Diseños compactos con alta productividad para láminas y películas cast

Diseños compactos con alta productividad para láminas y películas cast

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Una tendencia de la maquinaria para la fabricación de películas cast y láminas para termoformación es el uso de extrusores de gran capacidad de producción, que ocupen áreas reducidas. Además, las nuevas máquinas pueden operar con un mayor número de revoluciones sin afectar la calidad de resinas como el PP y el PS. Así, las ventajas están a la vista: menor espacio utilizado en la planta y menor consumo de energía. Por otro lado, también se muestran avances en el diseño y la construcción de las unidades de pulimiento, que buscan tener un mayor control de los parámetros de ajuste, más efectividad en el enfriamiento y la posibilidad de lograr cambios de producción rápidos. En materia de dados y feedblocks también existen ofertas innovadoras, con diseños sofisticados para conservar las propiedades de fluidez y manejo de las capas, aún en coextrusiones de estructuras de alta barrera.

Adtech Provera SPA, de Italia, presentó recientemente su último diseño de línea cast, Compatech 1000, para producir película estirable directamente en la línea. Este sistema fue ideado originalmente en 1996 por esta compañía, que hoy en día produce modelos con capacidades de 500 k/h y 600 k/h, con velocidades lineales de aproximadamente 530 m/min y con calibres mínimos de 12 micras. La línea Compatech 1000 está equipada con el nuevo embobinador Softcore, diseñado para operar con calibres muy bajos de películas y con centros de papel, de bajo peso, en anchos hasta de 500 mm. Los recortes de los bordes de las películas se recuperan con el nuevo sistema Recoveryking

También de Italia, Bandera se distingue por ofrecer líneas de extrusión especializadas para películas de diseños específicos. Una de ellas es la línea para películas de alta barrera, en coextrusiones hasta de 7 capas para aplicaciones en alimentos y artículos médicos.  La línea completa se compone de 5 extrusores, 3 de ellos con tornillos gemelos corrotacionales y 2 con tornillos simples. Este sistema permite producir alrededor de 23 estructuras de productos, tales como: Estireno con barrera al centro y capas pelables en el exterior; poliolefinas con barrera interna y capas pelables externas; poliester coextruido con laminación en los rodillos pulidores, y PP coextruido con una capa espumada interna.

Otra instancia que sirve para ilustrar la especialización de algunas de las líneas de extrusión de Bandera es su tecnología de extrusión de láminas de PET o PP. Aquí, el extrusor principal tiene tornillos gemelos corrotacionales, modelo 2C 105 HTS 42D, y un coextrusor TR65 30D, que pueden entregar combinados una producción de 1300 k/h. El ancho de la lámina puede ser de 1320 mm en espesores en el rango desde 200 micras hasta 900 micras. Las estructuras de las coextrusiones pueden ser de los tipos ABA Y AB. El dado plano cuenta con control interno de ancho de lámina. La unidad de embobinado es del tipo de eje voladizo (cantilever, en inglés), de cuatro estaciones.

Bandera ha preferido el empleo de extrusores con tornillos gemelos corrotacionales porque, según aduce, el consumo de energía es menor (hasta de un 35% menos que un extrusor de tornillos simples). Así mismo, permite obtener mayores productividades (hasta 2000 k/h con el modelo 2C 170 HTS 42D) y trabajar con mayores proporciones de materiales recuperados.

La compañía italiana asegura también que los tornillos gemelos permiten procesar varios tipos de resinas: PLA, PS, PP y PET, mientras hay un mejor control de la humedad de las resinas y del perfil de temperatura.

Por su parte, Colines, otro productor de maquinaria italiana, tiene una nueva oferta de productos que incluye la línea Barriercast, de siete capas y que puede procesar PA así como EVOH. Como característica especial, también ofrece la encapsulación de las capas y un sistema de control electrónico; ambos permiten reducir la cantidad de recortes en los lados, hasta en un 3% del ancho total. Los sistemas aplicados en este caso son los denominados Dittering y Refesave. El ancho útil de la línea es de 2100 mm, que representa una capacidad máxima de producción de 700 k/h. El número de extrusores es de 7 y sus diámetros varían entre 50 y 150 mm. La alimentación se efectúa por medio de sistemas gravimétricos controlados electrónicamente. El feedblock es de la marca Cloeren, así como el dado con encapsulación y el sistema de control de anchos interno en el dado. El control del calibre se puede efectuar para PA usando uno de los equipos de Electronic Systems: rayos beta, rayos X o infrarrojo. El sistema infrarrojo también se usa para el control de la capa de EVOH. El embobinador es del modelo Combiwind, de contacto, axial y periférico. La presión de los rollos se ajusta por medio de celdas de carga por contacto. El diámetro máximo de los rollos es de 1000 mm.

La extrusora monohusillo de alta velocidad BEX 75-1-34, ha vuelto a ser optimizada por Battenfeld. Anteriormente ya había alcanzado 1.200 revoluciones por minuto, para una capacidad de producción de 2 t/h de películas de PP para termoconformado. Según esta empresa, desde su introducción en el mercado ya se han puesto en marcha más de veinte máquinas, principalmente para la producción de películas de PP y de PS. Con el desarrollo reciente de esta máquina los ingenieros de Battenfeld han logrado ahora un nuevo incremento de la velocidad de la extrusora en 300 revoluciones/min, hasta alcanzar las 1.500 rev./min. Es así como la extrusora de 75 mm, con una potencia instalada de 440 kW, puede lograr una capacidad de producción de hasta 0,85 t/h cuando procesa PP, e incluso hasta 1,2 t/h cuando se trata de PS. Se ha confirmado que, a pesar de una velocidad especialmente elevada, ni se degrada el poliestireno ni se reticula. Otros campos de aplicación posibles de esta extrusora de alta velocidad son la transformación de ABS, LDPE y PET.

Extrusion Dies Industries, (EDI), de Estados  Unidos,  explica que las nuevas estructuras de barrera de las películas cast y las láminas deben mostrar además funciones mejoradas de facilidad de impresión, sellabilidad y de integridad estructural. Por su parte, los productores encaran retos importantes como las producciones más cortas y márgenes de ganancia cada vez más bajos. EDI propone soluciones para obtener cambios de órdenes de producción más rápidos a través de su nuevo diseño de dado Contour. Según esta empresa, el dado Contour reduce el tiempo de ajuste de nuevos calibres y el de purga de los materiales, algo particularmente importante cuando se procesan materiales sensibles al calor como el EVOH. El diseño del dado Contour permite ventajas en estos aspectos, puesto que su diseño no tiene que sacrificar la fluidez de la resina dentro del dado en favor de mantener una deflexión uniforme del cuerpo del dado. Por otro lado, la fluidez del material se mantiene gracias a que se usan insertos intercambiables desarrollados para cada capa en la estructura multicapa del feedblock Ultraflow. Cada inserto está diseñado como un distribuidor de flujo en miniatura, afina las capas antes que ellas entren en contacto entre sí. Por esto, los flujos de material fundido se combinan de una manera paralela dando como resultado una estructura estable, a diferencia de los feedblock con codos de 90º.

Macro Engineering, un constructor de maquinaria canadiense, ofrece en el mercado su línea de coextrusión cast CXL de alto desempeño para los mercados de alimentos y aplicaciones médicas. La línea se puede configurar desde tres capas de CPP hasta nueve para películas de barrera. Una resina que pude ser empleada en la línea es el PVdC encapsulado. Otras opciones tienen que ver con las resinas tradicionales como el PP, PA y el EVOH. La opción del encapsulamiento es igualmente importante cuando se trata de lograr ahorros por la menor generación de recortes laterales. La línea puede contar hasta con 11 capas y tener una productividad de hasta 450 k/h, a un ancho útil de 2100 mm y con espesores entre 20 y 300 micrones. Las capas externas pueden ser de PP o PA y, como se mencionó antes, las capas de alta barrera pueden estar constituidas por PA, EVOH o PVdC.

Processing Technologies incorporatedPTi, de Aurora, IL, Estados Unidos, tiene en el mercado equipos con varias configuraciones de coextrusión, cada una equipada con características y opciones especiales para procesar láminas de alto desempeño. En el corazón de las líneas está el grupo de rodillos pulidores Revolution Series, ordenados verticalmente y motorizados de manera individual. El ajuste de los rodillos frente al dado es entonces más fácil, especialmente cuando las resinas tienen una viscosidad de fundido muy bajas. Un indicador digital permite reubicar el conjunto en la misma posición, cada vez que se requiera. Las velocidades de los rodillos se controlan por medio de un sistema de engranajes distribuidos ubicados en cada motor. Así se facilitan los cambios de velocidad y torque de los rodillos. En este sistema de rodillos pulidores se tiene la posibilidad de cambiar la posición de los rodillos (las geometrías disponibles tienen diámetros desde 16 pulgadas hasta 24 pulgadas, en anchos desde 30 pulgadas hasta 70). Esta es una característica de flexibilidad no ofrecida por otros sistemas de pulimiento en el mercado, de acuerdo con su fabricante. Así, es posible también cambiar los rodillos de diferentes acabados superficiales, en un tiempo récord de una hora. La carga de los rodillos en el sistema de pulimiento puede llegar a ser hasta de 800 PLI.

  Windmöller & Hölscher, un fabricante alemán de máquinas, ofrece ahora equipos de extrusión cast con un rendimiento de más de 1000 kg/h de película de CPP de alta calidad,  trabajando en un ancho neto de película de 1800 mm y una velocidad de más de 350 m/min. Se trata de la línea Filmex.  Responsable de este resultado es la unidad de rodillo refrigerador de excelente capacidad de enfriamiento. Motores de par de bajo mantenimiento aseguran un accionamiento exacto y uniforme de los cilindros de refrigeración y de enfriamiento. Un nuevo sistema de aspiración de monómeros para la tobera permite producir recetas con materiales de alta evaporación, en forma segura y bajos olores. La nueva generación de tornillos de extrusión permite un rendimiento elevado y una calidad óptima de la película. El llamado tornillo SMB (Smooth Barrier Screw – tornillo de barrera suave) combina las ventajas de los sencillos tornillos de tres zonas y los tornillos de barrera para procesar PP, PE, PA, EVOH, COC, etc.

 La línea de película cast MIDEX 5-150/60-2500, de Reifenhäuser, tiene como base bloques de coextrusión REIcofeed II y el cabezal del dado con encapsulamiento. La línea, que puede realizar cambios de rieles en un tiempo de 2 segundos, es suministrada con las extrusoras REItorque que ocupan menos espacio y ahorran energía, según la firma fabricante. En la extrusión de películas cast, cuyo énfasis está en la producción de películas delgadas de alta calidad, la capacidad de una línea de extrusión es influenciada por el rebobinador. Especialmente para estas aplicaciones, la empresa desarrolló un bobinador automático con diseño de brazo giratorio. Los dispositivos de los bobinadores automáticos WF-DO2/L-2700 se utilizan alternativamente en modo descarga y bobinado. El bobinador puede ser ajustado durante la producción y tiene un diseño modular para adaptarse a requerimientos personalizados, para alcanzar velocidades de hasta 600 m/min y diámetros de la bobina de hasta 1.000 mm.

SML, de Austria, ofrece líneas para extrusión de película cast que permiten fabricar desde películas CPP estándar hasta películas respirables o de alta barrera. La compañía también ofrece soluciones para la extrusión de lámina que posteriormente se utiliza en procesos de termoconformado con polímeros como PMMA, PC, COC o diferentes grados de PET.  Recientemente, SML presentó en una conferencia sobre filmes para especialidades una línea para la producción de película de PET de 25µm de espesor a velocidades de 150m/min en anchos de 2,7m, con la posibilidad de trabajar también películas de PP. Con esta opción un productor de películas CPP puede acceder a mercados especializados como películas PET para empaques. Así mismo, puede contemplar el creciente mercado de películas para procesos de termoformado, llenado y sellado (form, film and seal) con espesores de película de hasta 350µm. 

Otras compañías que ofrecen sistemas para extrusión de película cast y láminas son Dolci Extrusion (Italia), Jenn Chong Plastics Machinery (Taiwán), Alpha Marathon Film Extrusion Technologies (Canadá), Ciola Extrusoras - Acmack Ind. Com. de Maq. Ltd. (Brasil), Davis-Standard (Estados Unidos) y Welex Incorporated (Estados Unidos), entre otras.

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