Con el objetivo de aprovechar los desechos plásticos en las fábricas y darles una segunda oportunidad, surgen nuevas máquinas que permiten mecanizar y agilizar el proceso de reciclaje. Concretamente, la máquina extrusora de plástico, es una de las más importantes en las fábricas de todo el mundo debido a la capacidad para transformar los materiales denominados termoplásticos, elastómeros y termostables.

¿Qué es el proceso de extrusión del plástico?

La extrusión de plásticos es un proceso industrial, por el cual se prensa y se moldea el plástico por medio de una máquina extrusora. Se aplica presión y empuje junto a un molde para crear la forma deseada y, así, producir tubos, perfiles, láminas, hojas y películas plásticas, filamentos y otros productos plásticos.

Este proceso difiere del moldeo en el hecho de que la extrusión es un proceso continuo, en el que se forman producto como tubos, perfiles, filamentos y películas, forzando el material plástico a través de un orificio de conformado que se denomina “hilera”. Mientras que el proceso de moldeo, como su nombre indica, consiste en aplicar la masa plástica en un molde que le dará forma.

¿Para qué se usan las máquinas de extrusión?

Las extrusoras de plástico tienen tres funciones: en primer lugar, extraen el material en gránulos del sistema de alimentación y lo conducen al tiempo que lo comprimen y, a veces, lo desgasifican; en segundo lugar, mezclan y producen un fundido homogéneo; y, en tercer lugar, desarrollan la presión suficiente para que supere la resistencia al flujo de la hilera abierta, de modo que el perfil emerja de la hilera de forma continua.

Las máquinas extrusoras de plástico se utilizan además para mezclar y granular complejos, para formar preformas para moldeo por soplado y para alimentar otras máquinas, como las calandras. Algunos tipos están diseñados para combinar la polimerización, el compounding y la producción en una sola unidad.

Máquinas que se encargan del proceso de extrusión

Existen dos tipos de maquinas para la extrusión de materiales plásticos en función del número de husillos. ¿Qué son los husillos? Son un tipo de tornillo de gran diámetro y longitud de diferentes formas o diseños, capaces de dar forma al material termoplástico cuando alcanza altas temperaturas.

Las máquinas más comunes son las de un solo husillo (o monohusillo), ya que permiten procesar mejor los materiales plásticos, con bajo coeficiente de fricción. Además, disminuyen el tiempo de residencia debido a la alta productividad y al poco volumen en el husillo. Y ofrecen un mayor control y sostenimiento de la temperatura de la masa fundida.

Por su parte, las maquinas extrusoras de plástico de doble husillo ofrecen mayores oportunidades económicas y potencial comercial que los de las extrusoras de un solo tornillo, debido a la mayor flexibilidad de los procesos y la productividad, a la capacidad de producir una más amplia gama de productos finales, a la capacidad de transformar una mayor gama de materia prima y gestionar la calidad de los productos de manera más consistente, y a la capacidad de compensar los efectos del desgaste de los tornillos mediante el ajuste de la velocidad de los mismos.

Tipos de extrusión del plástico

Actualmente existen varios tipos de extrusión del plástico, vamos a ver 3 de ellos: la extrusión de granzas o pellets, la extrusión de tubos y perfiles, y la extrusión de láminas.

La extrusión de granzas o pellets

Las granzas o pellets son de forma cilíndrica con los bordes en ángulo recto y tienen un buen grado de uniformidad.

En este proceso, una vez transcurrida la extrusión que explicábamos en apartados anteriores, el grano es cortado aun cuando el plástico no ha solidificado. Una vez cortado el material plástico blando y en estado aún de fluidez, inmediatamente es solidificado con agua fría, evitando la generación de polvo. Así se consigue un grano de forma regular y se facilita el empaquetado y transporte del mismo. Para cambiar el tamaño del grano se ajusta automáticamente el volumen de extrusión y velocidad de corte o cambiando el número de cortadores de acuerdo a la salida del extrusor.

La extrusión de tubos y perfiles

La extrusión de tubos y perfiles se define como el proceso de forzar a la resina a pasar por el cabezal dándole la forma deseada. Antes de este paso, se almacenan los pellets plásticos, usualmente secos, en una tolva antes de ir al tornillo de alimentación. La resina del polímero es calentada hasta el estado de fusión por resistencias que se encuentran en el cañón de la extrusora y el calor por fricción proveniente del tornillo de extrusión. Después del PVC, el Polietileno es el material termoplástico que más se utiliza para hacer tuberías.

Este proceso se basa en una extrusora con un diseño cilíndrico y husillo adecuados al tipo de material que se quiera procesar. Para tuberías es muy habitual recurrir al PVC. Este proceso se caracteriza porque la masa plástica se fuerza a pasar por el cabezal, dándole la forma y tamaños deseados. El material extruido se enfría y se solidifica, ya que es descargado del troquel a un tanque de agua y luego se corta a tamaño deseado. El movimiento de salida del perfil o del tubo de la extrusora viene dado por el tiro, que aplica una tensión o estiraje constante al material para que esté siempre en movimiento. Por último, dependiendo de la flexibilidad del producto, una unidad de corte o de enrollado prepara el producto para su distribución.

La extrusión de láminas

El cabezal o dado plano se considera la pieza más importante de la máquina extrusora de plástico de lámina plana, ya que tiene la función de tomar el flujo de materiales plastificados provenientes de la extrusora, y formar la lámina en fracciones de segundo dando las principales características al material formado tales como el ancho deseado, rango de espesores, uniformidad en el perfil del producto, homogeneidad en la distribución del material plastificado, y otras más.

Lo más importante a destacar es que si el cabezal o dado no es eficiente en la formación efectiva del producto, es casi imposible luego corregir las deficiencias originadas en este cabezal. Hay tres tipos de dados utilizados: en forma de T, de gancho de ropa y cola de pescado. El propósito de estos dados es reorientar y guiar el flujo de masa fundida de polímero a partir de una sola salida circular del extrusor a un flujo liso y plano.

En los tres tipos de dados se debe asegurar un flujo constante y uniforme a través de toda el área de la sección transversal del dado. Las láminas y las películas se producen en varios espesores mediante extrusión convencional, usando un dado cuya abertura tiene la forma de una rendija delgada. La rendija puede tener hasta 3 m de largo con un ancho cercano a 0,04mm. El dado incluye un conducto distribuidor que extiende la fusión de polímero lateralmente, antes de que fluya a través de la rendija.

Una dificultad de este método de extrusión es la uniformidad del espesor a lo ancho del material. Para alcanzar altas velocidades de producción es necesario incorporar al proceso de extrusión, métodos eficientes de enfriamiento y recolección de la película; esto se logra conduciendo inmediatamente la extrusión hacia un baño de temple con agua o sobre rodillos refrigerados.

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