Fabricación de perfiles y tubería plástica: innovación y tecnologías disponibles

Fabricación de perfiles y tubería plástica: innovación y tecnologías disponibles

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El auge constructivo de las ciudades modernas es basado en una red de infraestructura compleja subterránea y en la superficie, esta es la principal razón que ha hecho crecer el consumo de tuberí­a y perfiles hasta un 6% en proveedores mayoristas [1]. Sin embargo, según estudios en USA y Canadá, en tuberí­a subterránea de distribución de agua se han presentado fallas catastróficas que llegan al 27% de la totalidad instalada durante los últimos seis años [2]. Observar esta ventaja y oportunidad crea la necesidad de analizar muy bien todos los frentes disponibles para mejorar de manera integral toda la cadena de suministro en fabricación de perfiles y tuberí­as plásticos: Pruebas de desempeño, control e instrumentación, maquinaria, periféricos, materiales, etc,. Esta publicación se focaliza en un análisis exhaustivo de los últimos desarrollos disponibles para este sector en aras de que usted como industrial lo considere para reflexionar, innovar y tomar decisiones que pueden traducirse en competitividad y permanencia de su empresa en el mercado.

Pruebas avanzadas de desempeño

La tuberí­a de plástico, por sus caracterí­sticas de longevidad y desempeño, sigue reemplazando sus equivalentes metálicos a través del tiempo. Por lo tanto, es de vital importancia evaluar su rendimiento a través de estudios de análisis de falla y daño que permitan identificar daños antes de que ocurra una falla súbita. Entre ellos se pueden aplicar resistencia a stress cracking ambiental (ESCR), un nuevo método aplicado por la Universidad de Alberta en Canadá para PE, donde se carga de manera transversal hacia el área central, generando un estiramiento local con resultados en el cono truncado. Este método es consistente con la norma ASTM D1693 y solo toma el 3% del tiempo de la prueba estándar. Para tuberí­as de diámetro pequeño, la Universidad de Drexel desarrolló un sistema para evaluar el comportamiento de falla de todo tipo de fluido (hidráulico, neumático, viscoelástico) bajo presión interna con sistema de sensores y adquisición de datos para identificar inclusive las pequeñas fallas frágiles. El Polymer Competence Centre Leoben (PCCL), en Austria, se ha puesto en la tarea de evaluar el impacto del grado de concentración del dióxido de cloro en las tuberí­as de PE creando un nuevo equipo que ofrece control preciso y monitoreo de variables como: Temperatura, tasa de flujo, concentración, medida del PH, libertad de cloruros y potencial de oxido-reducción (ORP). Adicionalmente se han reportado ventajas de la prueba ISO 18489 en Austria y China para barras redondas agrietadas (CRB), una alternativa más rápida para analizar el crecimiento de grieta lento (SCG) para grados distintos de tuberí­a en PE[1].

Control e instrumentación

Tener control sobre el mayor número de variables en el proceso de extrusión es clave para obtener la calidad esperada, por tal motivo es necesario invertir en equipos que permitan tener control de calidad incluso desde el recibo de la materia prima. La empresa Sikora, desarrolló una inspección offline y sistema de análisis al que bautizó Purity Concept V, que combina mesa ligera, con la que se analiza transparencia y coloración de los pellets, y control de material automático, con el cual se pueden identificar manchas negras o inclusiones que afecten la pureza del material. Para controlar la etapa de procesamiento, la firma Zumbach expande su portafolio de medición de rayos X, ahora para controlar la variedad dimensional (en cotas de diámetro, ovalamiento y espesor) para productos de hasta 4 capas con campo de acción tanto para tuberí­a como para mangueras de hasta 80mm diámetro exterior. Por su parte, Pixargus da a conocer su sistema ProfilControl 7 DualVision XXL de inspección superficial para tuberí­a y perfiles de diámetros altos, en el cual su calibración es electrónica sin intervención mecánica. Según la misma compañí­a, este es el primer sistema con el que puede inspeccionar todas las superficies visibles de tuberí­a de gran sección transversal con la mejor relación costo/beneficio. La inspección de calidad no sólo debe aplicarse al salir el tubo extruido, sino se revisa el producto en ‘stock’ puede rechazarse la producción de un periodo de un tiempo importante. Para esta necesidad, Inoex tiene ya disponible en el mercado el equipo portátil Terahertz (THz), con el cual se pueden medir espesor y diámetro de tuberí­as de plástico con precisión de 50um y esta certificado con el estándar IP54, el cual protege al equipo de agua y polvo en los ambientes industriales[1].

Maquinaria y periféricos

Las variables más importantes que influyen a un comprador a realizar inversión en maquinaria son: Versatilidad, desempeño, sostenibilidad, productividad, industria 4.0., entre otras. En las ferias es donde el cliente tiene contacto real, allí­ fabricantes como KraussMaffei Berstorff, dan a conocer con funcionamiento en vivo equipo como la extrusora de doble tornillo KMD 73 K/P, con ventajas de rendimiento y flexibilidad. Por tal motivo, ha sido hito en ventas en la fabricación de perfiles, ya como valor agregado, el recubrimiento con carburo de tungsteno en el tornillo permite fácilmente cambiar la producción para fabricación de tuberí­a. Junto a la extrusora se ofrece la opción de la cesta de calibración QuickSwitch con rango de diámetros entre 280 y 500mm, logrando control dimensional sobre la producción, ahorro en materia prima y cambios de sección sencillos. Para completar y garantizar toda la cadena de fabricación, KraussMaffei diseño también su propio tanque de vací­o KM-VT 250/1/6 para control óptimo, ahorro energético y calidad constante de producto [3].  Por su lado, Battenfeld-Cincinnatti amplió su portafolio de soluciones hacia extrusoras de tornillo individual (Solex NG) y doble (Conex NG). Todos sus equipos nuevos incluyen el estado del arte industria 4.0., que define la unidad de control BCtouch UX y brinda ventajas de 20% más productividad, consumo energético 15% menor y rango amplio de diámetros que van hasta los 2.6m[4].

Para el debut en periféricos, Ettlinger y Maag muestran el filtro de fundido ERF 350, que permite separar de la resina impurezas a una tasa de 3800kg/h con amplio rango de materiales: poliolefinas, PS, TPE, TPU y otros más. En términos de alimentación, Coperion K-Tron llega con paso firme a mostrar el alimentador de cambio rápido (QC) K2-ML-D5-T35/S60 y una bomba de transporte de sólidos. El equipo incluye el activador de sólidos ActiveFlow, la Compensación por Presión Electrónica (EPC), receptor de vací­o de la serie 2400 y tiene disponibilidad para tornillo doble o individual[1].

Materiales

La investigación en materiales avanzados para diferentes aplicaciones es gran tendencia. Sabic, por ejemplo, lanzó al mercado el grado Verstolen A Rely 5933RD un PE idóneo para tuberí­as de distribución de agua potable, tiene alta resistencia a desinfectantes clorados y a la formación de CSG. Para agua caliente y frí­a de interiores la compañí­a creó el PP random copolí­mero cargado con fibra de vidrio G1620B, tiene ventajas de menor elongación térmica debido a los cambios de temperatura. La firma alemana Inoutic incluyó en su producción coextrusión para combinar calidad superficial con material PVC recuperado en el núcleo, investigación en cooperación con Battenfeld-Cincinatti [1].

Referencias:

[1]         P. & P. Extrusion, “Pipe & Profile Extrusion,” Pipe and Profile Extrusion, no. Abril, pp. 35–36, 2018.

[2]         S. Folkman, “Water Main Break Rates In the USA and Canada : A Comprehensive Study A Comprehensive Study Overall Pipe Breaks Up 27 % In Six Years,” Mech. Aerosp. Eng. Fac. Publ., 2018.

[3]         KraussMaffei, “KraussMaffei Berstorff: Konischer Doppelschneckenextruder fí¼r die Profilproduktion,” Plasticker, 2018.

[4]         Battenfeld-Cincinatti, “Battenfeld-Cincinnati Neue Anlagen-Steuerung fí¼r anspruchsvolle Extrusionsaufgaben,” Plasticker, 2018.

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