Estrusioni di plastica: una guida completa

Le materie plastiche sono note per la flessibilità, la tenacità e la capacità di creare il prodotto finale della plastica. Esistono diverse tecniche di produzione e, tra tutti i metodi, l'estrusione è altamente preferita per la produzione su vasta scala e in grandi volumi di parti, in particolare quelle sotto forma di profili come tubi e tubazioni. L'estrusione di plastica è presente nelle pratiche industriali da oltre cento anni. Si è evoluto molto ed è oggi uno dei processi più apprezzati nella produzione di plastica grazie a fattori quali semplicità, risparmio di tempo e precisione. 

Questa guida riguarda il processo di estrusione della plastica, i vantaggi e gli svantaggi del processo e le categorie e le industrie che applicano questo metodo.

Una panoramica sul processo di estrusione della plastica

L'estrusione è un metodo ad alta produzione per produrre parti lunghe con profili di sezione trasversale uniformi. Questo metodo prevede il riscaldamento dei materiali termoplastici fino al punto di fusione e quindi l'utilizzo della pressione per forzare la plastica attraverso uno stampo. La combinazione di una vite rotante all'interno di un barile produce la pressione. Quando la plastica è fusa, viene schiacciata attraverso lo stampo e fuoriesce come un unico pezzo a forma di stampo, noto come estruso. L'estruso viene quindi raffreddato e solidificato tramite rulli di raffreddamento o bagni d'acqua. 

L'estrusione di plastica offre versatilità e può creare tubi, tubazioni, lastre, profili, pellicole e forme personalizzate. L'attrezzatura applicata all'estrusione della plastica comprende diverse parti significative che consentono la produzione di parti in plastica su larga scala. Alcuni componenti sono un tubo/adattatore di alimentazione, una gola di alimentazione, una tramoggia, una piastra dell'interruttore, una matrice, un cilindro e un sistema di raffreddamento. Tutti sono fondamentali per fondere il materiale plastico, modellarlo nella giusta forma e quindi raffreddarlo fino allo stato richiesto.

Come funziona l'estrusione di plastica: passaggi coinvolti  

Ecco i passaggi critici coinvolti nel processo di estrusione della plastica.

Preparazione delle materie prime 

Il primo processo consiste nella preparazione della materia prima, ovvero le perle o i pellet di plastica utilizzati nel processo di estrusione. Questi agenti coloranti vengono miscelati e aggiunti ai polimeri vergini prima del processo di estrusione per ottenere un colore completo nell'articolo. 

Avvio del processo di estrusione 

Nel processo di estrusione, le materie plastiche miscelate sono costrette ad entrare in un'apertura della cavità dell'estrusore. Per il movimento del materiale attraverso la cavità viene adottato un sistema a vite che non impartisce urti ai materiali plastici. 

Fusione ad alte temperature 

Come accennato in precedenza, all'interno della cavità, la temperatura è di 400°C (200°F) e superiore. Questa alta temperatura scioglie la plastica, che la trasforma dallo stato solido a quello liquido. 

Filtrazione dei contaminanti 

Poiché la plastica estrusa finale non può contenere impurità, la plastica fusa viene setacciata dove eventuali impurità vengono setacciate e purificate. 

Modellare il profilo 

La plastica fusa viene quindi purificata e fatta passare attraverso uno stampo, fondamentale per modellare o profilare la plastica. Spiega inoltre i vari tipi di plastica estrusa e le diverse tipologie di profili. 

Raffreddamento e finitura 

L'altra attività svolta sulla plastica estrusa è il processo di raffreddamento una volta terminato il processo di sagomatura. Viene poi raffreddato e tagliato alla lunghezza desiderata oppure avvolto o avvolto in bobine, costituendo il processo di estrusione. 

Prodotto finale 

Questi passaggi determinano molti usi di un nuovo canale, profilo o tubo individuale.

Tabella: fasi del processo di estrusione della plastica

Tipi di processi di estrusione della plastica

Nell'estrusione della plastica vengono utilizzati diversi processi in base all'applicazione, al tipo di materiale utilizzato e al prodotto finale da realizzare. Tuttavia, tutti i processi aderiscono a procedure generali. Pertanto, la scelta del processo è dettata principalmente dalla forma e dal design dello stampo. Alcuni tipi sono più appropriati per progetti complessi rispetto ad altri. Ecco i quattro principali tipi di estrusione di plastica processi utilizzati oggi nel settore:  

1. Estrusione di tubi 

L'estrusione di tubi, come suggerisce il nome, è ideale per la produzione di tubi e articoli cavi come condotti e tubi medicali. Questo processo è simile alla normale estrusione fino alla sezione della matrice. Un mandrino o un perno viene inserito nella matrice per formare la forma interna degli articoli cavi e viene applicata una pressione positiva attraverso il perno. In presenza di numerosi fori, i produttori di estrusione di plastica utilizzano più di un perno al centro della matrice. La pressione dell'aria per ciascun perno può essere regolata per impostare la dimensione di ogni foro realizzato dall'utensile. 

2. Estrusione di film in soffiatura 

L'estrusione di film in soffiatura è un altro processo standard. Trova applicazione nella produzione di articoli come le borse della spesa. Questo metodo è abbastanza simile al normale processo di estrusione. L'unica differenza è che la trafila è un cilindro verticale con un foro circolare. Questo stampo contiene plastica fusa trascinata da rulli pressori che possono essere posizionati a varie altezze in base al raffreddamento. Un anello d'aria è incorporato attorno alla matrice per facilitare il raffreddamento della pellicola. L'aria ad alta pressione viene fornita al centro del profilo in plastica estrusa per formare una bolla, ampliando l'area della sezione trasversale della plastica. Questa bolla viene quindi appiattita mediante pressione e rotola in una pellicola a doppio strato. Può essere tagliato in strisce, avvolto in una bobina o stampato.  

3. Estrusione di film in fogli 

L'estrusione di film in soffiatura è simile all'estrusione di film in fogli, ma si concentra maggiormente sulla creazione di prodotti tubolari. Successivamente, il materiale viene tirato e arrotolato fino allo spessore e alla struttura superficiale desiderati dopo il processo di estrusione. Aiuta inoltre a raffreddare e solidificare il materiale e il processo di laminazione viene completato in più passaggi.  

4. Estrusione di sovrarivestimento 

L'estrusione di rivestimento esterno è un'altra tecnica ampiamente utilizzata per applicare un rivestimento di plastica a un filo. Esistono due tipi principali di utensili per questo processo: utensili a pressione e utensili con camicia. L'uso degli utensili dipende dal grado di interazione tra la plastica e il filo. Gli utensili a pressione vengono utilizzati dove l'utensile deve entrare in contatto con il pezzo in lavorazione, mentre gli utensili con rivestimento vengono utilizzati dove l'utensile non entra in contatto con il pezzo in lavorazione. Negli utensili a pressione, il perno termina all'interno della traversa in modo che la plastica fusa possa coprire il filo all'interno della matrice. Negli utensili di rivestimento, il perno si sposta sulla faccia della matrice per coprire il filo mentre esce.

Materiali comuni per l'estrusione di plastica

Di seguito sono elencate alcune delle plastiche più comuni che vengono estruse: 

Polietilene (PE) 

Il polietilene ha alcune delle migliori qualità, tra cui flessibilità, durata e resistenza chimica. Questo termoplastico è stato utilizzato in pellicole per imballaggi, tubi e contenitori grazie al suo buon accumulo di colore, resistenza e caratteristiche a bassa temperatura. 

Polipropilene (PP) 

Le proprietà del polipropilene includono resistenza chimica e versatilità. Questo materiale termoplastico è robusto e presenta un'eccellente resistenza all'abrasione; è disponibile in numerose tinte e viene utilizzato negli imballaggi, nelle applicazioni automobilistiche, nel settore tessile e molto altro. Ha anche buone proprietà a bassa temperatura. 

Cloruro di polivinile (PVC)

Il cloruro di polivinile è uno dei materiali termoplastici più utilizzati e meno costosi con elevate caratteristiche meccaniche. È disponibile in due tipologie: oltre alle caratteristiche di rigidità e flessibilità. Inoltre, il PVC rigido non si piega agli urti o ai raggi UV, rendendolo ottimale per l'uso in tubi, finestre e porte. Il PVC flessibile SAR è economico, versatile e utilizzato nelle guaine dei cavi e nelle pavimentazioni. Queste proprietà suggeriscono che questo materiale non è molto sensibile agli agenti atmosferici, ha una resistenza allo strappo ragionevolmente buona ed è abbastanza resistente alla trazione. 

Polistirene (PS)

Il polistirene è un materiale termoplastico leggero e molto fragile che trova applicazione negli imballaggi, nelle posate usa e getta e nell'isolamento. Viene utilizzato in tali applicazioni grazie alla sua facilità d'uso ed efficienza. 

Acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS)

L'ABS è un materiale termoplastico molto duro e resistente agli urti ed è sintetizzato da stirene e acrilonitrile con polibutadiene. Lo stirene gli conferisce una superficie lucida e impermeabile, mentre il polibutadiene lo rende resistente e funziona bene a diverse temperature. L'ABS è robusto e ha un bell'aspetto, quindi viene utilizzato per elementi di automobili, giocattoli ed elettronica. Marcatura laser su plastica è una tecnica popolare utilizzata per etichettare i prodotti in ABS grazie alla loro durata e al loro aspetto estetico. 

Poliammide (PA o nylon)

Il nylon è un materiale termoplastico ad alte prestazioni con buone proprietà meccaniche del materiale polimerico. È comunemente applicato nell'industria automobilistica, nella produzione di parti industriali e tessili a causa delle sue proprietà meccaniche. 

Policarbonato (PC) 

Il policarbonato è un materiale termoplastico con buona resistenza agli urti ed elevata trasmissione della luce. Questo materiale è apprezzato per la sua rigidità, lo stato in cui lo si indossa e le sue caratteristiche alle alte e basse temperature. Viene applicato, tra gli altri usi, nella produzione di accessori per auto e nell'involucro di gadget. 

Polietilentereftalato (PET) 

Il PET è ampiamente utilizzato negli imballaggi, principalmente bevande e prodotti alimentari. Viene utilizzato anche nelle fibre tessili e in innumerevoli applicazioni ingegneristiche perché è solido e rigido. 

Questi materiali vengono selezionati in base all'ambiente che probabilmente incontrerà il processo di estrusione e all'utilizzo finale del prodotto.

Applicazioni dell'estrusione di materie plastiche

Applicazioni per l'estrusione di materie plastiche sono diffusi in molti settori e ambiti. Ecco alcune delle principali applicazioni: 

Isolamento del filo 

Le materie plastiche sono buoni isolanti e, per questo motivo, possono essere facilmente utilizzate per coprire i cavi sotto tensione poiché sono flessibili. La maggior parte dei cavi con rivestimento in plastica vengono utilizzati estrusione di silicone poiché è un metodo di applicazione del cavo solido. 

Tubi e tubi 

La categoria più ampia di prodotti realizzati mediante estrusione di plastica sono tubi e tubi. Questo processo viene utilizzato per produrre tubi e tubi che costituiscono una parte significativa del mercato, e questo viene fatto con l'aiuto di stampi relativamente semplici. 

Finestre e porte 

L'estrusione di plastica aumenta la resistenza di finestre e porte, soprattutto se il materiale è PVC perché la luce UV non lo influenza. Ciò rende le finestre e le porte in plastica estrusa solide e in grado di resistere ai capricci del tempo. 

Persiane e tende 

Le persiane e gli oscuranti rappresentano un'altra applicazione significativa dell'estrusione di plastica e sono molto apprezzati nelle case e negli uffici. Ad esempio, l'aspetto naturale di molte tende, soprattutto quelle in legno, ha una base in polistirolo prodotto attraverso il processo di estrusione. 

turare 

Tra i componenti di protezione dagli agenti atmosferici, i paraspifferi sono alcune delle parti realizzate per estrusione di plastica. Questi prodotti sono pensati per essere montati vicino ai telai di porte e finestre per impedire l'ingresso di aria fresca. Formare un sigillo con materiali in gomma è più accessibile, quindi vengono utilizzati per la protezione dagli agenti atmosferici. 

Tergicristalli e racle  

I tergicristalli vengono prodotti principalmente attraverso processi di estrusione. Il materiale di estrusione è comunemente EPDM o una combinazione di gomma sintetica e naturale mediante coestrusione. Allo stesso modo, le spatole manuali sono realizzate in gomma estrusa per consentire una facile rimozione dell'acqua dalla superficie.

Tabella: Applicazioni automobilistiche per l'estrusione di plastica

Vantaggi e svantaggi dell'estrusione di plastica

Come si può analizzare dalla discussione precedente, il processo di estrusione della plastica presenta numerosi vantaggi, ma presenta anche alcuni svantaggi. Ecco uno sguardo ad entrambi:

Vantaggi 

• Manipolazione post-estrusione: Il materiale plastico è ancora ragionevolmente morbido anche dopo l'estrusione e prima dell'effettivo processo di solidificazione per consentire al produttore di realizzare prodotti della migliore qualità. 
• Conveniente: L'estrusione è economica rispetto ad altre tecniche di produzione della plastica perché non richiede molti strumenti. 
• Flessibilità: Nell'estrusione plastica, è possibile ottenere molta flessibilità quando la sezione trasversale è uniforme; quindi, è possibile sviluppare forme complicate senza modificare la sezione trasversale.  

Svantaggi 

• Modifiche dimensionali: Le dimensioni del prodotto finale sono leggermente maggiori rispetto a quelle originali perché, dopo l'estrusione, la plastica calda si espande. Per quanto riguarda l’impatto delle dimensioni aziendali, è piuttosto difficile prevedere come sarà influenzato.
• Limitazioni del prodotto: La flessibilità del processo di estrusione è limitata quando si tratta dei prodotti che possono essere fabbricati. La fabbricazione di vari prodotti richiederebbe l'acquisizione di nuove attrezzature di estrusione.

Estrusione di plastica e stampaggio a iniezione

Sia l’estrusione della plastica che lo stampaggio a iniezione sono essenziali per la produzione di prodotti in plastica. Tuttavia, presentano differenze distinte: 

• Focus dimensionale: L'estrusione della plastica viene utilizzata quando il prodotto è piatto, mentre lo stampaggio a iniezione viene utilizzato quando il prodotto è più tridimensionale. 
• Processo di modellatura: Nell'estrusione la forma del prodotto finale è quella della matrice utilizzata nel processo, mentre nello stampaggio a iniezione la forma del materiale è quella dello stampo. 
• Produzione di sezioni trasversali: L'estrusione può creare sezioni trasversali semplici di prodotti con molta facilità, ma lo stampo è complicato quando si creano sezioni trasversali di prodotti nello stampaggio a iniezione.
• Forza e costo: Nella maggior parte dei casi, i prodotti stampati a iniezione hanno una resistenza superiore rispetto ai prodotti estrusi. Tuttavia, lo stampaggio a iniezione è leggermente costoso a causa del costo degli stampi, sebbene sia più efficiente.

Tabella: Applicazioni di stampaggio a iniezione ed estrusione di plastica

Estrusione di plastica e estrusione di alluminio 

L’estrusione è una tecnica che può essere applicata sia alla plastica che ai metalli, anche se i due vengono utilizzati in modi diversi. L'estrusione di plastica è il processo di produzione di profili continui di materiale termoplastico, mentre l'estrusione di alluminio è il processo di produzione di parti metalliche. Il motivo per cui si utilizza l’estrusione dell’alluminio è dovuto ai seguenti fattori: bassa densità, elevata conduttività termica ed elettrica e riciclabilità. I profili in alluminio sono ampiamente utilizzati in barre, tubi, fili, tubazioni, recinzioni, binari, telai, dissipatori di calore, ecc. 

L'alluminio può essere estruso a caldo o a freddo; la scelta dipende dal tipo di alluminio utilizzato e dal prodotto finale. L'estrusione a caldo viene effettuata a temperature comprese tra 3500°C e 5000°C, mentre l'estrusione a freddo viene effettuata a temperatura ambiente. Per ulteriori informazioni su estrusione di alluminio, si prega di visitare il sito web.

Estrusione di plastica e lavorazione CNC di plastica

Il punto di forza dell'estrusione risiede nella sua capacità di produrre pezzi con sezioni trasversali uniformi, il che la rende ideale per applicazioni che richiedono lunghezze di materiale. D'altro canto, la lavorazione CNC offre una precisione senza pari nella creazione di pezzi complessi da blocchi o lastre di plastica solida. È molto apprezzata per la sua flessibilità di progettazione e la capacità di produrre dettagli complessi con tolleranze ristrette. Inoltre, la lavorazione CNC della plastica è la scelta ideale per produzioni a basso e medio volume, dove complessità, precisione e una finitura liscia sono fondamentali.

Tabella: Lavorazione CNC della plastica e applicazioni di estrusione

Selezione dei materiali per l'estrusione di plastica

Il materiale adatto per l'estrusione della plastica è fondamentale affinché il prodotto finale sia pregiato e durevole. Questo perché la producibilità e il costo sono molto sensibili alla decisione del materiale da utilizzare. Il primo criterio nella selezione della resina plastica è stabilire quali proprietà deve avere la parte nell'applicazione in cui verrà utilizzata. Poiché le diverse plastiche presentano proprietà diverse, considerare i seguenti fattori: Poiché le proprietà delle diverse plastiche sono diverse, è necessario considerare i seguenti fattori: 

• Resistenza ambientale: La sua resistenza al calore e al freddo, ai raggi UV e ad altre forme di resistenza agli agenti atmosferici. 
• Rigidità/Flessibilità: La misura in cui la parte deve essere flessibile o rigida. 
• Resistenza all'impatto e forza: La capacità del materiale di resistere ai carichi d'impatto e di distribuirli e la capacità del materiale di mantenere la sua forma e resistenza. 
• Attrazione estetica: Il processo finale richiede la finitura e la sensazione dell'ultimo prodotto. 

A questo proposito, per controllare i costi, dovrebbero essere scelti materiali non straordinari e molto costosi, anche se soddisfano i requisiti ma sono tipici della costruzione. Una volta definite le varie tipologie di resine plastiche poi sarà più semplice decidere quale delle resine plastiche utilizzare. Gli specialisti di Boda Tech possono anche fornire suggerimenti sul materiale e sul riempitivo che possono essere utilizzati per il tuo progetto e rispondere a qualsiasi domanda tu possa avere.

Concludere le cose

Estrusione di plastica La lavorazione delle materie plastiche è un processo significativo con alcune caratteristiche di progettazione e applicazione e comprende fogli, pellicole, rivestimenti, tubi e condotti. Per ottenere i migliori risultati, si consiglia di affidarsi ad aziende esperte come Boda Tech per la produzione di materie plastiche. Boda Tech è un'azienda leader che offre servizi di lavorazione delle materie plastiche e si distingue per la progettazione e l'ottimizzazione grazie a macchinari all'avanguardia e personale esperto. Puoi contattare Boda Tech per un preventivo se hai bisogno di un servizio affidabile ed economico. servizi di estrusione per iniziare il tuo progetto

DOMANDE FREQUENTI

Q1. Quali materiali possono essere utilizzati nella protezione dagli agenti atmosferici? 

La guarnizione è solitamente realizzata in gomma o materiale sintetico, che viene utilizzata per sigillare gli spazi attorno a porte e finestre. 

Q2. Come vengono prodotti gli accessori per auto come i tergicristalli?  

I tergicristalli sono normalmente prodotti attraverso il processo di estrusione con gomma sintetica o una miscela di gomma artificiale e naturale. 

Q3. Quali sono i vantaggi generali dell’estrusione dell’alluminio? 

L'estrusione di alluminio è leggera, altamente conduttiva e riciclabile; quindi, è ideale per varie applicazioni in numerosi settori.  

Q4. Qual è la differenza tra estrusione di alluminio a caldo e a freddo? 

L'estrusione a caldo richiede 350-500°C per produrre tubi, barre e profili in alluminio. L'estrusione a freddo, eseguita a temperatura ambiente, produce articoli come ingranaggi, elementi di fissaggio e tubi.

Q5. È possibile per Boda Tech accettare un piccolo ordine di estrusione di plastica?  

Boda Tech è un'azienda di estrusori di plastica personalizzati a basso volume che offre prototipazione e produzione a breve termine.