Emmotllament per Extrusió

perfils d'alumini obtinguts per extrusió

Hi ha molts procediments industrials per formar peces, un d'ells és l'extrusió. En aquest cas, resulta barat i molt pràctic per a molts materials tous o fosos que es poden modelar de forma molt precisa i ràpida per aquest procés.

revisa el modelo per injecció, Ja que no és el mateix però moltes vegades es confon.

l'extrusió

esquema procés d'extrusió

La extrusió consisteix a usar un filtre o extrusor amb una forma determinada i així formar objectes amb una secció transversal determinada. Perquè funcioni, com pots comprendre, el material ha de ser prou dúctil i mal·leable com per passar a través d'aquest extrusor.

A l'fer la forma mitjançant l'extrusió, es pot evitar altres processos que fan servir motlles, compressió o cisallament:

  • A el no usar motlles, es té una major rapidesa per formar la peça. A més, alguns materials són molt enganxosos o tenen unes característiques que no casen bé amb motlles.
  • No necessiten de compressió, podent evitar que es compactin els materials quan això pot afectar les seves propietats.
  • S'evita el cisallament o colpejar la peça per formar-la, el que resulta avantatjós per a materials trencadissos o que necessiten formes complexes que no es poden aconseguir d'una altra manera.
  • La forma final és de gran qualitat i l'acabat superficial molt bo.

En l'actualitat, es pot fer servir l'extrusió en multitud d' materials, Com els polímers (plàstics), metalls i els seus aliatges, ceràmiques, formigó, i molts altres. Per exemple, en la indústria de l'alimentació, sense anar més lluny, s'empra per a molts processos. Un molt típic és la pasta, que pot extruir la massa per fer les diferents formes.

Actualment, amb la nova tecnologia de la impressió 3D, L'extrusió ha arribat a una nova dimensió. Amb moltes més possibilitats, i abaratint molt els costos de producció de peces que abans eren cares o impossibles.

Emmotllament per extrusió

emmotllament per extrusió

El emmotllament per extrusió es pot fer segons diversos models o tipus. La clau està en la forma en què el material emprat flueix a través d'un filtre o extrusor col·locat al capçal de la màquina d'extrusió. Dit extrusor és més dur que el propi material que s'està tractant i té la forma ja definida que es vol aconseguir (circular, estel, plana, etc.).

Dit això, hi ha diverses formes de realitzar el modelat per extrusió:

  • fred: El material que es tracta és prou tou, mal·leable i dúctil com per no haver de escalfar-lo. Per exemple, per a la pasta, plàstics tous o gomes, formigó, etc. En alguns materials pot ser que s'hagi d'aplicar cert grau de calor per estovar el material, però sense arribar a temperatures elevades que espatllarien o s'evaporarien el material. Per exemple, la xocolata.
  • calent: Poden anar des dels 400 a diversos milers de graus, en funció de l'material que s'està tractant. Aquests casos són vàlids per al plàstic dur, metalls (titani, or, alumini, magnesi, alumini, coure, acer, aliatges, ...), etc.
  • Intermitent vs continu: Per exemple, en el cas de l'metall, si es fa continu es poden aconseguir làmines llargues o fils per formar filferros llargs, conductors, etc. Amb el plàstic en forma contínua es poden formar tubs. En canvi, algunes peces necessiten que es faci de forma intermitent. En general, una fulla col·locada després del extrusor va tallant cada cert interval el que va sortint pel extrusor. D'aquesta manera s'aconsegueixen peces petites. Per exemple, en el cas de la pasta, es pot anar tallant el "tub" continu que surt per crear macarrons d'un parell de centímetres.
  • espiral: Tornant a posar la pasta com a exemple, és possible també formar espirals amb un extrusor. En aquests casos, el que se sol és girar de forma mecànica la peça que va sortint de l'extrusor o fer girar el propi extrusor. En alguns casos, es poden tenir fins i tot encunys amb diversos orificis per fer trenats, etc.

També la forma en què s'impulsa el fluid o material a través del extrusor varia i dóna lloc a diversos tipus d'extrusió. Com la extrusió directa i indirecta, en funció de com s'impulsa el material a través del encuny o extrusor.

Extrusió de plàstics

La extrusió de plàstics és molt utilitzada en la indústria, a causa de les nombroses aplicacions de l'plàstic. En aquest cas, un alimentador anirà subministrant el plàstic calent perquè pugui fluir per un cargol que empenyerà la resina amb força perquè passi per un encuny o filtre amb la forma desitjada. Pot ser en forma de làmina, tub, etc.

A l'sortir a través de l'extrusor, la peça es va refredant. A diferència d'altres peces, que es poden anar refredant a temperatura ambient o mitjançant mètodes actius, per aire, aigua, etc., si necessita que es refredi més ràpidament el plàstic perquè no es deformi, el que es fa és passar la peça per un extrusor llarg (pultrusió) perquè vagi refredant i conservi la mateixa forma. En altres casos, passa per uns rodets de refredament (calàndria) quan la forma és laminal.

En les indústries, quan el extrusor s'obstrueix o quan la peça no queda bé per qualsevol problema de la maquinària, se sol realimentar a la tremuja amb el material per no malbaratar-i així torni a escalfar-se i passar pel extrusor.

Els materials plàstics que es poden extruir van des plàstics com el PVC, cautxús, etc..

Extrusió de metalls

Els metalls també es poden extruir com el plàstic, l'únic que s'han d'escalfar a temperatures molt més elevades per poder-los tractar. En aquests casos, depenent de el tipus de metall pur o d'aliatge, els acabats poden ser millors o pitjors. Per la qualitat de la superfície se sol usar el factor RMS (Root Mean Square), és a dir, valors en micropolzades que indiquen si una superfície és més llisa o rugosa quan es mira per microscópio, ja que a primera vista no s'aprecia bé.

filtre extrusió

Per exemple, l'aliatge alumini-magnesi sol tenir un RMS de 30 micropolzades, o el que és el mateix, 0.75 microns. Dit d'una altra manera, les rugositats de la seva superfície poden arribar fins a aquestes dimensions. D'altra banda, materials com el titani o l'acer, tenen RMS d'alguna cosa pitjor qualitat, amb 125 microinchs o 3 microns ...

Entre els metalls més populars que es poden extruir estan:

  • Alumini: Es pot extruir en fred o en calent. En calent sol estar a uns 300-600ºC. Amb aquest tipus d'extrusió és amb el que es fan marcs de portes i finestres d'alumini, barres per a múltiples aplicacions, dissipadors per a electrònica i maquinària, etc.
  • Coure: Es fa a temperatures calentes, entre 600-1000ºC, i amb això s'aconsegueixen productes tan populars com fils per a cables conductors, tubs per a fontaneria, elèctrodes per a soldadura, etc.
  • Magnesi: Es pot extruir sol o en aliatge amb l'alumini. Quan es fa només s'usen temperatures de 300-600ºC, és a dir, similar a el cas de l'alumini. En aquest cas, els aliatges són molt lleugeres i es fan servir per a carcasses d'aparells, i per parts d'avions, peces per a la indústria nuclear, etc.
  • acer: És potser un dels materials més emprats en l'actualitat. Es fa servir per fabricar peces de muntatges, bigues, filferros, etc. L'extrusió en aquest cas es fa a temperatura entre 1000 a 1300ºC, i es poden usar cristalls com lubricant per al extrusor i fosfats.
  • titani: És un altre metall molt preuat per les seves prestacions i lleugeresa. Se sol utilitzar per a aviació, peces mèdiques, etc. La temperatura necessària en aquests casos està entre els 600 i els 1000ºC, en funció de l'tipus de forma i grandària.
  • Plom i estany: Tant un com l'altre són molt tous i emmotllables, per això les temperatures solen ser baixes, d'uns 200-300ºC. Amb ells es fan folres o revestiments, filferros per a soldadura, etc.

També es poden extruir molts altres metalls, Com aliatges dels anteriors, ferro, zinc, etc.

Màquina d'extrusió

màquina d'extrusió

El equipament d'extrusió pot ser molt divers en funció del que es pretengui aconseguir i de el material amb el qual es treballi. No totes les màquines necessiten les mateixes dimensions, temperatura suportada o pressió.

Bàsicament, una màquina genèrica d'extrusió consta de:

  • En una màquina d'extrusió directa es necessita un encuny o broquet de extrusor estàtica, que no es mogui. Serà el material el que és empès a través d'un conducte fins a aquesta sortida per modelar. En les màquines d'extrusió indirecta, serà el material el que estigui estacionari i l'encuny es mou cap al material. Sigui com sigui, es necessita un mecanisme mecànic o hidràulic que generarà l'empenta o pressió.
  • El alimentador serà la tremuja o dipòsit on es troba el material a extruir. Es durà mitjançant un cargol sense fi o altres procediments fins on es va a extruir.
  • El controlar es realitzarà per un operari de forma manual en cas de màquines petites o per poca producció, o de forma automatitzada.

Els preus d'una màquina d'extrusió, per fer-te una idea, poden anar des d'uns quants milers d'euros en el cas de les més petites, fins a 30.000, 100.000, 200.000 €, ... en alguns casos.