Estrusore, caratteristiche e funzionamento

Con l'estrusore si ottengono profilati di sezione costante e prestabilita
Macchina per estrusione (photo by Dejan Kotze on Pixabay)

Con l'estrusore si ottengono gli estrusi, differenti tipologie di materiali profilati di sezione costante e prestabilita.


Lavorazione

Molto impiegato per le materie plastiche e i polimeri, la lunghezza degli estrusi è determinata dall'intervallo di taglio automatizzato sull'attrezzatura.

Tubi in PVC (PoliVinilCloruro, cloruro di polivinile), polipropilene, fili in politene, profilati in alluminio (come quelli usati per i serramenti), o ancora l'estrusione di prodotti alimentari quali la pasta nei differenti formati.

L'estrusione permette di svolgere numerose applicazioni in campo industriale.

Il processo di trafilatura, è simile all'estrusione, con l'unica differenza che il materiale viene trainato all'uscita, risulta quindi in trazione.
Nell'estrusione invece, il materiale viene espulso per compressione.

L'estrusione può essere:

• diretta; dove l'attrito della billetta (un semilavorato meccanico che si ottiene per colata o laminazione, Wikipedia), lungo le pareti della camera, aumenta parecchio la forza richiesta dall'estrusione.

• Indiretta; si utilizza un pistone cavo, e le pressioni applicabili risultano inferiori, l'attrito è limitato.

• Idrostatica; non c'è attrito con le pareti della camera.

• Ad impatto; questo tipo di estrusione, si opera per sezioni cave.

Funzionamento dell'estrusore

Praticamente, l'estrusore è composto da una vite senza fine collocata in un cilindro, questa vite spinge il materiale verso l'esterno, facendolo fuoriuscire dalla matrice, e assumerà la forma della matrice stessa.

Nella lavorazione delle materie plastiche, un gruppo termico presente sull'attrezzatura, permette di impostare la temperatura per fondere il materiale, prima di essere estruso.

Materiale plastico in grani o scaglie, più o meno fini, vengono posizionate nella tramoggia (un contenitore), o meglio, condotte in questa da un aspiratore ogni qualvolta il meccanismo automatico, rileva scarsa presenza di materiale.

Questo meccanismo è semplice, simile a quelli utilizzati nelle valvole di stoccaggio dell'acqua negli impianti: quando questa scende o sale sotto una certa soglia, venendo a mancare la pressione il meccanismo scatta, e fa azionare il dispositivo, nel caso dell'estrusore, l'aspiratore provvede a riempire la tramoggia.

Il tubo dell'aspiratore, viene posizionato dentro ampi contenitori, così che possa attingere senza problemi, compito degli operatori provvedere a che questi contenitori non siano mai vuoti.

Quando la testa della macchina ha raggiunto la temperatura impostata, l'estrusore risulta pronto per la lavorazione.

Il materiale presente nella tramoggia scende nella camera cilindrica, dov'è presente la vite senza fine, grazie al calore, e al movimento meccanico, questa spinge nella matrice il materiale fuso, sottoposto poi a un traino meccanico, e sempre nel caso della plastica, condotto in una vasca con acqua a temperatura impostata, per raffreddare il materiale estruso, e farlo rapprendere, secondo la forma, le misure, e la tolleranza di lavorazione.

Nel caso di tubi, questi vengono tagliati con una taglierina posizionata nella parte finale dell'attrezzatura, a misure prestabilite dall'operatore, tubi che vengono poi lasciati cadere in apposito raccoglitore.

Nel caso invece di fili in polipropilene, questi vengono avvolti su bobine con un avvolgitore (bobinatrice), tali bobine prevedono la sostituzione delle stesse una volta avvolto filo in quantità prestabilita, solitamente a peso che corrisponde, in base al diametro, a una determinata lunghezza.

La vite senza fine è azionata dal motore, di adeguata potenza per ogni attrezzatura, di adeguata quantità anche le resistenze elettriche per il riscaldamento della testa.

In questo caso ovviamente, ho citato a proposito della trafilatura di materie plastiche, poiché il materiale in uscita viene trainato, anche se una certa spinta in pressione è comunque sempre presente.

Nel caso di estrusione di metalli, questa avviene per compressione, dove una forte spinta (pressione), convoglia il metallo fuso nella matrice, per fargli assumere la forma e le dimensioni prestabilite, il metallo successivamente viene sottoposto a processo di raffreddamento.

Attrezzature dell'estrusore

Le diverse attrezzature a disposizione, possono spaziare da quelle più semplici, a quelle più sofisticate, secondo i processi di lavorazione da effettuare, su impianti parzialmente o totalmente automatizzati; di conseguenza, la scelta dell'attrezzatura assume una direzione ben precisa.

In molte piccole aziende, è possibile trovare ancora vecchie trafile che vengono impiegate per lavorazioni di materiali, in modeste quantità; questo non implica ovviamente sulla qualità del prodotto.

Piccole quantità rispetto alla grande industria, perché ben sappiamo quanto possono arrivare a costare impianti totalmente automatizzati, che prevedono quindi una notevole produzione continua.

Data la necessità delle diverse aziende, piccole o grandi, è possibile la realizzazione ad hoc di un estrusore presso le aziende specializzate in medie e grandi costruzioni meccaniche.