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G U I A D E L A E X T R U S I O N

D E P L A S T I C O S

1.- Introducción 2.-Los materiales plasticos

2.1-Clasificación 2.2-Selección del tipo de material ° Densidad ° Características ópticas ° Coloración ° Características mecánicas ° Características eléctricas ° Características químicas ° Características térmicas ° Estabilidad dimensional ° Comportamiento con el fuego ° Comportamiento con el medio ambiente ° Materiales para uso alimentario y medico 2.3-Principales materiales plásticos utilizados en la extrusión. 2.4-Caracteristicas de los principales materiales termoplásticos

3.-CONCEPCION DE LOS PERFILES PLASTICOS 3.1-Exigencias funcionales 3.2-Selecion del tipo de material 3.3-Diseño del perfil ° Espesores ° Nervios y tabiques interiores ° Tolerancias dimensionales

3.4.-Precio de un perfil termoplástico ° Volumen de mercado ° Metros fabricados por serie ° Nivel de tolerancias requeridas ° Materia prima 4.-TECNICAS DE EXTRUSION

4.1- Técnicas generales de la extrusión ° Extrusoras ° Husillos de extrusión ° Cuerpo de la extrusora

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° Utillajes ° Operaciones complementarias sobre la linea de extrusion. 4.2.-Tecnicas particulares de extrusion. ° Extrusion multiple ° Coextrusion multicolor o multimaterial. ° Recubrimiento ° Post extrusion. 5.-OPERACIONES COMPLEMENTARIAS EN LA LINEA DE EXTRUSION 5.1-Decoracion y protección 5.2-Manipulación 5.3-Acabados 6.-RELACIONES COMERCIALES ENTRE EL CLIENTE Y EL EXTRUSOR 6.1-Metodos de construcción de los utillajes.

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1.-INTRODUCCION Los materiales plásticos ocupan un lugar muy importante en todos los sectores tanto industriales como comerciales. Debido a que casi todos aparecieron en el mercado al mismo tiempo les llamamos indistintamente «plásticos », igual que ocurre con el genérico “metales”, pero existen muchos tipos diferentes de plásticos. Sabemos que los plásticos pueden ser blandos o rígidos, transparentes u opacos, de distintos colores, ligeros, no se pudren. Según las exigencias se fabrican no inflamables, o biodegradables y casi siempre son reciclables. Los plásticos nos han acostumbrado a poseer tantas propiedades que no podemos aceptar que no las tengan todas a la vez. Estos nuevos materiales, que sustituyen fácilmente a los demás, conducen a ciertos usuarios a confundir las características fundamentales que caracterizan a cada plástico, olvidando que la mayor parte de los casos éstas son diferentes. La falta de rigor puede conducir a errores. Es entonces indispensable escoger el tipo de plástico en función del uso que tendrá el perfil resultante. Y desde luego no escoger solamente con objetivos económicos y estéticos. Las fabricaciones de plásticos, especialmente la extrusión, utilizan una tecnología muy elaborada y en continua evolución. Cada tipo de perfil a extruir impone condiciones de trabajo particulares en función de dos variables principales: el material a utilizar y las características geométricas del producto final. Los costos de la puesta a punto de los moldes y maquinas necesarias para la fabricación de un determinado perfil solo se pueden amortizar con una cantidad de metros a fabricar suficiente, a calcular en cada caso. Desde luego cuanto mayor sea la serie menor será el costo. Esta guía ha sido elaborada para resumir de forma condensada los elementos esenciales que permitirán a un cliente dialogar con su extrusor manejando los conocimientos básicos de la técnica de la extrusión. Es indispensable lograr una estrecha colaboración entre fabricante y cliente. Este deberá aportar toda la información concerniente al perfil que desea, sobre todo las condiciones en las que será utilizado. El extrusor podrá entonces aconsejar a su cliente sobre el tipo de plástico y la geometría más adecuada para conseguir el resultado buscado

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2.- MATERIALES PLASTICOS 2.1 CLASIFICACION La mayor parte de los plásticos se obtienen de reacciones de polimerización, de policondensación ou de poliadición. Algunos vienen directamente de productos naturales. En la practica distinguimos dos grupos de plásticos: 1o TERMOESTABLES TR 2o TERMOPLASTICOS TP Los primeros, TR, una vez extruidos y tomada su forma definitiva, ya no se ablandaran bajo la acción del calor, La mayor parte se vuelven insolubles y desde luego ofrecen una muy buena rigidez. Pueden ser transformados por Pultrusión. Los segundos, TP, después de su fabricación, pueden reblandecerse cada vez que son sometidos a una temperatura determinada. La incorporación de cargas o aditivos pueden modificar sus características hasta límites bastante amplios: más o menos plastificados, rígidos completamente, etc. Los termoplásticos pueden ser transformados por extrusión y pueden ser reciclados. En cuadro adjunto encontraremos las principales familias de plásticos: FAMILIA PRINCIPALES MATERIALES ABREVIACIONES Acrilicos polimetilmetacrilato PMMA Celulosicos Acetato de celulosa

Acetobutyrato Propionato de celolosa

CA CAB CP

Poliacetals polioximetileno POM (homopolimero y copolimero)

Poliamidas Polyamidas 6, 6-6,6-10,11 y 12 PA Policarbonatos PC Poliesters saturados ( o lineales)

Polibuteno tereftalato Polietileno tereftalato

PBT PET

Polimeros diversos Polietersulfona oxido de polifenileno sulfuro de ponifenileno politetrafluorethileno

PESU PPO PPS PTFE

Poliolefinas Polietileno baja densidad lineal Polietileno baja densidad Polietileno alta densidad polipropileno

PEBDl PEBDr PEHD PP

Estirénicos Copolimeros estireno-acrilonitrilo Poliestireno antichoque Poliestireno expandido Poliestireno standard Acrilonitrilo butadieno estireno Metacrilato butadieno-estireno

SAN SB PSE PS ABS MBS

Vinílicos Copolimero etileno/acetato de vinilo Poliacetato de vinilo

EVA PVAC

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Policloruro de vinilo Policloruro de vinilo sobreclorado PolIcloruro de vinilideno

PVC CPVC PVD C

IDENTIFICACION RAPIDA CON RESPECTO AL FUEGO DE LAS PRINCIPALES MATERIAS PLASTICAS. La mayor parte de estos productos pueden ser modificados buscando mejorar su comportamiento con el fuego En consecuencia, en algunos casos, la identificacion no puede ser hecha via este cuadro Productos No modificados

inflamabilidad Cantidad y color De humos

tendencia a fundir y gotear

Olor durante la cremacion

Ruida durante la cremacion

diversos

PVC palstificados Plycloruros de vinilo Pvc rigido

Espeso humo negro

Gotea poco

Acido y picante

Residuos carbonosos

Polyestyrenos Espeso humo negro

Gotas inflama-das

Gas Flor de impaciente

Se mueven Durante la cremacion

Fumarolas negras

Acrylonitrilo – Butadeino – estireno ABS

Espeso humo negro

Gas Flor de impaciente

Se caramelisan y forman hilos

Polyamidas Humo blanco

Gotas alargadas

Cuerno quemandose

Polymetyl- Metacrylatos

Manzana Crepitan

Celulosicos Humo blanco

Gotas alargadas

Vinagre Crepitan

Plyolefinas (Polyetyleno- polypropylene)

Humo blanco

Gotas inflama-das

Vela-cera

Poco inflamables Medio inflamables Muy inflamables .

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2.2 SELECCION DEL MATERIAL

DENSIDAD Los plásticos tienen una débil densidad, que varia de 0.9 para el polipropileno, hasta 2.3 para el politetraflouretileno, la mayor parte se encuentran entre 0.9 y 1.5.

La técnica y los aditivos permiten obtener: termoplásticos expandidos o “esponjados” de densidad variable de 0.4 a 0.9.

CARACTERISTICAS OPTICAS Algunos plásticos pueden ser transparentes y otros traslucidos. Entre los transparentes podemos citar el polimetilmetacrilato de metilo, el poliestireno, el policarbonato, el PVC transparente rígido o plastificado, los ABS transparentes, etc. COLORACION La coloración a partir de resinas tipo cristal o naturales pone una nota atrayente a la presentación del perfil plástico que puede también convertirse en perfectamente opaco.

CARACTERISTICAS MECANICAS Las características mecánicas presentan una gran variedad de valores, dependiendo de la naturaleza del material. El módulo de elasticidad puede llegar a los 200 mpa para ciertos plásticos no cargados. Adicionando diferentes cargas el módulo de elasticidad puede llegar hasta los 17.000 mpa. No debemos olvidar también las excelentes propiedades de algunos plásticos para soportar el rozamiento: politetrafluoretileno, polietileno, poliamidas, etc.

CARACTERISTICAS ELECTRICAS Las materias plásticas, generalmente aislantes, tienen excelentes propiedades dieléctricas. Los plásticos son profusamente utilizados para la construcción de material eléctrico y cables.

CARACTERISTICAS QUIMICAS La resistencia de los plásticos a los agentes químicos es muy diferente dependiendo de su composición, pero la gama de materiales actuales permiten resolver la mayor parte de los requerimientos exigidos para los diferentes usos.

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CARACTERISTICAS TERMICAS La conductividad térmica de los plásticos es relativamente es relativamente baja, por lo cual son muy demandados para aportar soluciones de aislamiento en construcción, electrodomésticos, menaje del hogar, etc. En general, la temperatura de deformación de los plásticos es del orden de 80º C. Pero algunos de ellos pueden llegar hasta 150º y hasta valores superiores: Los fluorados y ciertos polímeros técnicos pueden soportar de manera continua 250 – 300º C. El valor del coeficiente de dilatación térmica lineal varía en función de las materias y su composición.

ESTABILIDAD DIMENSIONAL La estabilidad dimensional depende de los materiales utilizados y de las condiciones ambientales (humedad, temperatura, condiciones mecánicas, etc.)

COMPORTAMIENTO AL FUEGO El comportamiento al fuego de los perfiles puede variar en función del material utilizado, la geometría del perfil, aditivos, del sector al que va dedicado y de las condiciones de empleo. Algunos materiales son autoextinguibles de forma natural. Existen diferentes clasificaciones respecto al comportamiento al fuego que son revisadas constantemente según las normativas europeas al respecto.

COMPORTAMIENTO A LOS AGENTES CLIMATICOS Algunos plásticos presentan una buena resistencia a los agentes climáticos: rayos ultravioleta, infrarrojos, niebla salina, etc.

MATERIALES PARA USO ALIMENTARIO Y MEDICO. Algunos materiales son utilizados para usos alimentarios y médicos, sector en el cual cada vez tienen mayor importancia.

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2.3.-PRINCIPALES MATERIAS PLASTICAS UTILIZADAS EN E XTRUSION ACRILICOS La polimerización del éster metílico da lugar al polimetacrilato de metilo. La principal resina acrílica es el polimetilmetacrilato (PMMA o metacrilato) que presenta unas excelentes propiedades ópticas, transparencia, rigidez y buen comportamiento al envejecimiento. El metacrilato tiene una resistencia química media y es sensible a la rotura bajo presión. POLIAMIDAS Se utilizan tres procedimientos de fabricación: . Policondensación de un di-ácido con una di-amina: buena resistencia química y termica (poliamida 6-6) . Policondensación de un ácido amina: buena resistencia a los hidrocarburos (poliamida 12) . Poliadicción de un lactame: buena resistencia al impacto. (PAG) Las poliamidas tienen una resistencia elevada en particular a la abrasión, una buen comportamiento al impacto y la fatiga, buenas propiedades térmicas y buena resistencia a los disolventes orgánicos. La poliamida 6-6 absorbe humedad. POLICARBONATOS El policarbonato se obtiene por condensación del bifenol A y del phosgène: Las características son transparencia, rigidez, buenas propiedades dieléctricas, y una excelente resistencia al impacto. Por el contrario, tiene mala resistencia a los agentes alcalinos, a los disolventes y a las grasas.

POLICLORUROS DE VINILO Y COPOLIMEROS VINILICOS

La resina de policloruro de vinilo (PVC) se realiza por polimerización del cloruro de vinilo obtenido a través del etileno. El PVC es un polvo blanco, inodoro e insípido fisiologicamente inofensivo. Tiene un contenido teórico de 57 % de cloro y un 47 % de etileno. Es difícilmente inflamable, no arde por sí mismo. En función de los usos pueden añadirse cargas, pigmentos, modificadores para una mejor resistencia al impacto, estabilizantes a la luz, ignifugantes, etc. Se obtiene entonces el “compuesto de PVC” o granza de PVC.

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El PVC presenta una excelente resistencia a la abrasión y tiene una buena resistencia química y a los ácidos, álcales, aceites, alcoholes e hidrocarburos alifáticos. Tiene poca resistencia al impacto a baja temperatura. El PVC clorado tiene un mejor comportamiento al calor y al fuego.

POLIESTERES TERMOPLASTICOS (PET, PBT)

Se obtiene por la policondesación del ácido tereftálico con etileno-glicol (PET), o con butileno glicol.(PBT). El PET tiene buenas propiedades de resistencia a la tracción, así como una buena resistencia al rozamiento a la rotura. Por el contrario, tiene una limitada resistencia a los ácidos y a las bases fuertes. El PBT tiene buenas propiedades mecánicas a temperaturas elevadas (si está reforzado), Tiene buen coeficiente de fricción y buena resistencia al rayado. Sin embargo, tiene una mala resistencia a ciertos disolventes (aromáticos clorados). FLUORADOS (PTFE, FEP, PVDF) Algunas resinas se obtienen a partir de monómeros fluorados. Algunas son casi inertes en presencia de agentes químicos, un coeficiente de rozamiento alto y una buena resistencia al calor. POLIOLEFINAS Estos materiales se obtienen por polimerización. Se suelen clasificar por grados. El grado es el índice de viscosidad intrínseco en estado fundido o también el índice de fluidez en caliente: - POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD) El polietilesno BDR se obtiene por polimerización en continuo del etileno bajo alta presión a temperaturas de 150 a 300º . Es un material traslúcido, inodoro, con punto de fusión promedio de 110º . Tiene conductividad térmica baja. Sus principales aplicaciones son dentro del sector del envase y embalaje (bolsa, botellas, film, sacos, etc) - POLIETILENO BAJA DENSIDAD LINEAL (PELD) El etileno se copolimeriza con olefinas y la ayuda de catalizadores. Tiene buena resistencia a la tracción, al rasgado y a la perforación. Buena resistencia al impacto hasta temperaturas muy bajas (hasta –95 º C) y en films posee excelente elongación. Se utiliza para film estirable, bolsas grandes para usos pesados, film agrícola, etc.

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- POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD: Presenta mejores propiedades mecánicas (rigidez, dureza y resestencia a la tensión) que el PEBD, debido a su mayor densidad. Presenta fácil procesamiento y buena resistencia al impacto y a la abrasión. No resiste a fuertes agentes oxidantes. Sus principales aplicaciones son el sector de envase y embalaje (bolsas de alimentos, bolsas de basura botellas de leche, yogurt, cajas para el transporte de botellas, etc.), en la industria eléctrica (aislante para el cable), en el sector del automóvil (recipientes para aceite y gasolina, tubos y mangueras), artículos de cordeleria, bandejas, botes para basura, menaje del hogar, redes de pesca, regaderas, tapicerías, juguetes, tec. - POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD ALTO PESO MOLECULAR (PEHD) El etileno es polimerizado bajo presión en presencia de catalizadores. Presenta propiedades como buena resistencia al rasgado, amplio rango de temperaturas de trabajo (-40 a 120 º C). Impermeabilidad en el agua y no guarda olores. Sus principales aplicaciones son en película, bolsas, embalaje de alimentos, tubería a presión, etc. El etileno en general se caracteriza por ser inerte a los agentes químicos, sobre todo a los disolventes, una gran resistencia al impacto y propiedades aislantes muy elevadas. Los polietilenos son sensibles a las fisuras por presión así como tienen poca resistencia a los rayos ultravioletas. - POLIETILENO DE ULTRA ALTO PESO MOLECULAR Es una material altamente cristalino con una excelente resistencia al impacto aún en temperaturas bajas de –200 º C, tiene muy bajo coeficiente de fricción, no absorbe agua, reduce los niveles de ruido ocasionados por impactos, presenta resistencia a la fatiga y es muy resistente a la abrasíon (aproximadamente 10 veces mayor que la del acero al carbón). Tiene muy buena resistencia a medios agresivos, incluyendo a fuertes agentes oxudantes, a hidrocarburos aromáticos y halogenados, que disuleven a otros polietilenos de menor peso molecular. - POLIPROPILENO Polipropileno es un termoplástico que pertenece a la familia de las Poliolefinas y que se obtiene a partir de la polimerización del propileno, el cual es un gas incoloro en condiciones normales de temperatura y presión, que licúa a -48°C. También se conoce al propileno como "propeno". El Polipropileno puede clasificarse por las materias primas que se utilizan en su elaboración y por su estructura química: · Por Materias Primas:

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- Homopolímero - Copolímero Impacto - Copolímero Random

Polipropileno Homopolímero.- Presenta alta resistencia a la temperatura, puede esterilizarse por medio de rayos gamma y óxido de etileno, tiene buena resistencia a los ácidos y bases a temperaturas debajo de 80°C, pocos solventes orgánicos lo pueden disolver a temperatura ambiente. Posee buenas propiedades dieléctricas, su resistencia a la tensión es excelente en combinación con la elongación, su resistencia al impacto es buena a temperatura ambiente, pero a temperaturas debajo de 0°C se vuelve frágil y quebradizo. El Polipropileno Homopolímero tiene las siguientes aplicaciones principalmente: a) Film b) Rafia c) Productos Médicos (jeringas, instrumentos de laboratorio, etc.) Polipropileno Copolímero.- Presenta excelente resistencia a bajas temperaturas, es más flexible que el tipo Homopolímero, su resistencia al impacto es mucho mayor y aumenta si se modifica con EPDM, incrementando también su resistencia a la tensión al igual que su elongación; sin embargo, la resistencia química es inferior que el Homopolímero, debilidad que sé acentuá a temperaturas elevadas. El Polipropileno Copolímero Impacto se utiliza en los siguientes sectores: a) Sector de Consumo (Tubos, perfiles, juguetes, recipientes para alimentos, cajas, etc.) b) Automovil (Acumuladores, tableros, etc.) c) Electrodomésticos (Cafeteras, carcasas, etc.) Polipropileno Copolímero Random.- Las propiedades más sobresalientes del Copolímero Random son: el incremento en transparencia, flexibilidad y resistencia al impacto. Posee un índice de fluidez desde 1 g/10 min para soplado hasta 30g/10 min para inyección. Sus principales aplicaciones son: a) Botellas (Vinagre, agua purificada, cosméticos, salsas, etc.) b) Film c) Menaje del hogar

POLIFENIL OXIDO

Se obtiene por oxidación catalítica del dimetilfenol en un disolvente. Tiene buenas propiedades mecánicas (tracción y choque) y una muy buena absorción de agua, resistencia al calor y características de aislamiento eléctrico importantes.

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ESTIRENICOS

POLIESTIRENO (PS) Resulta de la polimerización del estireno. Su característica principal es la transparencia, una buena rigidez, mediana resistencia al choque y mala resistencia química a los hidrocarburos aromáticos y a los disolventes. POLIESTIRENO ANTICHOQUE Resulta de la copolimerización del poliestereno con el polibutadieno. Con relación al poliestireno, presenta una mejor resistencia al choque. ESTIRENO-ACRILONITRILO (SAN) Este material se obtiene por copolimerización del estireno y el acrilonitrilo. Sus características son las del poliestireno con una mejora de la resistencia al choque, la dureza, la inercia química y resistencia a la temperatura. ACRILONITRILO-BUTADIENO-STIRENO (ABS) Se obtiene por la unión de una mezcla de estireno/acrilonitrilo o metilestireno/acrilonitrilo sobre una base de elastómero polibutadieno. La posibilidad de modificar u n cierto número de parámetros permite obtener una gama variada de calidades. Presenta buen aspecto superficial, buenas propiedades mecánicas, buena resistencia al calor. No soporta bien los rayos ultravioleta a menos que se le aditive una protección aceduada. Tiene una débil resistencia química a los disolventes y es opaco. METACRILATO-BUTADIENO-ESTIRENO (MBS) En este caso, el acrilonitrilo es reemplazado por el metacrilato. Añade transparencia a las características del ABS

CAUCHOS TERMOPLASTICOS Dentro de los cauchos termoplásticos, encontramos gran variedad de materiales, con diferentes durezas, comportamiento a la temperatura, alargamiento, etc. Cada uno de ellos es posible co-extrusionarlos con diferentes materiales rígidos.

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3.- CONCEPCION DEL PERFIL DE PLASTICO

3.1,- EXIGENCIAS FUNCIONALES La realización de un perfil plástico no puede ser emprendida sin que antes el cliente haya definido a través de unas especificaciones determinadas todas las condiciones físicas, mecánicas, térmicas, químicas, eléctricas, climáticas, tecnológicas, etc. que el perfil debe satisfacer. También debe preverse las series mínimas de fabricación, un programa de fabricación y los plazos de entrega, tanto de utillajes como de perfiles que necesítale cliente. Estas informaciones permitirán al extrusor proponer la materia prima a utilizar, la geometría del perfil, las tolerancias y podrá determinar el tipo de utillaje necesario. 3.2,- ELECCION DEL MATERIAL Los requerimientos recogidos en las especificaciones permiten establecer una serie de características que deberá poseer el perfil. Se clasificarán estas características por orden de importancia. La materia prima escogida será aquella que satisfaga el mayor número de requerimientos establecidos. Y una vez elegido el tipo de plástico más adecuado tendremos fijadas definitivamente las características del perfil (geometría, espesor, tolerancias, etc.) 3.3.- DISEÑO DEL PERFIL Una vez estudiada la funcionalidad del perfil y habiendo elegido la materia prima más adecuada, podemos proceder al diseño preciso del perfil. La geometría se elegirá de forma: . Que permita garantizar las características mecánicas en función de los esfuerzos a los que se someterá en su vida útil. . Que permita una extrusión en las mejores condiciones para poder garantizar estabilidad en el proceso. . Que permita la construcción del utillaje más simple posible.

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ESPESORES: Si no hay ningún requerimiento mecánico en contra, lo normal es dar a los perfiles un espesor de paredes entre 0,8 y 3 mm. Los espesores más gruesos presentan el inconveniente de ocasionar dificultades de extrusión y de enfriamiento al salir del calibrador. Para solucionarlo es necesario disminuir la velocidad de producción con el consiguiente aumento de costos. Dentro de lo posible, se recomienda prever paredes con un espesor regular y constate para limitar las tensiones internas irregularmente repartidas según el espesor de las paredes. No es que sea imposible extrusionar paredes con espesores diferentes, pero en este caso la realización de los utillajes es mucho más compleja y la extrusión del perfil se hace más difícil. NERVIOS Y TABIQUES INTERIORES Son utilizados para dar al perfil mayor rigidez, y solamente pueden ser longitudinales a lo largo del perfil. El “rechupe” de los tabiques interiores puede provocar estrías en la cara exterior del perfil. Se recomienda entonces acentuar voluntariamente estas estrías, para transformarlas en ranuras longitudinales las cuales podemos controlar en profundidad y forma. Si la presencia de tabiques interiores provoca dichas estrías y el cliente precisa una superficie completamente lisa, el fabricante puede realizar una hilera y un calibrador más complejo que suprimirá las deformaciones en la superficie. TOLERANCIAS DIMESIONALES Poniendo como ejemplo el perfil dibujado a continuación establecemos tres tipos de cotas .

A. COTAS FACILMENTE CONTROLABLES B. COTAS DIFICILMENTE CONTROLABLES C. COTAS MUY DIFICILMENTE CONTROLABLES

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TOLERANCIAS EN LAS COTAS COTAS EN MM COTAS A COTAS B COTAS C ≤ 10 0,30 0,45 0,60 > 10 ≤ 25 0,30 0,45 0,80 > 25 ≤ 50 0,40 0,60 1,00 > 50 ≤ 80 0,50 0,75 1,20 > 80 ≤ 120 0,60 0,90 1,40 > 120 ≤ 200 0,70 1,05 1,60 > 200 0,80 1,20 2,00 Estas tolerancias son técnicamente posibles de cumplir con la tecnología actual y pueden ser modificadas en función de las exigencias técnicas del perfil (número de cotas críticas y su situación en el perfil) RANGO DE TOLERANCIAS EN LOS ESPESORES DE PARED

ESPESORES EN MM. RANGO DE TOLERANCIAS

≤ 1 ± 0,1 > 1 ± 0,0 (0,03e +0,1 mm)

TOLERANCIAS EN LOS CORTES EN LONGITUD CORTES EN LINEA COTAS EN MILIMETROS RANGO DE TOLERANCIAS > 1000 ≤ 3000 0 + 10 MM > 3000 ≤ 6000 0 + 15 MM CORTES MANUALES FUERA DE LINEA COTAS TOLERANCIAS

≤ 1000 ± 1 mm > 1000 ≤ 3000 ± 1,5 mm

> 3000 A negociar con el cliente (Las tolerancias de cortes especiales, cortes en inglete o a escuadra, cortes en ángulo tienen que quedar determinadas entre cliente y fabricante)

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Las tablas anteriores indican el rango de tolerancias sobre las cotas generales: secciones, espesores y longitudes. Han sido establecidas para perfiles de PVC rígido. La excesiva acumulación de cotas con tolerancias muy estrechas (cotas críticas) en el diseño de un perfil, supone siempre un incremento de precio del perfil porque hace disminuir la velocidad de extrusión a la vez que encarece el precio de los utillajes, que deben ser más complejos. Por lo tanto es inútil imponer excesivas cotas críticas si no son rigurosamente necesarias. 3.4 - PRECIO DE UN PERFIL PLASTICO Los elementos siguientes son determinantes en el calculo del precio de venta de un perfil de plástico: . VOLUMEN DEL MERCADO AL QUE VA DIRIGIDO Nos determinará el tipo de utillaje y la velocidad de extrusión . CANTIDAD DE METROS FABRICADOS POR SERIE Los gastos fijos de puesta en marcha de una línea de extrusión se reparten por la cantidad de metros pedidos por el cliente. Es interesante por lo tanto que las series sean lo más largas posible. . NIVEL DE TOLERANCIA EXIGIDO El número de “cotas críticas” y el rango de tolerancias exigido tiene relación directa con el precio del perfil. . MATERIA PRIMA La adecuada elección de la materia prima de acuerdo con las especificaciones requeridas por el cliente permiten evitar paros de producción no deseados.

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4.- TECNICAS DE EXTRUSION

4.1 TECNICA GENERAL DE EXTRUSION En el sentido físico del término, una sustancia es plástica cuando es apta para deformarse en caliente y conservar esta deformación después de la refrigeración. Esta transformación en continuo de un plástico bajo condiciones térmicas y mecánicas determinadas se efectúa en la extrusora. La extrusión es un procedimiento de fabricación de perfiles que consiste en la transformación de la materia prima plástica bien en forma de granos (granza) o en polvo (premix). Para ello se calienta el material dentro de la cámara de plastificación de la extrusora y al mismo tiempo mediante un husillo se le hace pasar sometido a determinada presión a través de una hilera o boquilla de extrusión construida con la forma que queremos conseguir. Una vez conseguida la forma deseada, se enfría y calibra siguiendo diferentes procedimientos para obtener el producto final con las cotas definitivas Podemos distinguir numerosos modelos de extrusoras construidos sobre los principios de tecnologías diferentes. Sin embargo, uno o varios husillos en rotación dentro de un cilindro constituyen siempre el elemento principal. El objetivo es ejercer presión suficiente al material termoplástico que se va a transformar y al mismo tiempo mezclarlo y calentarlo convenientemente. Una vez refrigerado y calibrado, el perfil es tirado por una oruga o carro de arrastre y conducido hasta la sierra u otro procedimiento de corte para finalmente ser empaquetado bien en bobinas o en barras. La extrusora y sus máquinas y utillajes accesorios es lo que constituye una línea de extrusión. EXTRUSORAS Existe una gran variedad de extrusoras. Todas están constituidas por los elementos siguientes: . Un cilindro horizontal también llamado “camisa” . Uno o dos husillos en rotación en el interior del cilindro

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. Un motor que mediante un sistema de reductoras hace girar los husillos . Un dispositivo que permita soportar la contrapresión ejercida por los husillos en fase de trabajo. . Un equipo de termo-regulación dividiendo la longitud del cilindro en diferentes zonas. . Un armario eléctrico de control tanto de los diferentes equipamientos de la extrusora así como del sistema de termo-regulación. . HUSILLO DE EXTRUSION

Es el “corazón” de la extrusora. Asegura las funciones esenciales siguientes: . Introducir la materia en forma de granos o polvo desde la boca de carga y transportarla hasta el cuerpo de la extrusora. . Asegurar la gelificación de la materia. Es decir, el paso desde el estado inicial en grano o polvo a una pasta por la acción combinada del trabajo mecánico de fricción y el aporte calórico de las resistencias eléctricas exteriores. . Empujar la materia gelificada a través de la hilera para obtener la geometría del perfil deseada. Los husillos de extrusión se clasifican según su diámetro, su longitud, su perfil, su sistema de termoregulación: A.- DIAMETRO: La elección del diámetro (expresado en milímetros) depende de la geometría de los perfiles a fabricar (peso por metro, sección, espesor) y de las características del material , de la calidad de la hilera, del calibrador, del enfriamiento, del carro de arrastre, etc. B.- LONGITUD Esta longitud viene convencionalmente y habitualmente referenciada en múltiplos del diámetro del husillo: 25 diámetros es una medida normal para el PVC rígido por ejemplo: si una máquina es de diámetro 60 mm, la longitud del husillo será de 1500 mm.

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C.- PERFIL DEL HUSILLO La configuración geométrica y mecánica del husillo juega un papel fundamental en la aptitud de una extrusora de transformar convenientemente la materia prima: - El número, la longitud, la profundidad, la inclinación de los filetes - La longitud de paso entre filetes - La progresión del paso del material (longitud de zonas paralelas, cónicas, etc) - La relación de compresión - La longitud y la conicidad de la punta Los husillos están realizados en aleación de acero de alta resistencia a la fatiga. Están nitrurados y en ocasiones localmente estellitados en lo alto y los laterales de los filetes. Haciendo variar estos parámetros, los constructores han elaborado una gran cantidad de perfiles de husillo. Relativamente simples en el caso de las extrusoras monohusillo, llegan a ser generalmente complejos en caso de las extrusoras de doble husillo. Todos tienen la característica esencial de favorecer una amasadura progresiva del material, evitando zonas de excesiva compresión y de cizallamiento intenso, absolutamente nefastas para la estabilidad de la materia y su homogeneidad. El perfil del husillo deber permitir al mismo tiempo, mediante una amasadura suficiente de mantener el nivel de características mecánicas que nos da la formulación y el nivel de producción óptimo fijado por el constructor. C.- SISTEMA DE TERMOREGULACIÓN Los husillos de extrusora están en algunos casos equipados de una termoregulación que tiene por fin esencial eliminar las calorías acumuladas en la punta del husillo y que son responsables de los defectos visibles en las paredes de los perfiles: ondas, anillos, etc. contrarios a la estética y a la calidad mecánica de los perfiles. Un fluido (aceite, agua, aire...) termoregulado circula por en interior del husillo dentro de un doble tubo concéntrico y evacua las calorias sin perturbar los intercambios térmicos material-husillo-camisa.

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- CUERPO DE LA EXTRUSORA

Es el cilindro dentro del cual gira el o los husillos de extrusión. El juego entre la “camisa” y el husillo no excede de unas décimas de milimetro. El volumen comprendido entre la camisa y los husillos está ocupado por la materia en movimiento. El cilindro está equipado de elementos calefactantes que proporcionan la energía necesaria a la gelificación del material. También es necesario una circulación de aire forzada provocada por ventiladores o un fluido circulando por tubos dispuestos en la superficie exterior de la camisa para refrigerar el conjunto. Una correcta regulación térmica permite mantener la temperatura constante de cada zona de calefacción con una mínima desviación. Los cilindros de las extrusoras están sometidos a esfuerzos mecánicos y térmicos muy importantes. Están fabricado en acero y preparados para poder soportar la presión de 600 bares bajos condiciones de alta temperatura. Están normalmente nitrurados, a veces provistos de una capa interior de acero de alta resistencia al desgaste y la corrosión. El cilindro también sirve para fijar en su extremo el cabezal de extrusión.

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- UTILLAJES

Bajo la denominación “utillaje de extrusión” se designa el conjunto de piezas mecánicas especialmente concebidas para la obtención de un perfil determinado. Este conjunto comprende: - El cabezal o pieza de fijación generalmente común a varios perfiles. Está fijado al extremo del

cilindro y canaliza el flujo de material alimentando la hilera. - La hilera propiamente dicha: concebida especialmente para cada perfil - El o los calibradores, específicamente fabricados para cada perfil Normalmente llamamos utillaje al conjunto de hilera + calibrador. Es preciso saber que el costo real de un utillaje completo no se limita a su realización y a su costo directo de construcción. Son necesarias muchas horas de estudio y puesta a punto así como una cantidad considerable de material para pruebas. A.- HILERA

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Una hilera está generalmente constituida por tres zonas principales: - Una zona de alimentación - Una zona de transporte de material y conformación del material - Una zona de salida y equilibrado del material Dentro de las primeras zonas, se evita que el camino que debe seguir el material al circular por su interior tenga pendientes demasiado fuertes. El equilibrado de una hilera consiste en repartir el flujo del material en la salida de la hilera de manera que la velocidad lineal de salida sea la misma en todos los puntos. La concepción de la hilera es más compleja en el caso de perfiles con espesores diferentes, perfiles muy anchos, etc. En todo caso la puesta a punto de la hilera necesita de numerosas pruebas de extrusión y de retoques sucesivos. Estos ensayos deben ser efectuados: - En la máquina prevista para su producción definitiva - Con la materia prima que será utilizada Las hileras como el cabezal están calentadas por resistencias eléctricas. Una regulación precisa es necesaria sobre todo teniendo en cuanta que generalmente no están equipadas de dispositivos de refrigeración como el cilindro. Es necesario por último que todas piezas metálicas tengan después de la mecanización un perfil perfectamente aerodinámico, que se evite cualquier ángulo muerto, que todas las juntas planas estén perfectamente ajustadas. Sin estas precauciones se pone en peligro rápidamente el buen funcionamiento de la extrusión porque el material se puede estancar en algún punto, quedarse pegado y degradarse térmicamente. B.- DISPOSITIVOS DE CALIBRACION Y DE REFRIGERACION A la salida de la hilera el perfil está caliente y se deforma por su propio peso. Es preciso entonces refrigerarlo y calibrarlo a las cotas finales. Se utiliza para esto los llamados calibradores, que son unas piezas metálicas mecanizadas según la forma exterior del perfil y provistas de refrigeración. El perfil se fija por contacto, deslizándose por las paredes refrigeradas de los calibradores. En el caso de perfiles huecos o tubulares, la calidad de la superficie del perfil es mejorada al utilizar un sistema de zonas de vacío o aspiración para que las paredes del perfil se deslicen fuertemente unidas a las paredes del calibrador. La presencia de circuitos de agua refrigerada y zonas de vacío con regulación independientemente hace compleja y costosa la fabricación de los calibradores.

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La forma general del perfil, el espesor de las paredes, la velocidad de extrusión, la precisión de las cotas finales exigidas deciden el número y la dimensión de los calibradores necesarios. Otros sistemas de calibración se instalan igualmente en presencia de determinadas secciones de perfiles en función de la naturaleza del material plástico utilizado: - Calibración por presión interna - Calibración dentro de una bañera de agua - Calibración dentro de una bañera con pulverización de agua con vacío - OPERACIONES COMPLEMENTARIAS SOBRE LA LINEA DE EXT RUSION El carro de arrastre tiene como misión tirar del perfil refrigerado. La velocidad de la extrusora y la velocidad de tracción deber guardar siempre relación. Hay varios tipos de carro: de tacos, de orugas, de bandas. En función de la geometria de los perfiles, de su modo de calibración y de la productividad de la línea de extrusión se utiliza diferentes carros con dimensiones y potencias diferentes. 4.2 TECNICAS ESPECIALES DE EXTRUSION - EXTRUSION MULTIPLE En algunos casos particulares y para fabricar grandes series se puede producir utilizando equipamientos especiales varios perfiles a la vez en la misma extrusora. Para ello las hileras disponen de doble o triple salida. Las secciones de los perfiles producidos simultáneamente pueden ser iguales pero también diferentes. - COEXTRUSION MULTICOLOR O MULTIMATERIAL Se puede producir perfiles combinando materiales , durezas o colores diferentes en la medida en que los materiales a combinar sean compatibles. Para ello se utiliza utillajes específicos lo que conlleva alimentaciones diferentes mediante varias extrusoras, una por cada material, dureza o color.

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- POST-EXTRUSION La coextrusión también se puede efectuar una vez fabricado el perfil principal. Por ejemplo, las gomas de los marcos de ventana de PVC se añaden al perfil una vez frío éste entre la bañera de calibración y el carro de arrastre - RECUBRIMIENTO Es posible recubrir con plástico productos de sección constante en diversos materiales (metales, madera, textiles, plásticos, etc) Un buen ejemplo son los cables eléctricos.

5.- OPERACIONES COMPLEMENTARIAS SOBRE LA LINEA DE EXTRUSION

Algunas operaciones sobre los perfiles pueden ser practicadas en continuo sobre la línea de extrusión. Desde un punto de vista económico, son necesarias series importantes para permitir estas operaciones Un ejemplo de estas operaciones son los agujeros de las persianas, punzonados, etc. 5.1- DECORACION Y PROTECCION - Adhesión de un film decorativo termosoldado - Puesta de un film de protección - Adhesión de un film de transferencia - Adhesión de un adhesivo, film, etc. - Aplicación de pintura sobre el perfil - Identificación de los perfiles mediante impresión injet o de tinta 5.2- MECANIZADO PERFORACIONES TALADROS PUNZONADOS PRE-CORTES FRESADO 5.3 ACABADOS ENSAMBLAJES CORTE EN LONGITUD CON PRECISION EMBALAGE- ETIQUETAJE

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6.- RELACIONES COMERCIALES ENTRE CLIENTE Y EXTRUSOR

Sobre la base de unas especificaciones o cuaderno de cargas, se definen las características del perfil a fabricar y tras el acuerdo entre cliente y extrusor sobre los diferentes parámetros, éste último asume la responsabilidad de la concepción y la realización del utillaje. Una parte de los datos necesarios para poder fabricar el utillaje y concebir convenientemente el perfil están en la tabla de especificaciones o cuaderno de cargas situado en el anexo 1 de esta guia. Estos datos deben ser completados por: - El diseño acotado y las tolerancias del perfil - La utilización prevista del perfil, con la indicación valorada de condicionantes físicos,

químicos u otros. - La materia elegida y sus características, precisando igualmente los colores - Unidades previstas de pedido - Periodicidad de los pedidos - Si es posible la cantidad total de metros que se pueden fabricar a lo largo de la vida del

producto. - Fecha de entrega deseada por el cliente para la realización de las primeras muestras Conocidos estos requerimientos, el extrusor estará en condiciones de concebir, diseñar y realizar el utillage que permita fabricar con las condiciones especificadas los perfiles solicitados por el cliente. Después de la ejecución mecánica del utillaje, es necesario ponerlo a punto y para hacerlo son necesarios muchos retoques que conllevan paradas importantes de la línea de extrusión prevista para la fabricación del perfil. Es necesario advertir al cliente sobre el hecho que en la mayor parte de los casos es dificil, después de la fabricación del utillaje, proceder a modificaciones en la forma o las dimensiones del perfil. Eso conlleva cambios en los utillajes, a veces imposibles de realizar y aunque sean posibles, siempre suponen pérdida en la calidad de los mismos. 6.1.- METODOS DE CONSTRUCCION DEL UTILLAJE Los utillajes se componen gereneralmente: - De la hilera de extrusión - Del o los sistemas de calibración. LA HILERA Una hilera es generalmente construida con aceros especiales por métodos tradicionales de mecanizado. Es necesario acudir a aceros especiales de muy alta calidad, los utillajes están sometidos cuando están en servicio a condiciones particularmente severas tales como: - temperatura de 200 a 300 º C

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- Acción abrasiva y corrosiva de algunos materiales a extrusionar - Esfuerzos mecánicos importantes El acero ideal debe presentar las propiedades siguientes: - Permitir un mecanizado razonable - Buena dureza superficial - Resistencia a la ruptura a la tracción, después de tratamiento térmico de 1100 a 1800 MPA

asociado a una buena resistencia al choque. - Facilidad para el tratamiento térmico - Posibilidad de adquirir el nivel de acabado superficial requerido Estas calidades no pueden encontrarse mas que en ciertos aceros especiales. Es preferible utilizarlos a pesar de su costo más elevado que los aceros normales. Algunos termoplásticos, como aquellos a base de policloruro de vinilo, compuestos fluorados de etileno, corroen los aceros utilizados habitualmente, para su buen funcionamiento, solamente los aceros inoxidables (con alto contenido en cromo por ejemplo), a aleaciones (x-alloy, Hastelloy) pueden ser adecuados. En algún caso, es además aconsejable un tratamiento de cromo duro sobre la totalidad o parte de las piezas de las hileras en contacto con el material o someterlos a cualquier otro tratamiento superficial apropiado. DISPOSITIVOS DE CALIBRACION Los dispositivos de calibración son de gran importancia para la obtención de formas y cotas determinadas y para la regularidad de los perfiles producidos En la mayoría de los casos , el costo de estos dispositivos es muy superior al de la hilera de extrusión. Según las técnicas de calibración puestas en marcha, la construcción de los utillajes necesitan la utilización: - De aceros con aleaciones inoxidables. - Aleaciones de latón - Aleaciones de aluminio - Bronce - Etc. Las partes en contacto con los perfiles necesitan además un tratamiento superficial adecuado: cromo duro, etc.

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