Extrusão de plástico: um guia completo para o processo

Extrusão de plástico

O plástico é um dos materiais mais úteis inventados pelo homem. É barato de produzir, leve e possui uma resistência impressionante. Estas propriedades conferem ao plástico uma ampla gama de utilizações e uma gama interessante de técnicas de processamento. Uma dessas técnicas é a extrusão plástica.

Esse processo já existe há muito tempo e envolve diversas etapas como preparação do material, pré-processamento, corte e extrusão, que discutiremos detalhadamente neste artigo. Exploraremos também como funciona, seu tipo, suas vantagens e desvantagens e sua aplicação.

O que é extrusão de plástico?

A extrusão de plástico é um processo de fabricação de alto volume no qual um material termoplástico é fundido homogeneamente. Este material fundido pode estar na forma de pellets, pó ou grânulos. O material fundido sai então do bocal do molde sob pressão suficiente.

O plástico derretido que sai da matriz do molde através da extrusora assume a forma da abertura da matriz. Para entender melhor a extrusão de plástico, vamos dar uma olhada nas peças da extrusora.

extrusora de plástico

funil: É a parte da extrusora onde é armazenado o material em pó, peletizado ou granulado para o processo de extrusão do plástico.

Abertura de enchimento: Esta parte da extrusora conecta a tremonha ao barril. Em outras palavras, ajuda a guiar o material da tremonha até o barril para o processo de extrusão do plástico.

Placa do disjuntor: A placa do filtro ajuda a manter a pressão. Também serve como filtro e evita a entrada de substâncias estranhas no barril.

barril: Ao aplicar calor, esta peça ajuda a amolecer o material plástico e a aproximá-lo do ponto de fusão. Ele também abriga o parafuso giratório que aplica a pressão necessária para empurrar o material plástico através do tubo de alimentação.

tubo de revestimento: Este tubo conecta o cilindro ao bico. Em outras palavras, serve como canal que transporta o material plástico derretido do cilindro até o bico.

morrer: A peça é a saída do material fundido. A matriz de metal confere ao plástico derretido o perfil desejado.

Sistema de refrigeração: O plástico derretido esfria rapidamente, facilitando a solidificação.

Como funciona a extrusão de plástico?

Processo de extrusão de plástico

Então, como funciona a extrusão de plástico? Pode ser dividido em quatro etapas principais.

Etapa um: adicionar aditivos

O processo de extrusão de plástico começa com a adição de aditivos ao material plástico para o processo. Isso é significativamente diferente da usinagem CNC. Dependendo das necessidades de fabricação, os aditivos podem ser corantes ou inibidores de UV.

Etapa dois: derreter o material

A próxima etapa no processo de extrusão de plástico é alimentar o material plástico na tremonha. Do funil passa pela abertura de enchimento até o cilindro. Quando a temperatura é estritamente controlada, o cilindro é um caldeirão.

Além disso, o cilindro facilita a distribuição uniforme do material plástico utilizado durante o processo através de um parafuso giratório gigante. O material plástico muda do estado sólido para o estado fundido através do calor e da rotação.

Etapa três: faça o molde

Ao sair do cilindro, o material fundido empurrado pela rosca rotativa passa através de uma ou mais telas na extremidade do cilindro. Estas peneiras cumprem duas tarefas principais ao mesmo tempo. Primeiro, eles removem corpos estranhos e outros contaminantes do plástico derretido. Em segundo lugar, asseguram que a pressão em todo o sistema permanece constante, proporcionando uma resistência uniforme. Consequentemente, à medida que o material fundido passa pelas telas, ele se torna mais maleável à medida que sua temperatura aumenta significativamente.

A forma desejada é obtida empurrando o plástico derretido através da matriz. Isso significa que a matriz deve ter o formato desejado, porque o formato obtido com o plástico derretido corresponderá ao formato da matriz.

Etapa quatro: esfriar

Depois de passar pelo bico, a próxima etapa do processo é o resfriamento. Isso pode ser feito usando vários rolos de resfriamento ou um chuveiro de água. O objetivo do resfriamento é garantir que a forma do seu perfil de plástico extrusado não mude.

Em geral, o processo de extrusão de plástico suporta a criação de formas básicas como folhas e tubos. Você pode criar formas complexas usando uma matriz personalizada.

Tipos de processos de extrusão de plástico

Embora existam diferentes processos de extrusão de plástico, os princípios básicos permanecem os mesmos. O tipo de processo de extrusão de plástico depende da complexidade e complexidade do formato do bico. Alguns tipos são mais adequados para processar projetos complexos do que outros.

Abaixo estão os quatro principais tipos desse processo que os fabricantes do setor usam hoje:

1. Extrusão de tubo

A extensão do tubo segue o mesmo processo geral de extrusão de plástico até a seção da matriz. Este processo é ideal para processar mangueiras e objetos ocos, como tubos e mangueiras longas. Também é ideal para fazer canudos e tubos médicos.

Para criar seções ocas, um operador de extrusão insere um mandril ou pino na matriz e depois aplica pressão positiva nas cavidades internas através do pino. Nos casos em que são necessários vários furos, os fabricantes colocam mais de um pino no centro da matriz. O número de pinos depende do número de furos desejados.

Além disso, a pressão do ar para os pinos neste cenário geralmente vem de uma fonte diferente, facilitando o ajuste do tamanho de cada furo.

Extrusão de filme soprado

2. Extrusão de filme soprado

O processo de extrusão de filme soprado é um processo bastante popular para a produção de itens como sacolas de compras. Tal como acontece com a extrusão de tubos de plástico, a matriz é a principal diferença entre a extrusão de filme soprado e a extrusão normal.

A matriz de extrusão de filme soprado é um cilindro vertical com uma abertura circular que varia de alguns centímetros a mais de três metros de diâmetro. Um par de rolos de pressão puxa o plástico derretido para cima, para fora do bico, para esse processo.

Os rolos de pressão geralmente estão localizados bem acima do bico, a uma distância de quatro a vinte metros. A altura exata do rolo de pressão depende do resfriamento necessário. Além disso, a velocidade dos rolos de pressão determina a espessura da parede ou a dimensão do filme. À medida que o filme se move para cima, um anel de ar ao redor do bico ajuda a resfriá-lo.

Uma saída de ar no centro do bico permite que o ar comprimido seja bombeado para o centro do perfil plástico extrudado circular para criar uma bolha. Isto resulta em alguma expansão da seção transversal plástica extrudada circular. Essa proporção, também chamada de taxa de inflação, varia de alguns por cento a mais de 200 por cento do diâmetro original.

Finalmente, os rolos de pressão ajudam a achatar a bolha resultante em um filme de camada dupla com largura igual a metade da circunferência da bolha. Este filme de camada dupla pode ser usado de diversas maneiras, desde corte em diferentes formatos até enrolamento ou impressão. Também pode ser selado a quente para fazer bolsas e outros itens.

Extrusão de filme plano

3. Extrusão de filme plano

Este processo é muito semelhante à extrusão de filme soprado, mas a diferença está na produção do formato desejado. Neste tipo de extrusão, o processo de trefilação e laminação é o requisito mais importante para atingir a forma desejada. Isto inclui a determinação da estrutura superficial do filme e sua espessura.

O processo de laminação confere ao produto a forma desejada e facilita seu resfriamento e solidificação permanente.

4. Extrusão da bainha

Este tipo de extrusão plástica é ideal para a produção de fios isolantes. O objetivo é dar ao material um revestimento plástico. Duas ferramentas principais de extrusão são usadas para cobrir fios: impressão e cobertura.

Ambos os tipos de ferramentas têm sua utilização, mas o tipo de ferramenta utilizada para revestir os fios depende da proximidade necessária entre o material plástico e o fio.

Quando é necessário contato próximo ou adesão entre o fio e o material, a ferramenta de pressão é ideal. No entanto, quando o contato próximo e o contato não são necessários, a ferramenta de revestimento é mais adequada.

A principal diferença entre esses tipos de ferramentas é a posição do pino na matriz. Se o pino ficar nivelado com a matriz, é uma ferramenta de revestimento. Com ferramentas de impressão, entretanto, a extremidade do pino permanece na cruzeta. Isso significa que o plástico derretido reveste o fio enquanto ele ainda está na matriz. A pressurização aqui ocorre quando o fio e o plástico fundido saem da matriz.

Opções de materiais para extrusão de plástico

Existem inúmeras opções de materiais disponíveis para extrusão de plástico. Porém, o material que você utiliza em seu projeto depende do resultado desejado.

Materiais plásticos

Abaixo está uma lista de opções de materiais para extrusões plásticas.

1. ABS (acrilonitrila butadieno estireno): O ABS é feito de estireno polimerizado e a acrilonitrila na presença de polibutadieno é mais resistente que o poliestireno puro. O teor de estireno do ABS acrilonitrila butadieno estireno confere-lhe uma superfície impermeável e uma aparência brilhante. Por outro lado, o polibutadieno torna-o resistente independentemente da temperatura.

2. Acrílico: Este composto tem amplos usos e aplicações industriais e excelente transmitância de luz, podendo substituir o vidro. O acrílico oferece um equilíbrio ideal entre resistência às intempéries, resistência e clareza e também pode ser colorido, difundido e fosco, dependendo da especificação. É semelhante ao acrilato de acrilonitrila estireno (ASA).

3. PVC (cloreto de polivinila): Este é um dos polímeros plásticos mais usados ​​no mundo. Possui uma ampla gama de aplicações em quase todos os setores. Existem duas formas básicas de cloreto de polivinila: PVC rígido e PVC macio.

4. PVC flexível (cloreto de polivinila): Este material é popular devido ao seu baixo custo e versatilidade. Ele também oferece um equilíbrio ideal entre resistência às intempéries, resistência ao rasgo e resistência à tração.

5. PVC rígido (cloreto de polivinila rígido): O PVC rígido oferece um equilíbrio entre resistência ao impacto e estabilidade UV. Este material é utilizado para a construção de tubos e aplicações personalizadas de extrusão de perfis plásticos, como geladeiras, janelas e portas. Sua rigidez o torna um substituto viável para madeira e metal em muitas aplicações.

6. CPVC (policloreto de vinila clorado): O CPVC possui uma classificação inerente de resistência à chama UL94 e está disponível em cores naturais. Ele também oferece um equilíbrio entre rigidez, resistência a altas temperaturas e resistência ao impacto.

7. Polipropileno com enchimento mineral: Este material tem um bom desempenho independentemente das condições térmicas. É estável em uma ampla faixa de temperatura.

8. Policarbonato: Este material oferece um bom equilíbrio de múltiplas propriedades, incluindo rigidez, resistência à abrasão, resistência ao impacto, capacidade de tingimento e comportamento em altas e baixas temperaturas.

9. Estireno: Assim como o policarbonato, o estireno é um material que oferece um equilíbrio ideal entre tenacidade, capacidade de tingimento, resistência e rigidez.

10. TPA (liga termoplástica): Esta liga é ideal para fazer tiras de calafetagem, juntas e outros produtos. Possui bom conjunto de compressão, boa estabilidade e alongamento em baixas temperaturas.

11. Polietileno: Este material oferece um equilíbrio entre resistência, capacidade de tingimento e comportamento em baixas temperaturas.

12. TPV (vulcanizado termoplástico): Este material possui excelente resistência ao rasgo, resistência às intempéries e flexibilidade em baixas temperaturas. Também possui boa resistência à tração.

13. Polipropileno: Este polímero possui um equilíbrio ideal entre resistência, resistência ao impacto, capacidade de tingimento e comportamento em baixas temperaturas.

Aplicações de extrusão plástica

Os plásticos de extrusão têm inúmeras áreas de aplicação e são utilizados em diferentes indústrias. As áreas de aplicação mais importantes para este processo estão listadas abaixo.

Aplicações de extrusão de plástico

1. Isolamento de fios

Os plásticos são isolantes naturais e quando você adiciona sua flexibilidade, são a escolha ideal para isolar fios energizados. A maioria dos tubos revestidos de plástico no mercado hoje são feitos de extrusão de plástico porque são mais duráveis.

2. Tubos e mangueiras

Esta é uma das aplicações mais comuns de extrusão de plástico com requisitos simples de matrizes. A maioria dos tubos e mangueiras do mercado passam por extrusão de plástico durante a produção.

3. Janelas e portas

A fabricação de janelas e portas com extrusão de plástico melhora sua longevidade. Isto é especialmente verdadeiro quando os fabricantes de extrusão de plástico usam PVC. Este material é muito resistente aos raios UV.

4. Persianas e persianas

Outra aplicação da extrusão de plástico pode ser encontrada em persianas e persianas. Por exemplo, a aparência de madeira da maioria das persianas é feita de poliestireno, fabricado com tecnologias de extrusão de plástico.

Vantagens e desvantagens da extrusão plástica

O processo de extrusão de plástico oferece diversas vantagens aos fabricantes, incluindo flexibilidade e versatilidade. Aqui estão alguns outros benefícios da extrusão de plástico.

Vantagens da extrusão de plástico

Após manipulação de extrusão: Após a extrusão e antes do resfriamento, ainda é fácil alterar a forma do plástico quente. Isso dá aos fabricantes muita margem de manobra e garante que o produto final seja da mais alta qualidade.

Relativamente barato: Em comparação com outros processos de desenvolvimento de plástico, a extrusão de plástico é econômica. A razão para isso é que não requer ferramentas complexas.

flexibilidade: Com seção transversal constante, a extrusão de plástico oferece flexibilidade considerável. Em outras palavras, os perfis de extrusão de plástico podem criar formas complicadas se a seção transversal não mudar.

Perfis de plástico extrudado

Desvantagens da extrusão plástica

Redimensionar: Quando removido da extrusora de plástico, o plástico quente se expande muitas vezes. Isto leva a desvios da dimensão original do produto. Além disso, é difícil determinar o quanto o tamanho do plástico quente mudaria.

Produtos limitados: Existe uma limitação quanto ao tipo de produtos produzidos com esta técnica. Além disso, produzir um produto diferente exigiria um grande investimento num tipo diferente de equipamento de extrusão.

Extrusão de plástico vs. moldagem por injeção: qual é a diferença?

Embora ambos os processos levem à produção de plástico, eles são muito diferentes um do outro. Aqui estão algumas diferenças entre extrusão de plástico e moldagem por injeção de plástico.

1. A moldagem por extrusão de plástico é melhor para a produção de produtos 2D, enquanto a moldagem por injeção é ideal para a produção de produtos 3D.

2. Na extrusão de plástico, o formato do plástico corresponde ao formato do bico a partir do qual ocorre a extrusão, enquanto na moldagem por injeção, o molde dá ao plástico fundido sua forma final.

3. Seções transversais típicas podem ser facilmente produzidas usando extrusão de plástico. A moldagem por injeção, por outro lado, exigiria formas complicadas para obter seções transversais atípicas.

4. Os produtos moldados por injeção são mais estáveis ​​do que os produtos extrudados. A moldagem por injeção é mais cara que a extrusão de plástico. A razão para isso são os caros requisitos de matriz necessários para produzir o molde. No entanto, isso também torna o processo de moldagem por injeção mais eficiente.

Diploma

As tecnologias de extrusão têm muitos pré-requisitos, requisitos de design e outras considerações importantes. Além disso, a extrusão de plástico tem uma ampla gama de aplicações, desde folhas e filmes até revestimentos, tubos e mangueiras. Para obter o melhor resultado, procure sempre empresas de extrusão de plástico de renome para suas necessidades de fabricação de plástico.

Perguntas frequentes

Que tipos de extrusoras de plástico existem?

Existem três tipos gerais de extrusoras de plástico: extrusoras de parafuso único, extrusoras duplas ou múltiplas e extrusoras de pistão. No entanto, parafusos duplos e parafusos simples são mais comumente usados.

Para que são utilizadas as extrusoras?

Eles são ideais para produzir produtos longos e contínuos, como mangueiras, coberturas de fios e fios de pneus. Eles também são perfeitos para criar perfis de plástico personalizados que podem ser facilmente cortados no tamanho desejado.

Quanto custa a extrusão de plástico?

O custo da extrusão plástica depende da complexidade do projeto e do tipo de matéria-prima utilizada. No entanto, o processo normalmente custa menos de US$ 1.000.

A extrusão de plástico pode produzir painéis?

Sim, os filmes podem ser produzidos por extrusão de plástico. Isto é possível usando o processo de extrusão de filme.

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