Extrusiones de plástico: una guía completa

Los plásticos son conocidos por su flexibilidad, dureza y capacidad para crear el producto final de plástico. Existen varias técnicas de producción y, de todos los métodos, la extrusión es la más preferida para la producción de piezas a gran escala y en gran volumen, especialmente aquellas en forma de perfiles, como tuberías y tubos. La extrusión de plástico se practica industrialmente desde hace más de cien años. Ha evolucionado mucho y hoy es uno de los procesos más favorecidos en la producción de plásticos debido a factores como la simplicidad, el ahorro de tiempo y la precisión. 

Esta guía se ocupa del proceso de extrusión de plástico, las ventajas y desventajas del proceso y las categorías e industrias que aplican este método.

Una descripción general del proceso de extrusión de plástico

La extrusión es un método de alta producción para producir piezas largas con perfiles de sección transversal uniformes. Este método implica calentar materiales termoplásticos hasta su punto de fusión y luego usar presión para forzar el plástico a través de un troquel. La combinación de un tornillo giratorio dentro de un barril produce la presión. Cuando el plástico se funde, se exprime a través del troquel y sale como una sola pieza con forma de troquel, lo que se conoce como extruido. Luego, el extruido se enfría y solidifica mediante rodillos de enfriamiento o baños de agua. 

La extrusión de plástico ofrece versatilidad y puede crear tubos, tuberías, láminas, perfiles, películas y formas personalizadas. Los equipos aplicados en la extrusión de plástico incluyen varias piezas importantes que permiten la fabricación de piezas de plástico a gran escala. Algunos componentes son un tubo/adaptador de alimentación, una garganta de alimentación, una tolva, una placa rompedora, un troquel, un cilindro y un sistema de enfriamiento. Todos ellos son cruciales para fundir el material plástico, moldearlo hasta darle la forma correcta y luego enfriarlo hasta el estado requerido.

¿Cómo funciona la extrusión de plástico? Pasos a seguir  

Estos son los pasos críticos involucrados en el proceso de extrusión de plástico.

Preparación de Materias Primas 

El primer proceso es preparar la materia prima, que son las perlas o gránulos de plástico utilizados en el proceso de extrusión. Estos agentes colorantes se mezclan y añaden a polímeros vírgenes antes del proceso de extrusión para lograr un color completo en el artículo. 

Inicio del proceso de extrusión 

En el proceso de extrusión, los materiales plásticos mezclados se ven obligados a entrar en una abertura de la cavidad del extrusor. Se adopta un sistema de tornillo para el movimiento del material a través de la cavidad y no produce impactos en los materiales plásticos. 

Derritiéndose a altas temperaturas 

Como se mencionó anteriormente, dentro de la cavidad, la temperatura es de 400°F (200°C) y superior. Esta alta temperatura derrite el plástico, lo que lo cambia de un estado sólido a un estado líquido. 

Filtración de contaminantes 

Dado que el plástico extruido final no puede contener impurezas, el plástico fundido se tamiza donde se tamizan y purifican las impurezas. 

Dar forma al perfil 

Luego, el plástico fundido se purifica y se pasa a través de una matriz, vital para darle forma o perfilar el plástico. También explica varios tipos de plástico extruido y los diferentes tipos de perfiles. 

Enfriamiento y Acabado 

La otra actividad que se realiza sobre el plástico extruido es el proceso de enfriamiento una vez realizado el proceso de conformación. Luego se enfría y se corta a la longitud deseada o se enrolla o enrolla, formando el proceso de extrusión. 

Producto final 

Estos pasos dan como resultado muchos usos de un nuevo canal, perfil o tubo individual.

Tabla: Pasos del Proceso de Extrusión de Plástico

Tipos de procesos de extrusión de plástico

En la extrusión de plástico se utilizan diversos procesos en función de la aplicación, el tipo de material utilizado y el producto final a producir. Sin embargo, todos los procesos se ajustan a los procedimientos generales. Por lo tanto, la elección del proceso viene dictada principalmente por la forma y el diseño de la matriz. Algunos tipos son más apropiados para diseños complejos que otros. Aquí están los cuatro tipos principales de extrusión de plástico Procesos utilizados en la industria hoy en día:  

1. Extrusión de tubos 

La extrusión de tubos, como su nombre indica, es ideal para producir tubos y productos huecos como tuberías y tubos médicos. Este proceso es similar al de extrusión convencional hasta la sección de la matriz. Se inserta un mandril o pasador en la matriz para dar forma a las secciones huecas, y se aplica presión positiva a través del pasador. Cuando hay muchos orificios, los fabricantes de extrusión de plástico utilizan más de un pasador en el centro de la matriz. La presión de aire para cada pasador se puede ajustar para determinar el tamaño de cada orificio. 

2. Extrusión de película soplada 

La extrusión de película soplada es otro proceso estándar. Se aplica en la producción de artículos como bolsas de compras. Este método es bastante similar al proceso de extrusión normal. La única diferencia es que el troquel es un cilindro vertical con un orificio circular. Esta matriz tiene plástico fundido arrastrado por rodillos de presión que se pueden colocar a varias alturas según el enfriamiento. Se incorpora un anillo de aire alrededor del troquel para ayudar a enfriar la película. Se suministra aire a alta presión en el centro del perfil de plástico extruido para formar una burbuja, ampliando el área de la sección transversal del plástico. Luego, esta burbuja se aplana mediante un pellizco y se enrolla formando una película de doble capa. Se puede cortar en tiras, enrollar en una bobina o imprimir.  

3. Extrusión de película en láminas 

La extrusión de película soplada es similar a la extrusión de película en láminas, pero se concentra más en la creación de productos tubulares. Posteriormente, el material se tira y se enrolla hasta obtener la delgadez y textura superficial deseadas después del proceso de extrusión. También ayuda a enfriar y solidificar el material, y el proceso de laminación se completa en varias pasadas.  

4. Extrusión de revestimiento superior 

La extrusión de recubrimiento es otra técnica ampliamente utilizada para aplicar un recubrimiento de plástico a un alambre. Hay dos tipos principales de herramientas para este proceso: herramientas de presión y herramientas de chaqueta. El uso de herramientas depende del grado de interacción entre el plástico y el alambre. Las herramientas de presión se utilizan cuando la herramienta tiene que entrar en contacto con la pieza de trabajo, mientras que las herramientas de encamisado se emplean cuando la herramienta no entra en contacto con la pieza de trabajo. En las herramientas de presión, el pasador termina dentro de la cruceta para que el plástico fundido pueda cubrir el alambre dentro del troquel. En las herramientas de revestimiento, el pasador se mueve hacia la cara del troquel para cubrir el alambre a medida que sale.

Materiales comunes de extrusión de plástico

A continuación se detallan algunos de los plásticos más comunes que se extruyen: 

Polietileno (PE) 

El polietileno tiene algunas de las mejores cualidades, incluyendo flexibilidad, durabilidad y resistencia química. Este termoplástico se ha utilizado en películas para embalajes, tuberías y contenedores debido a su buena acumulación de color, resistencia y características de baja temperatura. 

Polipropileno (PP): 

Las propiedades del polipropileno incluyen resistencia química y versatilidad. Este termoplástico es robusto y tiene una excelente resistencia a la abrasión; está disponible en numerosos tintes y se utiliza en embalajes, aplicaciones automotrices, textiles y mucho más. También tiene buenas propiedades a bajas temperaturas. 

El cloruro de polivinilo (PVC)

El cloruro de polivinilo es uno de los termoplásticos más utilizados y menos costosos con altas características mecánicas. Se presenta en dos tipos: además de las características de rigidez y flexibilidad. El PVC rígido tampoco se dobla ante los impactos ni la radiación ultravioleta, lo que lo hace óptimo para su uso en tuberías, ventanas y puertas. El PVC flexible SAR es económico, versátil y se utiliza en cubiertas de cables y pisos. Estas propiedades sugieren que este material no es muy susceptible a la intemperie, tiene una resistencia al desgarro razonablemente buena y es bastante resistente a la tracción. 

Poliestireno (PS)

El poliestireno es un termoplástico liviano y muy quebradizo que se aplica en envases, cubiertos desechables y aislamiento. Se utiliza en este tipo de aplicaciones debido a su facilidad de uso y eficiencia. 

Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS):

El ABS es un termoplástico muy duro y resistente a los golpes y se sintetiza a partir de estireno y acrilonitrilo con polibutadieno. El estireno le da una superficie brillante e impermeable, mientras que el polibutadieno lo hace fuerte y funciona bien en diferentes temperaturas. El ABS es robusto y tiene una apariencia agradable, por lo que se utiliza para elementos de automóviles, juguetes y productos electrónicos. Plástico para marcado láser Es una técnica popular utilizada para etiquetar productos ABS debido a su durabilidad y atractivo estético. 

Poliamida (PA o nailon)

El nailon es un termoplástico de alto rendimiento con buenas propiedades mecánicas del material polimérico. Se aplica comúnmente en la industria automotriz, produciendo piezas industriales y textiles debido a sus propiedades mecánicas. 

Policarbonato (PC): 

El policarbonato es un material termoplástico con buena resistencia al impacto y alta transmisión de luz. Este material es valorado por su rigidez, el estado de uso y sus características ante altas y bajas temperaturas. Se aplica en la producción de accesorios para automóviles y carcasas de dispositivos, entre otros usos. 

Tereftalato de polietileno (PET) 

El PET se utiliza ampliamente en envases, principalmente bebidas y productos alimenticios. También se utiliza en fibras textiles e innumerables aplicaciones de ingeniería porque es sólido y rígido. 

Estos materiales se seleccionan según el entorno que probablemente encontrará el proceso de extrusión y el uso final del producto.

Aplicaciones de la extrusión de plástico

Aplicaciones de extrusión de plástico. están muy extendidos en muchas industrias y áreas. Estas son algunas de las principales aplicaciones: 

Aislamiento de cables 

Los plásticos son buenos aislantes y, debido a esto, se pueden usar fácilmente para cubrir cables activos, ya que son flexibles. La mayoría de los cables con cubierta de plástico utilizan extrusión de silicona ya que es un método de aplicación de cable sólido. 

Tubos y Tubos 

La categoría más grande de productos fabricados por extrusión de plásticos son las tuberías y tubos. Este proceso se utiliza para fabricar tubos y tuberías que constituyen una proporción significativa del mercado, y esto se hace con la ayuda de matrices comparativamente simples. 

Ventanas y puertas 

La extrusión de plástico mejora la resistencia de ventanas y puertas, principalmente si el material es PVC porque la luz ultravioleta no le afecta. Esto hace que las ventanas y puertas de plástico extruido sean sólidas y capaces de resistir los caprichos del clima. 

Persianas y cortinas 

Las persianas y cortinas son otra aplicación importante de la extrusión de plástico y son muy populares en hogares y oficinas. Por ejemplo, el aspecto natural de muchas persianas, especialmente las de madera, tiene una base de poliestireno producido mediante el proceso de extrusión. 

Burletes 

Entre los componentes de los burletes, los burletes son algunas de las piezas que están hechas de extrusión de plástico. Estos productos deben instalarse muy cerca de los marcos de puertas y ventanas para evitar que entre aire fresco. Formar un sello con materiales de caucho es más accesible, por lo que se utilizan como burletes. 

Limpiaparabrisas y escobilla de goma  

Los limpiaparabrisas se fabrican principalmente mediante procesos de extrusión. El material de extrusión suele ser EPDM o una combinación de caucho sintético y natural mediante coextrusión. De manera similar, los raseros manuales están hechos de caucho extruido para permitir una fácil limpieza del agua de la superficie.

Tabla: Aplicaciones automotrices de extrusión de plástico

Ventajas y desventajas de la extrusión de plástico

Como se puede analizar de la discusión anterior, el proceso de extrusión de plástico tiene varios beneficios, pero también algunas desventajas. He aquí un vistazo a ambos:

Ventajas 

• Manipulación post-extrusión: El material plástico sigue siendo razonablemente blando incluso después de la extrusión y antes del proceso de solidificación real para permitir al fabricante producir productos de la mejor calidad. 
• Rentabilidad: La extrusión es económica en comparación con otras técnicas de fabricación de plásticos porque no requiere muchas herramientas. 
• Flexibilidad: En la extrusión de plástico, se puede lograr mucha flexibilidad cuando la sección transversal es uniforme; por tanto, es posible desarrollar formas complicadas sin cambiar la sección transversal.  

Desventajas 

• Cambios dimensionales: Las dimensiones del producto final son ligeramente mayores que las dimensiones originales porque, después de la extrusión, el plástico caliente se expande. En cuanto al impacto del tamaño de la empresa, resulta bastante complicado pronosticar cómo se verá influido.
• Limitaciones del producto: La flexibilidad del proceso de extrusión es limitada en lo que respecta a los productos que se pueden fabricar. La fabricación de diversos productos requeriría la adquisición de nuevos equipos de extrusión.

Extrusión de plástico versus moldeo por inyección

Tanto la extrusión de plástico como el moldeo por inyección son esenciales para la fabricación de productos plásticos. Aún así, tienen claras diferencias: 

• Enfoque dimensional: La extrusión de plástico se utiliza cuando el producto es plano, mientras que el moldeo por inyección se utiliza cuando el producto es más tridimensional. 
• Proceso de conformación: En extrusión, la forma del producto final es la del troquel utilizado en el proceso, mientras que en el moldeo por inyección, la forma del material es la del molde. 
• Producción de secciones transversales: La extrusión puede crear secciones transversales simples de productos con mucha facilidad, pero el troquel es complicado cuando se crean secciones transversales de productos en moldeo por inyección.
• Fuerza y ​​costo: En la mayoría de los casos, los productos moldeados por inyección tienen una resistencia superior a la de los productos extruidos. Sin embargo, el moldeo por inyección es un poco caro debido al coste de las matrices, aunque es más eficiente.

Tabla: Aplicaciones de moldeo por inyección versus extrusión de plástico

Extrusión de plástico versus extrusión de aluminio 

La extrusión es una técnica que se puede aplicar tanto a plásticos como a metales, aunque ambos se utilizan de diferentes maneras. La extrusión de plástico es el proceso de fabricación de perfiles continuos de termoplásticos, mientras que la extrusión de aluminio es el proceso de fabricación de piezas metálicas. La razón para utilizar extrusión de aluminio se debe a los siguientes factores: baja densidad, alta conductividad térmica y eléctrica y reciclabilidad. Los perfiles de aluminio se utilizan ampliamente en barras, tubos, alambres, tuberías, cercas, vías, marcos, disipadores de calor, etc. 

El aluminio se puede extruir en caliente o en frío; la elección depende del tipo de aluminio utilizado y del producto final. La extrusión en caliente se realiza a una temperatura de entre 3500 °C y 5000 °C, mientras que la extrusión en frío se realiza a temperatura ambiente. Para obtener más información sobre extrusión de aluminio, visite el sitio web.

Extrusión de plástico versus mecanizado CNC de plástico

La principal ventaja de la extrusión reside en su capacidad para producir piezas con secciones transversales uniformes, lo que la hace ideal para aplicaciones que requieren grandes longitudes de material. Por otro lado, el mecanizado CNC ofrece una precisión inigualable en la creación de piezas complejas a partir de bloques o láminas de plástico macizo. Se valora enormemente por su flexibilidad de diseño y su capacidad para producir detalles intrincados con tolerancias muy ajustadas. Además, el mecanizado CNC de plástico es la opción predilecta para la producción de bajo a medio volumen, donde la complejidad, la precisión y un acabado impecable son fundamentales.

Tabla: Mecanizado CNC de plástico frente a aplicaciones de extrusión

Selección de materiales para extrusión de plástico

El material adecuado para la extrusión de plástico es crucial si el producto final es valioso y duradero. Esto se debe a que la capacidad de fabricación y el coste son muy sensibles a la decisión del material a emplear. El primer criterio al seleccionar la resina plástica es establecer qué propiedades debe tener su pieza en la aplicación en la que se utilizará. Dado que los diferentes plásticos exhiben diferentes propiedades, considere los siguientes factores: Debido a que las propiedades de los diferentes plásticos son diferentes, se deben considerar los siguientes factores: 

• Protección Ambiental: Su resistencia al calor y al frío, a los rayos UV y otras formas de resistencia a la intemperie. 
• Rigidez/Flexibilidad: El grado en que la pieza debe ser flexible o rígida. 
• Resistencia y fuerza al impacto: La capacidad del material para soportar cargas de impacto y distribuirlas y la capacidad del material para mantener su forma y resistencia. 
• Atractivo estético: El proceso final requiere el acabado y la sensación del último producto. 

En este sentido, para controlar los costes se deben elegir materiales que no sean extraordinarios y muy caros, aunque cumplan los requisitos pero sean típicos de la construcción. Una vez que se hayan definido los distintos tipos de resinas plásticas, será más fácil tomar una decisión sobre cuál de las resinas plásticas utilizar. Los especialistas de Boda también pueden brindarle sugerencias sobre el material y el relleno que se pueden utilizar para su proyecto y responder cualquier pregunta que pueda tener.

Resumiendo las cosas

Extrusión de plástico Es un proceso significativo con características de diseño y aplicación, que incluye láminas, películas, recubrimientos, tuberías y tubos. Para obtener los mejores resultados, se recomienda contratar empresas con experiencia como Boda para la fabricación de plásticos. Boda es una empresa líder que ofrece servicios de fabricación de plásticos, y destacamos en diseño y optimización gracias a nuestra maquinaria de última generación y personal experimentado. Puede contactar con Boda para solicitar un presupuesto si necesita soluciones fiables y económicas. servicios de extrusión para iniciar tu proyecto.

Preguntas Frecuentes

P1. ¿Qué materiales se pueden utilizar en los burletes? 

Los burletes suelen estar hechos de caucho o material sintético, que se utiliza para sellar espacios alrededor de puertas y ventanas. 

P2. ¿Cómo se fabrican los accesorios del coche, como los limpiaparabrisas?  

Los limpiaparabrisas se fabrican habitualmente mediante el proceso de extrusión con caucho sintético o una mezcla de caucho artificial y natural. 

P3. ¿Cuáles son los beneficios generales de la extrusión de aluminio? 

La extrusión de aluminio es liviana, altamente conductiva y reciclable; por lo tanto, es ideal para diversas aplicaciones en numerosas industrias.  

P4. ¿Cuál es la diferencia entre la extrusión de aluminio en frío y en caliente? 

La extrusión en caliente requiere entre 350 y 500 °C para producir tubos, varillas y perfiles de aluminio. La extrusión en frío, realizada a temperatura ambiente, fabrica artículos como engranajes, sujetadores y tubos.

P5. ¿Es posible que Boda acepte un pedido pequeño de extrusión de plástico?  

Boda es una empresa de extrusión de plástico personalizada de bajo volumen que ofrece creación de prototipos y producción a corto plazo.