polmero resultado a lo largo de la circunferencia del

mandril de canal a travs de los canales en espiral de la disminucin de la

profundidad que se hacen en la superficie cilndrica del mandril y debido al

aumento de la altura de la brecha entre la superficie superior del vuelo y la

superficie interna del cuerpo de la cabeza de extrusin. (a superposicin decorrientes de polmero de componentes que fluyen en varias direcciones

permite a una mezcla a fondo y la unificacin de las propiedades, as como una

correcta distribucin de la velocidad y la temperatura del polmero que se est$

extruyendo. (a ventaja de la cabeza de extrusin espiral es tambin la falta de

elementos de fijacin del mandril y elementos divisorios de polmero que

elimina por completo las lneas de conexin que se crean cuando se

recombinan las corrientes de componentes. 4 veces, debido a razones de

seguridad y con el fin de reducir las prdidas de calor, el aislamiento trmico se

pone en los cabezales de extrusin/ vase la 2igura 38.


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2ig. 38. cabezal de extrusin espiral de aislamiento trmico-

3 ! el anillo de ajuste,

5 ! 0erno de ajuste,

6 ! mandril,

7 ! aislamiento trmico,

8 ! calentador elctrico "E4 Funststofftechnologie, 4lemania#

Dattenfeld Extrusionstechni* Kmb> ofrece otro diseo de la cabeza de

extrusin para tuberas que combina las soluciones empleadas en la cabeza de

extrusin longitudinal espiral con un manguito de separacin adicional/ vase la

2igura 39.


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2ig. 39. 0resentacin ilustrada de la cabeza de extrusin para tuberas que

combina las caractersticas de la espiral, cabezal de extrusin longitudinal con

un manguito de separacin adicional/

a# seccin transversal longitudinal,

b# mandril canal con un manguito dividiendo-

3 ! mandril canal,

5 ! dividiendo manga,

6 ! %uerpo del cabezal de extrusin,

7 ! dado,

8 ! espiral canal de distribucin

@ientras que el diseo de los cabezales de extrusin de espiral es muy difcil

seleccionar correctamente tales caractersticas de diseo de los canales de

flujo que suficiente tiempo de estancia de polmero en el cabezal de extrusin,


23/62

eliminar zonas de estancamiento de polmero y permitir la auto!limpieza de los

canales de flujo.

2.2. Cabezal de extrusin no circular.

(os perfiles que tienen una seccin transversal que no sea circular, abierto, as

como las cerradas, se producen con el uso del cabezal de extrusin no circular.

Estos cabezales de extrusin se pueden clasificar en una sola placa y multi!

placa de cabezales de extrusin longitudinales, mientras que las posteriores se

pueden distinguir por un escaln o un cambio continuo de la seccin

transversal del canal de distribucin. @ientras que el diseo de estos cabezales

de extrusin se presta especial atencin a la hinchazn, el fenmeno de

procesamiento de la contraccin relativa del polmero procesado y la garanta

de velocidad posiblemente idntico de flujo de salida de polmero de la matriz y

la temperatura del polmero en la seccin transversal del perfil.

%abeza de extrusin de una sola placa longitudinal "2ig. 3:# es relativamentebarato y f$cil de hacer, montar y posiblemente corregir la forma de la seccin

transversal del troquel.

2ig. 3:. 'iagrama de la seccin transversal de la cabeza de extrusin de una

sola placa longitudinal-

3! mandril,


6 ! dividiendo canal,


8 ! torpedo mandril,


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9 ! placa plana,

: ! cuerpo del cabezal de extrusin,

; J dado

En principio, este tipo de cabezal de extrusin se diferencia de la cabeza de

extrusin longitudinal para perfiles de seccin transversal circular con respecto

al diseo de la unidad de conformacin y diseo resultante del canal de

distribucin. (a unidad de conformacin de la cabeza de extrusin de una sola

placa longitudinal se compone de una sola placa, plana de un espesor de entre

m$s de y varias decenas de milmetros en el que un agujero "o raramente

agujeros# que tiene una forma cercana a la de la pieza extruida producida "2ig.

3;# est$ hecho, es decir, un troquel de seccin transversal invariable a lo largo

del espesor de la placa. %onformacin final de la matriz en la placa se realiza a

menudo experimentalmente.

2ig. 3;. 0laca plana del cabezal de extrusin de una sola placa longitudinal

utilizada en el proceso de extrusin con la granulacin en caliente "'avis!

tandard, EE.==.#

Atra ventaja de la cabeza de extrusin de una sola placa longitudinal es que la

placa plana puede ser relativamente desmontada barata y r$pida, morir forma

corregida o la placa reemplazado por uno nuevo de una forma de seccin

transversal diferente.

En la extrusin de una sola placa longitudinal cabeza de la seccin transversal

del canal cambia distribuidoras violentamente cuando este canal se transfiere a

la matriz que pueden dar lugar al estancamiento de polmero local en estamateria ya que su degradacin trmica. Bequerido cada de presin de


25/62

polmero en la matriz depende de las caractersticas de diseo de matriz

altamente, en particular, su altura "2ig. 3


26/62

2ig. 5C diagrama de la seccin transversal de la cabeza. Extrusin multi!placa

longitudinal con un cambio de escaln de la seccin transversal del canal de

distribucin-



6 ! cabezal de extrusin muere,

7 ! mandril cabezal de extrusin,

8 ! placas planas.

lo en la entrada de cada canal hay un bisel que aten&a la transferencia de

seccin transversal de un canal en el otro y reduce la posibilidad de

estancamiento de polmero en las $reas de transferencia.

El uso de la cabeza de extrusin multi!placa longitudinal con un cambio de

escaln de la seccin transversal del canal de distribucin, en comparacin conel uso de la cabeza de extrusin de una sola placa, hace que sea posible

obtener una distribucin mucho m$s homognea de la temperatura y la

velocidad de polmero extruido en toda la seccin transversal, lo que resulta en

una estructura homognea del material extruido y su mejor calidad.

El cabezal de extrusin multi!placa longitudinal con un cambio continuo de la

seccin transversal del canal de distribucin puede ser utilizado no slo para

perfiles de relativamente simples secciones transversales, sino tambin para

perfiles de muy complicadas secciones transversales. %on el uso de estas

herramientas "2ig. 53# es posible lograr altas velocidades de extrusin, lavelocidad de polmero homognea y distribucin de la temperatura y una mayor

precisin dimensional de los perfiles.


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2ig. 53. El cabezal de extrusin multi!placa longitudinal con un cambio continuode la seccin transversal del canal de distribucin realizado por 'E, talia y

Deijing 4meco, %hina

El cabezal de extrusin multi!placa longitudinal con un cambio continuo de la

seccin transversal del canal de distribucin se compone de varios elementos

"placas planas# "2ig. 55#, en el que se hacen agujeros en forma adecuada o

instalados mandriles de forma.

2ig. 55. (os componentes especficos de la cabeza de extrusin multi!placa

longitudinal "Kreiner Extrusion, 4ustria#

%uando las placas se ensamblan por medio de tornillos, los agujeros de la

forma o los agujeros con mandriles forman canales de flujo de seccin

transversal necesaria de forma "2ig. 56#. El cabezal de extrusin multi!placalongitudinal se divide convencionalmente en tres zonas.


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(a primera zona "4# es la zona de alimentacin donde se encuentra el canal de

entrada/

(a segunda zona "D# se conoce como la zona de transferencia, donde la

seccin transversal del canal de entrada se transfiere a una seccin transversal

forma requerida del producto extruido.

(a &ltima zona "%# es la zona principal paralelo. (as fronteras entre las zonas

son a menudo poco clara. zonas especficas se conectan de una manera

continua.

2ig. 56. presentacin ilustrada del concepto de la cabeza de extrusin multi!placa longitudinal con un cambio contin&o de la seccin transversal del canal-

a# placas de forma especfica de la cabeza de extrusin,

b# seccin transversal longitudinal/

4 ! zona de abastecimiento,

D ! zona de transferencia,

% ! zona de plomo paralelo.


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El diseo de estos cabezales de extrusin debe asegurarse de forma correcta

del canal de distribucin. )o debe haber zonas de estancamiento de polmero

en el canal, as como no hay otros tipos de flujo de polmero debe ocurrir en el

canal, excepto las longitudinales. El canal debe ser diseado de tal manera que

se garantice que su seccin transversal disminuye de una manera continua en

la direccin de flujo del polmero. El cabezal de extrusin se debe hacer en laforma m$s sencilla posible debido a la necesidad de posibles correcciones de

la forma de canal de flujo y su limpieza. En consecuencia, el diseo de estos

cabezales de extrusin no es simple. %on el fin de facilitar, acelerar y limitar las

correcciones de la forma de canal de flujo en el cabezal de extrusin multi!

placa longitudinal con un cambio de escaln o continua del canal de

distribucin de forma de seccin transversal, varios programas de ordenador se

utilizan que ayudan al proceso de diseo y simular el flujo de polmero en un

canal de este tipo.

3. El cabezal de extrusin para pelcula soplada.

0elcula soplada se produce en la extrusin de soplado M98N. (os cabezales de

extrusin de film soplado "2ig. 57# no difieren en principio de los cabezales de

extrusin para tuberas. 'ebido a la solucin de diseo empleado en las lneas

tecnolgicas de extrusin soplado, los cabezales de extrusin transversales

con el mandril en forma de estrella en espiral se utilizan con mayor frecuencia

"2ig. 58#. 'iseo de un cabezal de extrusin tales casi garantiza que no hay

lneas de conexin de polmero se desarrollar$n en la superficie de la pelcula

que no se permiti tambin debido a un espesor de pelcula demasiado

pequeo. in embargo, los diferentes tipos de cabezales de extrusin tambin

se utilizan a veces.


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2ig. 57. cabezal de extrusin de pelcula soplada transversal con un sistema de

enfriamiento de la pelcula interna y un anillo de refrigeracin externa

"BeifenhOuser Extrusion, 4lemania#

2ig. 58. 'iagrama presentacin- a# y c# de la seccin transversal longitudinal

del cabezal de extrusin transversal con el mandril en forma de estrella en

espiral, as como, b# y d# una parte del mandril de la cabeza de extrusin.

(a caracterstica b$sica que distingue a los cabezales de extrusin para

pelcula soplada a partir de los cabezales de extrusin para tuberas es la

forma de la rendija anular de la matriz de la cabeza de extrusin. 'ependiendo

del espesor de la pelcula, una anchura de la rendija anular de la matriz es m$s

frecuentemente dentro de la gama de C,9 mm "para pelcula delgada# a 3,9 mm

"para la pelcula de espesor#. (a anchura de la separacin es mucho "varias

veces# mayor que el espesor de la pelcula producida con su uso. 'i$metro de

la pelcula producida est$ dentro del rango de varios centmetros a tanto como

tres metros.

'ebido a la gran resistencia al flujo de polmero, la longitud de la zona de

plomo polmero paralelo en la cabeza de extrusin no debe superar varios

centmetros "para pelcula soplada de un di$metro pequeo# y m$s de diez

centmetros "para pelcula soplada de un di$metro m$s grande#. 4nchura de la

rendija anular de la matriz de cabezal de extrusin es mucho mayor que el

espesor de pelcula requerido. 4dicional disminucin de espesor de la pared en

una tubera de pared delgada se consigue como resultado de soplado

inmediata de la tubera por medio de un dispositivo de soplado y sacando el

tubo con el uso de un dispositivo de extraccin. En consecuencia, el diseo de

la matriz de la extrusin la cabeza de pelcula soplada debera tener en cuentael grado de soplado de pelcula que se determina como la relacin entre el

di$metro de pelcula soplada y el di$metro de abertura de la matriz. ambin es


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necesario tener en cuenta el grado de estirado de pelcula que se define como

la relacin entre la velocidad de recogida de pelcula y la velocidad a la que la

pelcula sale de la matriz de la cabeza de extrusin.

(a tubera de pared delgada se puede soplar eficazmente con aire suministrado

a su interior. (o mismo que en el caso de los cabezales de extrusin para

tuberas, en los cabezales de extrusin para pelcula de tubo se hace un

agujero en el mandril que es coaxial con el cabezal de matriz de extrusin en la

zona de plomo polmero paralela de la cabeza de extrusin. El aire se

suministra desde el dispositivo de soplado a travs del orificio al interior de la

tubera. El control del proceso de soplado de pelcula y la refrigeracin es

asegurada por los anillos de refrigeracin conectados a la cabeza de extrusin.

(os anillos tienen aberturas en el lado de la pelcula a travs de la cual se sopla

aire. (os anillos est$n diseados de diversas maneras "2ig. 59#.

2ig. 59. (os diferentes tipos de anillos de enfriamiento -, 3 ! pelcula de soplado,

5 y 6 ! anillos de un solo dispositivo, externo, 7 y 8 ! anillos de un dispositivo

externo doble, 9 ! anillos de un solo dispositivo de dos caras, :, ! mandril de un

&nico dispositivo, de doble cara.

(os cabezales de extrusin transversal de rotacin se usan ya que es difcil de

definir con precisin la anchura de la rendija anular de la cabeza de boquilla de

extrusin a lo largo de toda la circunferencia, as como con el fin de distribuir

uniformemente la diferencia de espesor de pared pelcula y reducir la

asignacin de su espesor. En este tipo de cabezales de extrusin, la parte

principal del cabezal de extrusin, conectado con la matriz anular, se basa en

los cojinetes y apoyado en el adaptador de la cabeza de extrusin que permite

su movimiento alrededor del eje longitudinal "2ig. 5:#. @ovimiento de rotacinse puede realizar de una manera continua u oscilatoria a una rotacin de baja

velocidad hasta 3 rpm.


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4. Cabezal de extrusin de lina plana ! cine.

=no de los criterios que distinguen la hoja plana y la pelcula es su espesor y la

susceptibilidad de polmero extruido a enrollar sin deformaciones y defectos

permanentes. hace 3C aos el espesor fue todava convencionalmente para

estar dentro del intervalo de C,8 a C,: mm. in embargo, los avances en elprocesamiento de polmeros, as como el desarrollo de m$quinas y

herramientas habilitadas para obtener m$s y m$s espesa pelculas y l$minas

de un grosor inferior. En la actualidad, es posible producir una pelcula plana de

espesor milmetro varios para su posterior procesamiento, por ejemplo por

termoformado, mientras que la hoja puede ser incluso varias partes decimales

de milmetro delgada. 0or lo tanto, la susceptibilidad de polmero extruido a

enrollar sin deformaciones y defectos permanentes se ha convertido en el

principal criterio.

El mayor problema relacionado con los cabezales de extrusin de l$mina plana

y la pelcula es asegurar el caudal de polmero uniforme en todo el ancho de la

matriz que pueden ascender a tanto como 78CC mm. >ay una empresa que

ofrece el cabezal de extrusin produccin de 88CC mm de ancho pelcula. En la

cabeza de extrusin, se cambia la forma de la seccin transversal corriente de

polmero "sin cambiar la direccin del flujo de polmero# de una circular a uno

en un rectangular una de una relacin muy grande entre una una dimensin y

el otro. 0or eso, el cabezal de extrusin para l$mina plana y la pelcula se

llama, la cabeza de extrusin hendidura longitudinal "2ig. 5;#.

2ig. 5;. longitudinal cabezal dividido de extrusin "1erbruggen Emmeloord,

0ases Dajos#

istema de flujo del cabezal de extrusin para l$mina plana y pelcula consiste

en el canal de entrada, el canal de distribucin y la matriz "2ig. 5


34/62

suministra en una corriente de una seccin transversal circular y de la que fluye

hacia fuera en una corriente de una seccin transversal rectangular.

2ig. 5


35/62

se consigue con mayor frecuencia por correcta determinacin de la longitud del

canal "dependiendo de la anchura del canal#. el auxiliar canal de distribucin es

muy a menudo termin con un canal de relajacin es decir de reduccin local la

capacidad del canal "igual sobre toda la anchura del canal#. (a distribucin de

la relajacin canal est$ incluido en el diseo del sistema de flujo de la

longitudinal, corte de extrusin dirigirse principalmente con el fin de garantizarla relajacin de las tensiones que pueden ocurrir durante polmero

transformacin de corriente, igualacin de la presin y la velocidad y en

consecuencia igualacin de la tasa de flujo de polmero.

2ig. 6C. 'iagrama de flujo del sistema del, jefe hendidura longitudinal de

extrusin que muestra en particular la forma de la principal canal dedistribucin-

a# recta, canal circular,

b# cnica simtrica, linealmente convergente canal,

c# cnica simtrica, canal parablica convergente

(a ventaja de la longitudinal, cortada cabezales de extrusin con un canal de

distribucin principal circular y con un canal cnico!simtrica, parablica

convergente "utilizado con m$s frecuencia en la actualidad# es que los

cabezales de extrusin son poco vulnerables a la deformacin de la matrizcausada por la presin del polmero. En los grandes cabezales de extrusin, la

presin de polmero que fluye en la entrada de la boquilla puede ser tan alta

como 7C @0a. (a deformacin

%onsiste en cambio de forma "el cambio de forma es la m$s grande en el eje

longitudinal de la eccin transversal de la matriz de cabezal de extrusin# de

una manera tal que la placa o pelcula producida tiene el espesor mayor en el

eje longitudinal. cada de presin total del polmero durante flujo de polmero a

travs del sistema de flujo de la, cabeza de extrusin hendidura longitudinal

puede ser de hasta a 5C @0. (os cabezales de extrusin con un convergente!cnica simtrica, linealmente canal principal de distribucin se caracterizan por


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una considerablemente mejor distribucin de polmero que la distribucin de

polmero que ofrecen los cabezales de extrusin con una distribucin circular

canal. in embargo, el costo de hacer los cabezales de extrusin con una

distribucin circular canal es el m$s bajo y es por eso que todava se utilizan.

El sistema de flujo de la, cabeza de extrusin hendidura longitudinal se termin

con una matriz que ofrece la posibilidad de ajuste de la tasa de flujo de

polmero en toda su anchura con el uso de elementos de matriz mvil. %ambio

de la posicin de estos elementos tambin corrige posible la deformacin de la

matriz provocado por el flujo de polmero. ales elementos mviles que

influencia la corriente de polmero se encuentran tambin antes de la matriz,

con m$s frecuencia en el auxiliar canal de distribucin. En consecuencia, un

flujo de polmero m$s homogneo y se consiguen m$s pequea deformacin

troquel. (os elementos que han configurado adecuadamente las superficies se

utilizan para ajustar el polmero fluir. Estos pueden ser barras de gargantilla o

labios flexibles "2ig. 63#. 0ermiten el cambio continuo de la profundidad del

canal de flujo o la altura del troquel. (as barras gargantilla se utilizan con mayor

frecuencia en los cabezales de extrusin de l$mina. 4juste del caudal de

polmero mediante la modificacin continua de la altura de la matriz con el uso

labio flexible de la matriz se utiliza con m$s frecuencia en los cabezales de

extrusin para pelcula plana que en los cabezales de extrusin de l$mina.

Estos elementos se pueden conectar con el sistema de sensores

piezoelctricos que reaccionan a la presin de polmero en la distribucin

canales y cambiar la altura de la matriz cabezal de extrusin. pelcula extruida

es muy a menudo sometido a un procesamiento adicional en el proceso de

calendario.


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2ig. 63. (os ejemplos del labio flexible y gargantilla de lugares de barras

en sentido longitudinal, de extrusin de hendidura se dirige a-

a# pelcula plana,

b# hoja plana,

c# pelcula plana y las hojas/


5! distribucin de canal,

6 ! canal de distribucin auxiliar,

7 ! relajacin canal de distribucin,

8 ! cabezal de extrusin morir,

9 ! perno de ajuste, cuerpo del cabezal: !extrusion,

; ! labio flexible,

< ! barra de gargantilla

". Cabezal de extrusin para el recubriiento

El proceso de extrusin se puede utilizar para revestir diversos perfiles "por

ejemplo varillas y hoja# con polmeros. 0roceso de recubrimiento de varilla se

realiza en el cabezal de extrusin transversal o el cabezal de extrusin angular

o justo detr$s del cabezal de extrusin mientras que el proceso de

recubrimiento de cinta tiene lugar justo detr$s de la, cabeza hendidura

longitudinal de extrusin. El diseo de los cabezales de extrusin para barras

de revestimiento y cintas no difiere mucho, en principio, desde el diseo de los

cabezales de extrusin para tubos transversales y longitudinales los cabezales

de extrusin de l$mina plana y cine. En el cabezal de extrusin transversal para

el recubrimiento, el mandril canal se reemplaza con la gua de la varilla. El

canal de distribucin circunferencial lineal se realiza sobre la parte de la

superficie externa de la gua "en la misma forma que en la superficie del

mandril canal#. 'entro de la gua hay un agujero a travs de que tiene la forma

correspondiente a la forma de varilla. =na varilla "muy a menudo pre!calentado#

se introduce a travs de este agujero. El v$stago est$ recubierta con polmero

en la matriz de la cabeza de extrusin o justo detr$s de l. (o b$sico problema

es disear correctamente el sistema de flujo del cabezal de extrusin "primera

de todo disear correctamente el canal circunferencial lineal situado en la

superficie cilndrica o cnica de la gua en la cabeza de extrusin transversal o

el cabezal de extrusin angular y el principal la distribucin de canal en la

cabeza de ranura de extrusin# de una manera tal como para lograr un

uniforme velocidad de extrusin de polmeros. proceso de recubrimiento de


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varilla que tiene lugar en la cabeza de extrusin se denomina presin

recubrimiento y se lleva a cabo bajo la influencia de la presin del polmero en

la matriz. Becubrimiento de varilla proceso que tiene lugar justo detr$s de la

cabeza de extrusin se denomina convencionalmente como el revestimiento de

vaco, ya que se lleva a cabo bajo la influencia de la presin atmosfrica que es

m$s alta que la presin creada en la zona entre la varilla y el extruido depolmero.

(os cabezales de extrusin para el BE%=DB@E)A de presin se

diferencian de los cabezales de extrusin de tubo BE%=DB@E)A "2ig. 65#.

(a 'iferencia consiste del 0rincipalmente en el =A de los cabezales de

extrusin de tubo E( BE%=DB@E)A de los canales Pue (levan (ejos el

4ire (os alrededores Entre la varilla y el 0olmero y En El Empleo de =n diseo

diferente de la cabeza de extrusin morir 4justado a las %ondiciones

Especficas del 0roceso de BE%=DB@E)A.

2ig. 65. 'iagrama de los cabezales de extrusin para el recubrimiento de

varilla/

a# revestimiento de presin,

b# revestimiento de vaco-

3 ! cuerpo del cabezal de extrusin.

5 ! gua de la varilla,



8 ! cabezal de extrusin morir,

9 ! canal auxiliar.

(a ventaja de los cabezales de extrusin para el recubrimiento del tubo es que

ofrecen una mayor posibilidad de varillas de revestimiento de varias formas deseccin transversal. u desventaja es la necesidad de hacer que los canales


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de vaco y utilizando el sistema de reduccin de presin justo detr$s de la

matriz cabezal de extrusin. (a ventaja de los cabezales de extrusin para el

recubrimiento de presin es que ofrecen la posibilidad de obtener

recubrimientos muy delgados "incluso tan delgadas como C,C3 mm#.

u desventaja es la dificultad en el mantenimiento de espesor de revestimientouniforme sobre el toda la circunferencia de la varilla y la limitacin de la seccin

transversal varilla de forma circular a una o cerrar la circular.

El $ngulo entre el eje de extrusin y el eje principal de la cabeza de extrusin

para recubrimiento puede ser de 78, 9C o ojas de diversos materiales se recubren con polmeros termopl$sticos

por extrusin polmero de la, la cabeza de extrusin de hendidura longitudinal

"2ig. 66# directamente en el contrarotantes cilindros, entre los cuales la hoja

est$ en movimiento. Espesor de recubrimiento obtenido se regula ajustando la

altura de la extrusin @uere la cabeza por medio de un labio flexible.


40/62

2ig. 66. El longitudinal, la cabeza de ranura de extrusin para el recubrimiento

de la ficha tcnica-

3 ! %uerpo de morir,

5 ! cuerpo del cabezal de extrusin,

6 ! labio flexible,

7 ! pernos de ajuste del labio flexible "extrusin 'ies ndustries, EE.==.#

#. Cabezal de extrusin de peletizacin

El proceso de extrusin de peletizacin con polmero se lleva a cabo como

proceso en fro o en caliente M38, 98, 9:N. En caso del proceso de granulacin

en fro, el sistema de flujo en el cabezal de extrusin para la granulacin "m$s a

menudo el angular, longitudinal o incluso cabezal de extrusin transversal# "2ig.

67# es en general muy similar al sistema de flujo utilizado en el longitudinal,

cortada cabezal de extrusin. 4 saber, el sistema de flujo est$ formado por el

canal de entrada, el canal de distribucin principal de una seccin transversal

circular, el canal de flujo auxiliar de una seccin transversal rectangular y lostroqueles. roqueles circulares "varios a 58C y m$s matrices generalmente de

un di$metro de 5!: mm# se colocan en una o en dos filas de una placa plana

rectangular y forma el material extruido en forma de varillas de un di$metro

especfico. (os cabezales de extrusin para peletizacin en fro se pueden

categorizar como las longitudinal, angulares o de una sola placa de cabezales

de extrusin transversales "2ig. 68#. Darras de polmero extruido se enfran

inmediatamente en un bao horizontal lleno de agua o en una corriente de

agua que fluye hacia abajo de la gua inclinada en un $ngulo con respecto al

eje de extrusin y luego se corta en gr$nulos. (ongitud de la placa plana

rectangular de la cabeza de extrusin para la granulacin en fro, en el queest$n situados los troqueles, puede ser 3,8CC mm. asa de flujo de polmero a


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travs del cabezal de extrusin vara y est$ condicionada en primer lugar por el

tipo 7C de polmero, dimensiones de la cabeza de extrusin, n&mero de barras

de polmero extruido, su di$metro y la velocidad de extrusin. 0or ejemplo, el

cabezal de extrusin para peletizacin fra equipada con una larga placa de

3CCC mm y 5CC matrices de 6 mm de di$metro situado en una sola fila asegura

extrusin de barras de polmero a una velocidad de 35C m I min con la tasa deflujo de masa de hasta 38CCC *g I h. requisito de energa trmica de dicho

cabezal de extrusin es 58 *? y una presin de extrusin de polmero es de

hasta 39 @0a M89N. )o hay recomendaciones especficas relativas a la

homogeneidad de temperatura o la velocidad idntica de salida de la matriz de

polmero se aplican a este tipo de cabezales de extrusin M58N.

2ig. 67. cabezales de extrusin para la granulacin en fro

a# uno transversal,

b# un angular "Bieter 4utomati*, 4lemania#


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2ig. 68. angular, de una sola placa cabezal de extrusin para la granulacin en

fro

En el proceso de extrusin con la granulacin en caliente, los cabezales de

granulacin de extrusin se utilizan que son la combinacin de la cabeza de

extrusin longitudinal y la granuladora. Estos cabezales de extrusin est$n

diseados para la extrusin simult$nea de numerosas barras de polmero

idntica de un di$metro pequeo y su inmediata de rotacin de corte, que no es

libre en secciones cortas. 'e esta manera, de pellets de una longitud

comparable a su di$metro se hace y se enfra inmediatamente. Extruido decorte y enfriamiento pellet se lleva a cabo en una corriente de aire o en el agua.

Es por eso que los cabezales de granulacin de extrusin se clasifican en los

cabezales de extrusin para peletizacin en el aire y los cabezales de extrusin

para peletizacin en agua.

el proceso de corte tambin se puede realizar en el aire, mientras que el

enfriamiento de los pellets se realiza en agua. %orte y enfriamiento al aire se

aplica en los polmeros de una pequea capacidad trmica que son m$s

difciles de aglomeracin. El corte y el enfriamiento en el aire y no se lleva a

cabo a tasas m$s bajas de flujo de polmero. El corte y el enfriamiento en agua

se aplica en las situaciones opuesta a la mencionada anteriormente, por lo

general en el sistema coaxial. En general, el consumo de agua es de C,C5 a

C,C7 m6 I *g de polmero y la temperatura del agua est$ a 6C H 8C Q %. (ongitud

de los pellets se ajusta mediante la regulacin de velocidad de giro del rotor

peletizador. El principio de proceso de corte es la misma en ambos casos.

El cabezal de granulacin por extrusin en el que el proceso de corte se realiza

en aire soplado y el enfriamiento de los gr$nulos se lleva a cabo en una

corriente de aire, as se termina con una placa plana circular con numerosos

orificios pasantes dispuestos por ejemplo en la circunferencia del crculo. (os

orificios pasantes constituyen la cabeza de extrusin muere. (a placa plana sedenomina matriz de hilatura.


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'espus del corte, los pellets son sopladas a partir de los cuchillos. Ellos se

caen y se transportan neum$ticamente al dispositivo de enfriamiento.

emperatura de polmero durante el proceso de corte es casi igual a la

temperatura de extrusin. 0or eso, puede ocurrir que los gr$nulos se adhieran

a los cuchillos y conectarse con otros precipitados que perturban el proceso de

peletizacin.

El cabezal de extrusin para la granulacin en caliente en agua "ejemplos de

este tipo de cabezal de extrusin se muestran en las figuras 69 y 2igura 6:#

consiste en el cabezal de extrusin para la granulacin que est$ diseado con

m$s frecuencia en forma similar a como los cabezales de extrusin longitudinal

para perfiles de circular seccin transversal y la granuladora. El cabezal de

extrusin para peletizacin se termin con una placa circular, plana o una placa

anular que constituye el final del cabezal de extrusin. En esta placa, se hace

un sistema que contiene de varios a varios cientos o incluso 75CC troqueles de

extrusin!peletizacin de forma circular y un di$metro de C,7 mm a 8,C mm. (ostroqueles forman a extruido en una forma requerida. (os troqueles se hacen en

toda la superficie de la placa o sus centros geomtricos se encuentran en el

crculo com&n.

2ig. 69. 2inalizacin del cabezal de extrusin para la granulacin en caliente en

agua "Econ!Fundenberatung, 4ustria#


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2ig. 6:. =n fragmento del cabezal de granulacin por peletizacin caliente en

agua con un ipo(lam rotor y cuchillas de corte visibles-

3! cuerpo del cabezal de extrusin,

5 ! cuerpo peletizadora,

6 ! eje de accionamiento del rotor,

7 ! rotor anular,

8 ! cuchillas de corte,

9 ! enfriamiento de suministro de agua,: ! el drenaje de agua con pellets "DFK Druc*mann, 4lemania#

El cabezal de extrusin se encuentra en el centro o excntricamente con

respecto al rotor cuchillo que tiene la forma de una tira o un anillo giratorio y se

coloca en el eje de rotacin de la peletizadora. 0or lo general, de 3 a 9C

cuchillas de corte de longitud adecuada se fijan en el rotor "2ig. 6;#. El rotor

cuchilla puede girar a una velocidad de hasta :C s!3. 0eletizacin cabezal de

extrusin puede cooperar con los extrusores que se caracterizan por una tasa

de flujo de masa, incluso hasta 85.CCC *g I h. El agua se suministra a la c$mara

de corte directamente a travs del agujero en el eje del rotor y a continuacin, alas armas especficas de la tira de rotacin. El agua puede ser suministrado

tambin a la c$mara de corte directamente al "pi I 5# rad con respecto al eje de

la extrusora.


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2ig. rotor 6;. Kranulador de cuchillas de corte "Freyenborg Kranuliertechni*,

4lemania#

(a presin de agua es a veces tan alta que el corte de polmero se lleva a cabo

por medio de una corriente de agua y no hay cuchillas de corte se utilizan en tal

caso. Kr$nulos obtenidos por el corte son lavados a la carcasa anular. 4

continuacin, los gr$nulos y el agua salen de la c$mara de corte a travs del

orificio de salida. (os extrusores con el cabezal de extrusin para lagranulacin en caliente en agua y corte por medio de una corriente de agua

funcionan a tan alta velocidad de flujo incluso polmero como :8.CCC *g I h. (a

demanda de agua para un caudal tal polmero es de 35C m6 I h. (a figura 6oja de seis capas "?elex, EE.==.# rious

caractersticas reolgicas "2ig. 89#.


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2ig. 89. 0erfiles de flujo de polmero velocidades vx en la matriz durante 00 y

0 co!extrusin/ dado altura de 5,8 mm, morir de un $rea de seccin

transversal rectangular.

diseño de cabezales de extrusión

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