¿Qué hay de nuevo en herramental para extrusión?

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En la próxima Feria K 2010,  varios fabricantes de elementos de extrusión, como anillos de aire para líneas de soplado de película, dados para lámina, perfiles y tubería, y tornillos para varios tipos de aplicaciones, exhibirán innovaciones que ya han sido lanzadas al mercado en el transcurso de este año. El siguiente es un recuento de algunos de estos lanzamientos, que seguramente tendremos la oportunidad de observar en la Feria K.

Anillos de aire
Después de la reciente fusión de la división de películas sopladas de Reifenhauser y Kiefel Extrusion, para formar Reifenhauser Kiefel Extrusion, han lanzado al mercado un nuevo diseño de anillo de enfriamiento para ser posicionado en los dados de soplado de película, que puede ser ajustado en altura. Denominado “proceso de enfriamiento en contraflujo”, el aire no solamente puede ser dirigido hacia arriba del labio, como en los anillos convencionales, sino también hacia abajo por una salida adicional. Así, se requiere un solo anillo para estabilizar la burbuja de la película. Las ventajas que se logran con este nuevo diseño incluyen un aumento de la productividad y de las propiedades de la película tales como, transparencia, brillo y resistencia. Ver figura 1 .

Windmoeller & Hoelscher lanzó este año un nuevo sistema de enfriamiento con agua  para películas sopladas. La nueva instalación de extrusión trabaja de arriba hacia abajo y lleva la marca Aquarex. Las ventajas de este proceso son una gran velocidad de enfriamiento de la masa fundida, características de la película considerablemente mejoradas, un brillo elevado y una transparencia especialmente alta, así como un rendimiento más alto comparado con instalaciones de extrusión para el soplado de películas convencionales. También, características mecánicas como la prueba Dart Drop, la resistencia a la punción y al desgarre mejoran considerablemente.

Novedades en dados
En materia de dados de extrusión planos debemos destacar el nuevo dado XPS para la extrusión de tableros de PS espumado, de Extrusion Dies Industries (EDI). Como novedad se promocionan la reducción de los tiempos de cambio, un mayor control sobre las dimensiones de la espuma, menor desperdicio y la eliminación de paradas debido al mantenimiento. EDI afirma que con este dado es posible hacer cambios de productos en sólo 15 minutos, comparado con 8 a 10 horas requeridas usualmente con otros dados. Esto se debe a la inclusión de una caja ajustable independiente de formación con la cual no es necesario parar la producción. El manejo de un distribuidor interno en el dado permite modificar tanto el ancho como el espesor de los tableros de espuma. En una aplicación comercial, el nuevo dado ha permitido aumentar la productividad en un 11% gracias a los ahorros en los cambios de órdenes de producción. Ver figura 2.

Sin duda, una de las mayores expectativas en el diseño de feedblocks de extrusión la ha creado EDI con las nuevas aplicaciones de su reciente innovación en materia de la coextrusión de microcapas. Entre las aplicaciones más esperadas están las relacionadas con el desarrollo de películas y láminas de alta barrera, empleando EVOH. Estas, a su vez, se verán en empaques retortables flexibles y termoformados. El concepto innovador se reduce en transformar una capa de EVOH en varias microcapas por medio de un feedblock multiplicador. De esta manera, la nueva barrera resultante puede reducir por ejemplo la transmisión de oxígeno entre 60 a 80% adicional, comparado con la barrera original de una capa. Además, debido a que el EVOH es cristalino, también puede ser frágil si se encuentra ocluido en una capa relativamente gruesa, poniendo de esta manera en peligro la efectividad de la barrera. Sin embargo, si el EVOH se puede ubicar en varias microcapas, la fragilidad disminuye apreciablemente por el menor espesor de cada microcapa. Así, la aplicación en empaques de barrera se puede extender con confianza a los productos termoformados. El resultado final es la posibilidad de fabricar empaques con vida de anaquel más larga y en configuraciones más versátiles.

Por su parte, Battenfeld Extrusionstechnik GmbH, suministró recientemente a la compañía Salzgitter Mannesmann Line Pipe GmbH, de Alemania, una solución hecha a la medida consistente en dos nuevos extrusores y un dado para aplicar un recubrimiento a una tubería de acero. Los extrusores pertenecen a la referencia BEX 1- 150-30B y el dado es un U 700-2 VSI4/8 FS, diseñado con el concepto VSI del fabricante. Con esta modificación, la producción se duplicó a más de 3.000 kg/hr y el portafolio incluye ahora tubería tipo DN 600.  El recubrimiento para la tubería es una poliolefina aplicada a través del dado mencionado, que pesa 7,5 toneladas y puede admitir tuberías de un diámetro hasta de 610 mm. El dado cuenta con un distribuidor de dos etapas, uno con un mandril en espiral y el otro con una canasta de látices, lo que el fabricante considera es una solución óptima para lograr cambios de dimensiones en la tubería aún cuando la línea opera a máxima velocidad.

Cincinnati Extrusion, de Austria, comercializa ahora el concepto de dado para tubería denominado IntelliChange, diseñado para realizar cambios rápidos dimensionales en tres rangos de diámetros: 32-160 mm, 32-250 mm y 63-400 mm. El sistema proporciona ajustes en el diámetro externo y en el espesor de la tubería sobre la marcha, lo que ahorra materia prima, como lo explica el proveedor. Ahora, un cambio de dimensiones se puede hacer en 15 minutos en lugar de 3,5 horas como ocurre en los dados estándar.  Mediante el empleo del sistema IntelliChange, solamente 9 metros de tubería (que corresponden a 94,5 kg) son extruidos  hasta alcanzar la estabilización de la línea. De otra manera, Cincinnati Extrusion calcula que el desperdicio puede llegar a cerca de 1.260 kg con las líneas convencionales.

Tornillos Luigi Bandera Meccaniche S.p.A., y Processing Technologies International (PTi) LLC se unieron para desarrollar una línea de extrusión para procesar PET 100% reciclado o PLA, sin necesidad de secar y cristalizar. La base tecnológica la aportó Bandera y se denomina High Vacuum Twin Screw Extruder, HVTSE. El proceso tiene la capacidad de volatilizar y deshumidificar los vapores del material, logrando un ahorro de más del 35% en energía, comparado con los procesos convencionales. Los tornillos gemelos de la línea, que tienen una longitud de 52:1 L/D, cuentan con dos zonas de venteo en una longitud de 20D. PTi aporta el sistema de halado de la línea, el controlador  y los componentes eléctricos.

Por otra parte, Leistritz ofrece el sistema de tornillos gemelos MAXX para procesar también PET húmedo en forma directa para fabricar láminas. El sistema promete un ahorro drástico de energía, comparado con las líneas convencionales de extrusión de PET. Los extrusores ZSE-27 y ZSE-50 se alimentan con el material reciclado cuentan con venteos múltiples para evitar la hidrólisis. Leistritz afirma que estos tornillos ofrecen un mayor torque y una razón de diámetro externo a diámetro interno de 1:66, adecuado para el manejo de PET y otros materiales sensibles al torque y el calor de cizalladura. El barril también puede ser enfriado para una mayor protección del material fundido. Ver figura 3.

Davis-Standard y Gneuss han unido fuerzas para suministrar sistemas para el procesamiento de PET sin necesidad de secar o cristalizar. En este caso, la productividad puede llegar a 2.000 lb/hr. La clave del sistema es el extrusor multirotacional de Gneuss, MRS, que cuenta un punto de desgasificación significativamente más largo que los convencionales en extrusores de tornillos simples o gemelos, lo cual permite un funcionamiento mucho más eficiente. El sistema imparte esfuerzos de cizalladura  y térmicos bajos al material fundido, al tiempo que proporciona un excelente aumento de presión en el área del dado, con un menor consumo de energía.

Xaloy ofrece el tornillo MultiMelt, que puede operar sobre diferentes tipos de resinas con ventajas sobre los tornillos de propósito general, para máquinas de moldeo. Este es un tornillo con un diseño avanzado de aletas de barrera y que proporciona una fundición más rápida y eficiente. El tornillo incorpora el mezclador Stratablend II para mejorar la dispersión de colores y dar una mayor homogeneidad a la temperatura del fundido.  Entre las ventajas del tornillo, el fabricante menciona las siguientes: Se reduce el tiempo de enfriamiento de los moldes gracias a una temperatura más baja del fundido y permite cambios más rápidos de materiales, por cuenta de la acción autolimpiadora del mezclador. El tornillo MultiMelt  puede procesar casi cualquier tipo de resina, con la excepción del PVC. Sin embargo, no se aconseja el empleo prolongado con materiales rellenos o reforzados con fibra de vidrio debido a su efecto sobre las aletas del tornillo.    

Para los procesadores de perfiles de PVC, la unión de Battenfeld y Cincinnati Extrusion, Battenfeld-Cincinnati Austria, creó un sistema de tornillos gemelos optimizados para incrementar la productividad en un 25%, y la eficiencia energética. La longitud es de 34 L/D y el diámetro puede estar en el rango de 78-135mm. Los cuatro modelos de esta serie cubrirán el rango de 100 a 1000 kg/hr. El incremento en productividad se debe al empleo de cuatro ejes de impulso y al incremento en la longitud de los tornillos. Gracias a la mayor longitud de los tornillos, la zona de precalentamiento es más larga, haciendo que el esfuerzo cortante sobre el material disminuya. El modelo estándar de los tornillos cuenta con un dosificador que está separado térmicamente del alimentador, de tal manera que el sistema de agua de enfriamiento no tiene que ser sobrecargado. Los tornillos están recubiertos con molibdeno y los barriles con nitruros.

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