Extrusión de perfiles y tuberías: mayor capacidad y flexibilidad

Extrusión de perfiles y tuberías: mayor capacidad y flexibilidad

Comunicate con el proveedor:

Contactar

!noticia guardada!

El último año trajo consigo una sorprendente riqueza en la oferta de tecnologías de extrusión, muchas de las cuales están orientadas a incrementar la competitividad de los transformadores pequeños y medianos. Las novedades en extrusoras para perfilería se concretan en cambios en la geometría de husillos que logran productos más homogéneos y mayores tasas de producción, y en mejoras en los equipos de enfriamiento y transmisión. En materia de extrusión de tubería hay grandes lanzamientos, entre los cuales se cuenta un nuevo sistema que permite cambiar el diámetro del producto en cuestión de minutos sin detener la línea; hay novedades en desarrollo de aplicaciones especificas, en coextrusión y en equipos de gran tamaño. En equipo pos-extrusión se destacan los lanzamientos en sistemas de vacío, enfriamiento y medición.

La tendencia, en general, es flexibilizar la cantidad de materiales que pueden procesarse con el mismo equipo y reducir los tiempos de entrega sobre pedidos.

Cambio de diámetro "sobre la marcha"
Quizás el lanzamiento más destacado en el ámbito de extrusión de tubería ha sido el sistema Quick Switch, de Krauss Maffei, que puede cambiar la dimensión del producto procesado en minutos, sin detener la línea y de forma completamente automática. La tecnología representa grandes beneficios para los transformadores que producen tubería en volúmenes pequeños, porque se reduce el tiempo y recurso humano asociado a detener, desmantelar y ajustar la línea para realizar un cambio de diámetro, se desperdicia menos material, se reduce el tiempo muerto en la producción y aumenta la flexibilidad para atender pedidos. Con el nuevo sistema es posible hacer cambios justo a tiempo y reducir el costo asociado al inventario de productos; además se ahorra en mantenimiento y se reducen errores provocados por la intervención humana en el cambio de dimensión

El sistema consta de un mandril cónico dentro del cabezal que puede moverse axialmente hacia adelante y hacia atrás con respecto a la pared externa del dado; de esta forma se pueden variar el diámetro y el espesor de pared del tubo. La pared de la canasta de calibración está conformada por cerca de 2.000 segmentos móviles en forma de prisma que se empalman para formar una suave pared interior, y que pueden moverse relativamente unos con otros para aumentar el diámetro de la tubería. Otros componentes como la campana de succión, el sello del final del tanque de vacío, los rodillos de guía y el sistema de halado han sido rediseñados.

La línea KM-QS QuickSwitch está disponible en tres versiones: la KM-QS 32-63, que cubre el rango de diámetros entre 32 y 63 mm; la KM-QS 75-160, que cubre el rango entre 75 y 160 mm (estas dos versiones pueden ampliar su rango hasta alcanzar un diámetro de 70 mm), y la versión KM-QS 160-250 que se ajusta a diámetros entre 160 y 250 mm.

Los desarrollos de esta tecnología se hicieron en compañía de Egeplast, una empresa de Greven, Alemania, que usa la tecnología de manera regular en su producción industrial de tubería desde hace 6 años. Los elementos del sistema (cabezal, campana de succión y canasta de calibración) se instalaron en una línea tradicional de extrusión de tubería de PE, aunque pueden estar integrados a una nueva línea desde el montaje inicial. Egeplast cuenta actualmente con dos líneas KM-QS 32-63 y con una KM-QS 75-160; el gerente, Dr. Ansgar Strummann, afirma que "los costos generados por el cambio de dimensión han sido reducidos en un 90% en comparación con una línea de extrusión convencional. Al mismo tiempo, los inventarios de tubería entre 160 y 250 mm se han reducido aproximadamente a la mitad".

Andreas Türk, gerente de producción de tubería de Krauss Maffei, afirma que el sistema cuesta aproximadamente 70% más que una línea convencional de extrusión, pero que en Europa puede amortizarse en un período cercano a los tres años; espera que para el final del año la tecnología ya haya entrado en América Latina.

En el lanzamiento del mercado se han asociado, además de Egeplast, Atofina y BP Solvay, aportando su experiencia en la producción y diseño de aplicaciones de ingeniería con PE como materia prima. Inicialmente la tecnología está disponible para extrusión de tubería de PE, y se encuentran en proceso desarrollos para extenderla hacia tuberías de PVC.

Geometría al servicio de la productividad
Los cambios en la geometría del tornillo han generado mejores resultados en productividad y calidad del extruido; tal es el caso de las extrusoras cónicas BEX que ha desarrollado Battenfeld junto con American Maplan, y que según afirman, se destacan por tener un elevado rendimiento, buena homogeneización y buenas propiedades de la masa fundida. En comparación con otras extrusoras cónicas, éstas incorporan un husillo con una profundidad de filete menor en la zona de alimentación y mayor en la zona de dosificación, y por ello se denominan "cónicamente activas"; la empresa sostiene que la reducción insignificante del volumen de dosificación y un par elevado hacen posible el aprovechamiento total de la máquina. Asimismo los ángulos negativos de los flancos en la zona de alimentación generan una mayor superficie activa en el husillo, y consecuentemente un mejor precalentamiento del material. La mayor profundidad del filete del husillo aporta las principales ventajas en la zona de descarga, porque con la misma inclinación de éste se consigue un mayor volumen de material transportado. El diseño reduce el número de revoluciones del tornillo sin mermar el rendimiento y prolonga así su vida útil; además, como hay menos fricción se logran temperaturas de masa menores y más controlables.

Además de su extrusora BEX 2-54 C, que cubre producciones entre 20 y 140 kg/hr, la empresa ha lanzado el modelo BEX 2-72 C para capacidades entre 50 y 250 kg/hr; este último modelo es especialmente apto para la producción de perfiles de ventanas en producciones medias de 3 m/min. La serie se completa con la "pequeña" coextrusora BEX 2-42 CC, diseñada para capacidades de producción entre 10 y 70 kg/hr.

Otro lanzamiento a favor del rendimiento es la extrusora 32 L/D de Krauss-Maffei, que combina la flexibilidad de trabajar con un amplio rango de formulaciones con una alta capacidad de producción. La empresa afirma que a través de una unidad de plastificación más larga es posible asegurar una ventana de procesamiento más amplia y una mezcla más homogénea --porque se logran mayores tiempos de residencia--, obteniendo en el perfil una superficie de mayor calidad, más lisa y brillante. Además, la empresa afirma que los costos de mantenimiento se reducen porque hay un mejor comportamiento frente a la abrasión en la serie 32 L/D. La geometría del tornillo también es modificada, reduciendo su velocidad periférica para mantener los esfuerzos sobre el material tan bajos como sea posible, y se han optimizado los sistemas de calentamiento y enfriamiento interno.

Novedades para perfiles blandos 
Davis Standard lanzó durante la segunda mitad de 2003 su extrusora Super Blue, que procesa vinilo de baja dureza, termoplásticos de ingeniería y vulcanizados. En Indiana, Plastics Extrusions Inc., una de las primeras empresas que adquirió la máquina, afirma haber triplicado su tasa de producción de 3 a 10 pies por minuto. Davis Standard garantiza que la entrega del equipo se realiza en el término de dos semanas desde la orden de compra, y que tienen unidades disponibles en tamaños de 2, 2,5, 3 y 3,5 pulgadas con una relación de 24:1 L/D. Cada extrusora se equipa con cajas de reducción de alto torque y bajo ruido, calentadores de aluminio fundido con aletas unidos a través de tornillos al barril, motor AC y un sistema de enfriado con aire de alta capacidad. Cuenta también con una base rígida estructural de acero de construcción, un barril bimetálico resistente a la abrasión que puede operar a 10.000 psi, plato rompedor y un transductor de presión, un panel de control de accesibilidad mejorada y un reductor con carcasa de dos piezas pesadas de acero y engranajes helicoidales.

Otra oferta para procesamiento de materiales blandos lo constituyen las extrusoras Alpha de la serie F, producidas por SMS Plastics Technology. Los nuevos equipos tienen una zona de alimentación ranurada y refrigerada de 3,5D de longitud, y son aptos para procesar TPE, TPU y PVC plastificado.

Extrusión en bajo volumen y alto rendimiento 
A la gama de extrusoras Argos, de Cincinnati, se ha incorporado la Argos 72, que completa la serie de extrusoras de doble husillo paralelo en los tamaños más pequeños. Tiene capacidad de producción de 260 kg/h, y al igual que todas las extrusoras de la serie, es impulsada por una caja de transmisión de cuatro ejes y logra un factor de par de 40 Nm/cm3. La empresa afirma que su longitud efectiva de 28D garantiza un alto rendimiento, y que el motor trifásico que incorpora de manera estándar no requiere mantenimiento. Estos equipos pueden emplearse para la fabricación de tubos, placas y perfiles, se han optimizado los sistemas térmicos y cuentan con un sistema de enfriamiento por aire; la empresa ofrece varias opciones de husillo equipados con el sistema Intracool, libre de mantenimiento y auto-regulable.

Krauss-Maffei lanzó su línea de extrusoras XS, orientada al mercado de rangos bajos de producción en extrusión de perfiles para las industrias automotriz, de iluminación y de producción de mobiliario, al igual que para coextrusión de tubería multicapa. Según afirma Graziano Parizi, gerente general de la empresa, "XS es el símbolo de una máquina estándar sin variantes, con una favorable relación precio-rendimiento: una excelente solución para las exigencias del mercado. A pesar de lo que pudiera parecer por su atractivo precio, las extrusoras XS son máquinas de alta calidad. No empleamos en ellas engranajes distintos ni husillos más baratos; para la serie XS se emplean los mismos elementos que para las excelentes series de extrusoras KME o KMD de Krauss-Maffei". Las máquinas emplean como estándar el sistema de control modular C4 capaz de controlar la línea de producción completa, y según afirma la empresa es posible lograr un proceso altamente estable con captura simultánea de datos. Los componentes son módulos estándar predefinidos; por esto pueden lograrse rápidos tiempos de entrega. Actualmente las opciones disponibles monohusillo cuentan con diámetros de tornillo de 45mm y 60mm; en doble husillo, la empresa ofrece diámetros de 75mm y a futuro se considera incluir la opción de 90mm.

Battenfeld ofrece nuevas mejoras en las extrusoras miniBEX, una línea económica para fabricación de perfiles técnicos de alto valor; entre ellas se cuenta un nuevo control, el BMCplus que reemplaza el BMCsmart, y que puede ser suministrado con las cuatro unidades de procesado disponibles. Las extrusoras monohusillo tienen un nuevo sistema de accionamiento con un motor de engranaje compacto CMG de alto rendimiento, ocupando menos espacio, generando menos ruido y disipando menos calor. A pesar de su construcción compacta con cuatro motores trifásicos refrigerados con agua, estos accionamientos están concebidos para que el husillo se pueda extraer del cilindro tanto en el sentido de la extrusión como en el contrario. Adicionalmente la empresa ofrece ahora la mesa de calibración integrada en todo el sistema de acciones secundarias en dos longitudes; para las extrusoras cónicamente activas se ofrece una mesa de calibración de 6 x 4 metros para responder a su mayor capacidad de producción.

PTi anuncia que ha lanzado una nueva línea de extrusoras monohusillo capaz de satisfacer estrictos compromisos de producción, transformar materiales de alta tenacidad y producir menos de 1% de desperdicio; los modelos de la serie Trident están disponibles en diámetros desde 1,5 hasta 10,0 pulgadas, y están equipados con un robusto sistema de transmisión capaz de soportar los altos niveles de torque generados por la rigidez de las resinas procesadas. La empresa señala además que logra altos niveles de eficiencia equipando las extrusoras con motores AC, que ofrecen un desempeño de 2 a 3% superior que los motores DC convencionales, y que la tecnología de alimentación a través de intercambio de mezcla genera beneficios sustanciales en cuanto a control de temperatura.

Tuberías para aplicaciones especiales 
La compañía Cincinnati Extrusion, trabajando en cooperación con la compañía estadounidense Drip Research Technology Services USA Ltd, ha desarrollado una alternativa a los tubos de regadío convencionales en la cual se sustituyen los tubos con dispositivos de goteo moldeados por inyección por una cinta continua de polietileno troquelada, reduciendo los costos y requerimientos de precisión asociados a la fijación mecánica de dichos dispositivos. La cinta de polietileno cuenta con un troquelado especial que compensa la pérdida de presión y asegura una alimentación dosificada.

El proceso tiene dos fases: inicialmente, con una extrusora monohusillo Alpha 45 y su cabezal correspondiente se obtiene la cinta de PE; en un proceso separado se produce tubo de 20 mm de diámetro, y de 0,15 a 0,2. Entonces, la cinta es introducida en el tubo a través de un cabezal transversal, y se suelda directamente en la zona de calibración; el tubo se enfría a través de un baño diseñado para extrusión a alta velocidad, y durante el estiraje se perfora para dar salida al agua. La empresa afirma que el proceso es fácilmente controlable y que pueden alcanzarse velocidades de extrusión de hasta 100 m/min; resalta también que el proceso se lleva a cabo en forma continua, logrando mayor rentabilidad, y que la cinta puede ajustarse al desempeño del riego cambiando el sistema de troquelado.

Krauss Maffei ha adquirido el know-how en la producción de tubería termoplástica reforzada (iniciales RTP del inglés "reinforced thermoplastic pipe") de Kuhne Anlagenbau GmbH. Este tipo de tubería se desarrolla para la industria petrolera y de gas, y puede soportar presiones de estallido de hasta 600 bar (incluyendo margen de seguridad) con diámetros de hasta 400 mm. La tubería RTP tiene una tremenda ventaja en peso con respecto a la tubería de acero, y además es resistente a ambientes corrosivos. Esta tecnología abre interesantes prospectos a las extrusoras monohusillo de la empresa, en mercados donde la tubería RTP puede reemplazar la tubería de acero convencional.

Coextrusión de tubería 
Es común coextruir sobre la tubería capas delgadas, como agentes de adherencia o capas de barrera; sin embargo, actualmente se tiende a coextruir capas que agregen valor al producto final, por ejemplo para brindar protección contra el fuego, contra el rayado o para aislar el contenido del tubo de campos electromagnéticos. Este tipo de polímeros, sin embargo, tiene un alto costo y alta viscosidad, por lo que la distribución de flujo se hace compleja. Para atender estos requerimientos de procesamiento, Cincinnati ha lanzado la cuarta generación de cabezales para dos y tres capas, destinados a la producción de tubos de poliolefinas; afirman que logran un aprovechamiento máximo del material, tolerancias mínimas en el espesor de las capas y una alta calidad en el producto final. Los cabezales operan basados en distribuidores de mandril de espiral "Iris", caracterizados por generar una presión menor que los cabezales normales, según dice la empresa. Estarán disponibles para extruir tubería entre 16 y 630 mm de diámetro, aunque bajo pedido pueden construirse unidades para diámetros mayores. La empresa declara que con estos cabezales es posible realizar prácticamente todas las combinaciones posibles de materiales y atender todos los espesores de pared.

Equipo "aguas abajo" 
Battenfeld ofrece un nuevo sistema de vacío que opera de forma más silenciosa y reduce sustancialmente el consumo de energía; en los sistemas tradicionales cada circuito de vacío opera con una bomba aparte, y la variación en el nivel de succión se logra introduciendo aire secundario. En el nuevo sistema todas las bombas pertenecientes al sistema de suministro central de vacío están unidas a un distribuidor común, donde un sensor de presión genera y monitorea el mínimo de vacío necesario. Un sistema de control adapta la cantidad total de aire a la demanda real, encendiendo o apagando las bombas individuales; de esta forma se logran ahorros de cerca del 40% en el consumo de energía. Como antes, al mismo distribuidor de vacío pueden conectarse varias unidades de calibración a través de válvulas de control proporcional, que ajustan o sostienen el nivel de vacío individual para cada segmento de calibración. Además, es posible concentrar la fuerza de succión en un segmento individual, y el sistema de control empleado (BMC-smart) permite que los datos de diferentes niveles de vacío para segmentos individuales puedan grabarse, reajustarse o repetirse en cualquier momento dado.

La empresa reporta que con el nuevo sistema se logra reducir el desgaste de las bombas, ya que sólo se necesita que una o dos estén prendidas simultáneamente, y afirma que se incrementa la confiabilidad de la producción, porque cuando una bomba se daña puede ser reemplazada por su repuesto.

Material Enhancement International lanzó nuevos productos de tecnología criogénica: con un dado se inyecta nitrógeno gaseoso dentro del perfil hueco para enfriarlo, y exteriormente se circula nitrógeno a través del calibrador con velocidades hasta de 100 mph. Según afirma la compañía, la producción de tubería de PVC puede elevarse hasta tres veces con el enfriamiento de nitrógeno.

Bytewise Measurement Systems lanzó un sistema de medición sin contacto Bead-to-Bead (B2B) que emplea la tecnología de "triangulación con lámina de luz láser". Por cada ciclo recibe cerca de 4.000 puntos de medición (x,y) que son comparados con un diseño preestablecido; de esta forma puede detectar imperfecciones en el perfil extruido.

Davis Standard trabajó en conjunto con Adaptive Instruments para desarrollar un sistema de "transmisión sin cable" de datos de proceso a un PLC; los receptores cuentan con una batería de cinco años y pueden recibir la señal de radio a una distancia de 3.000 pies.

Siempre vale la pena invertir en innovación 
Cuando se preguntó a Graziano Parisi, gerente de Krauss-Maffei, qué pueden hacer las empresas para reducir los costos de producción y hacer frente a la intensa competencia global, su respuesta fue:

"El potencial más grande de ahorro se sitúa en los costos de material: éstos representan hasta el 70% del costo total en la transformación de plásticos. El porcentaje de las inversiones es, por el contrario, increíblemente reducido. Tan sólo aproximadamente el 3.5% del total de los costos de producción. En consecuencia, con el fin de mejorar la rentabilidad las empresas de extrusión deben invertir en instalaciones con las que sea posible reducir los costos de material.

Una solución técnica para el ahorro de material es, por ejemplo, un porcentaje superior de material de relleno. Tenemos clientes en Italia y Turquía que efectúan la extrusión de tubos de PVC con porcentajes de talco del 60%. Pero este tipo de producción sólo es posible en instalaciones de alta calidad; en caso contrario se generan demasiados desechos, un desgaste muy elevado u otro tipo de problemas".

Tubería de gran diámetro 
SSPI es una empresa Saudí líder en la fabricación de tubería de HDPE y de recubrimiento térmico de tubos de acero para transporte de crudo; procesa cerca de 7.000 toneladas de plástico al año. Recientemente Battenfeld le suministró dos líneas completas para la extrusión de tubos: una línea estándar para producir tubos de plásticos ISO en un rango de diámetros entre 90 y 400 mm, y una línea configurada especialmente para la fabricación de tubos de gran tamaño entre 500 y 1.200 mm. La capacidad de producción oscila entre 600 y 1.000 kg/hr, dependiendo del material que se utilice.

Para la plastificación de la línea de tubos grandes se instaló una extrusora monohusillo BEX 1-120-30 B, con 120 mm de diámetro y una longitud de 30D; la máquina dispone de un barril de alimentación ranurado combinado con un husillo de barrera, y esta configuración hace que al trabajar con poliolefinas se logren altos rendimientos con una plastificación homogénea de la masa fundida a bajas temperaturas; se instaló además una línea con placa difusora de contraflujo, que según la empresa es especialmente robusta, fiable e insensible a las variaciones en la viscosidad del material. Otros elementos de la línea permiten además la fabricación de tubos con espesores de pared diferente, y es posible coextruir tubos hasta con ocho tiras de colores, flexibilizando a SSPI la atención de nuevos pedidos. Según afirma la empresa, el sistema puede operar con gran diversidad de termoplásticos.

La extrusora y los equipos periféricos --calibrador por vacío, baños de enfriamiento, orugas para estirado y unidad de corte-- están sincronizados y se controlan mediante el control BMCplus, que supervisa de forma integrada variables como regulación del peso de la dosificación, espesores mínimos de pared y medición por ultrasonido de las dimensiones del tubo.

Te podría interesar...

Lo más leído

plastico-reciclado-en-automoviles-noticia.png.
Sostenibilidad

Las empresas automotrices muestran cada vez más su compromiso de incorporar material recic...

Verónica Alcántara・Ago 16, 2022
Bioplásticos mercado Noticia
Bioplásticos

La industria mundial de bioplásticos le apuesta a abastecer un 2% de la demanda mundial de...

Dr.-Ing. Laura Flórez・Jun 1, 2023
Fuerte repunte en el comercio de plásticos de Estados Unidos con países latinoamericanos con TLCs
Máquinas y equipos para reciclaje

Países de América Latina que gozan de TLCs con Estados Unidos han visto un crecimiento del...

・Dic 6, 2022
Moldeo por inyección: todo lo que necesita saber
Máquinas de inyección

En la industria del plástico, el moldeo por inyección es uno de los términos más comunes. ...

David Ricardo Muñoz, periodista de Tecnología del Plástico・Mar 8, 2023

Notas recomendadas por el editor

01/02/2014

2x1: ¡Invite a un colega al 4to. Simposio y Exp...

Usted y su colega podrán interactuar con figuras representativas que presentarán avances en los procesos de manufactura de autopartes plásticas y metálicas.

LEER MÁS »

19/02/2014

Nueva gama de control de temperatura en acero i...

Disponer de una refrigeración eficaz del molde es uno de los aspectos más importantes en el proceso de inyección de piezas pl&aac

LEER MÁS »

01/04/2015

Nuevo sistema de peletizado para productos farm...

Basados en su amplia experiencia en el diseño y la fabricación de sistemas de peletizado para termoplásticos, y en su liderazgo

LEER MÁS »