C4 Curs FPMPC 1

EXTRUDAREA

MATERIALELOR

PLASTICE

Curs FPMPC 2C4

Ce este extrudarea? Extrudarea este un proces tehnologic continuu de prelucrare a materialelor

plastice, prin care se pot obine profile de lungime infinit.

Definitie: Extruderea const n aducerea materialului printr-un efort termo-mecanicla starea de curgere dup care, acesta, este obligat s treac printr-o filier cuprofil corespunztor produselor de realizat.

Prin acest procedeu se obin ntr-un ritm rapid profile a cror lungime estecondiionat numai de posibilitile de depozitare i transport.

Exemple de produse: tuburi, evi, lambriuri, izolaii pentru cabluri electrice, produsematriate, etc

Calitatea produselor realizate este influenat direct de urmtoarele elemente: calitatea suprafeelor filierei; dimensiunile filierei;

materialul piesei.

Piese extrudate

Curs FPMPC 3C4

Curs FPMPC 4C4

Extruder

Curs FPMPC 5C4

Curs FPMPC 6C4

Constructia melcului

1- motor; 2- buncr de alimentare; 3- cilindrul extruderului; 4- melcul

extruderului; 5- termorezistene; 6- termocuple (T1 T2 T3 T4); 7- dispozitivul de

extrudare (cu filiera).

Curs FPMPC 7C4

Clasificarea extruderelor se face dup mai multe criterii

1. Dup numrul cilindrilor: cu un cilindru;

cu doi cilindri: n acelai sens sau n sensuri contrare.

2. Dup poziia cilindrului: orizontal;

vertical.

3. Dup tipul melcului: cu pas i nlime a dintelui constant (h i p =const.). Se mai

numete limitat prin granul sau limitat la intrare.

cu pas i nlime a dintelui variabil (h1>h2 i p1>p2). Se mai numete controlat la ieire sau controlat prin topitur.

Curs FPMPC 8C4

Elementele de baz ale melcului;

1-butuc de prindere; 2-loca pentru pan; 3-profilul melcului; 4-filet; 5-torpil; 6-filier; 7-plnie de alimentare; 8-cilindru; Pt-punctul in care materialul este topit.

Curs FPMPC 9C4

Profiluri speciale(cu amestecare intensa)

Tip a- melc cu filet tip Maillefer. -dou filete cu pas diferit la care omogenizarea se realizeazprin trecerea materialului peste vrful filetelor.

-Tip b- omogenizarea se realizeaz prin curgerea materialului prin canale elicoidale dispuse nsens contrar fa de spirele melcului.-Tip c- omogenizarea se realizeaz cu ajutorul pragului de sens contrar celei a spirelormelcului.

-Tip d- prezint zone de amestecare realizate prin ntreruperea filetului.

-Tip e- omogenizarea se obine prin montarea unor tifturi n canalele melcului.

Curs FPMPC 10C4

Extruder cu doi melci Pentru mainile cu doi melci exist urmtoarele variante de rotaie a

acestora:

n acelai sens - materialul parcurge un drum mai lung pn s treac prinpunctul de contact al melcului, deci este mai mult timp n contact cu pereiicalzi ai cilindrului, rezultnd o fluidizare mai bun a materialului (fig. a),

n sens invers - are loc o omogenizare mai eficace i o malaxare mai fin amaterialului (fig. b) (se utilizeaz mai ales la materialele plastice colorate) .

a cu rotaie n acelai sens; b cu rotaie n sensuri contrare

Curs FPMPC 11C4

Dispozitivul de extrudare

1-filier; 2-corpul dispozitivului; 3-rezisten electric; 4-sond termocuplu; 5-filtru cu guri; 6-cilindrul extruderului;7-melc.

Proiectarea filierei

Curs FPMPC 12C4

Curs FPMPC 13C4

Buncrul de alimentare

a- alimentarea prin cdere liber; b- plnii cu dispozitive dinamice (agitatoare); c- necuri; d- vibratoare

Curs FPMPC 14C4

Sisteme de calibrareCalibrare cu dorn si filier

1

2

5

3

6

4

7

1-filier; 2-bucsa; 3-orificii pentru ieirea aerului; 4-role de calibrare; 5-tub

extrus; 6-ablon de calibrare; 7-baie pentru rcire.

Curs FPMPC 15C4

Calibrarea cu vid

1-filier; 2-dorn; 3-cilindru calibror; 4-manta exterioar; 5-garnituri de cauciuc; 6-orificiu pentru intrare agentului de racire; 7-mufa pentru vidare; 8-

orificii pentru scoaterea aerului si calibrarea piesei;

1

2

3

45

6

7

8

Curs FPMPC 16C4

Procedeul de extrudare suflare

a b

Curs FPMPC 17C4

Curs FPMPC 18C4

Extrudare suflare a preformelor

Curs FPMPC 19C4

Curs FPMPC 20C4

Instalaia de extrudare-suflare cu preluare

continu

Curs FPMPC 21C4

Instalaie de extrudare cu preluare discontinu

Curs FPMPC 22C4

Linie de extrudare

Curs FPMPC 23C4

Instalaii pentru diverse articolea. Extruderea tuburilor

Instalaie pentru extrudarea tuburilor flexibile de dimensiuni mici; 1-extruder; 2- tablou de comand; 3- baie de rcire; 4- dispozitiv de preluare; 5-rola de nfurare

2 1 3 4 5

Curs FPMPC 24C4

Instalaie pentru extrudarea tuburilor rigide de dimensiuni mici; 1-extruder; 2- baie de rcire; 3- calibror; 4- dispozitiv de preluare;

Fig. 8 Instalatia pentru extruderea tuburilor

1- extruder; 2- sistem de racire cu aer; 3- sistem de preluare cu

banda; 4- sistem de tragere cu role

1 23 3 4

Curs FPMPC 25C4

2 1 3 4 5 6

Instalaie pentru obinerea tuburilor rigide de dimensiuni mari; 1- extruder; 2- tablou de comand; 3- sistem de calibrare cu aer sau vid; 4- baie de rcire; 5- ghidaje; 6- sistem de preluare

Curs FPMPC 26C4

b. Extruderea foilor

Instalaie pentru extrudarea foilor flexibile; 1-extruder; 2-role de transport; 3-baie de rcire; 4-dispozitiv de preluare; 5-dispozitiv de tiere

Curs FPMPC 27C4

c. Extrudarea-gonflarea peliculelor

4

1

aer pentru

gonflare

aer pentru racire

2

3

56

Instalaie cu cap de extrudare vertical pentru extrudarea-gonflarea peliculelorl; 1-extruder; 2baie de rcire; 3dispozitiv de gonflare; 4dispozitiv de aplatizare; 5role de tragere; 6dispozitiv de nfurare

Curs FPMPC 28C4

Instalaie cu cap de extrudare orizontal pentru extrudarea - gonflarea peliculelorl ; 1 extruder; 2baie de rcir;e 3dispozitiv de gonflare; 4 dispozitiv de aplatizare; 5 role de tragere; 6 dispozitiv de nfurare

aer racire1 2

6

43

5

aer pt. gonflare

C4 Curs FPMPC 29

CALANDRAREA

Curs FPMPC 30C4

Ce este calandrarea?

Definitie: Calandrarea este procedeul de laminare a materialelor plastice pentruobinerea unor foi sau folii n stare finit, cu ajutorul unor maini de prelucrarenumite calandre.

Procedeul care st la baza calandrrii este curgerea laminar a unui fluidvscos prin interstiiul dintre doi cilindri care se afl n micare de rotaie.

Calandrele sunt asemntoare valurilor i sunt constituite din 2 pn la 5cilindri printre care materialul termoplast gelifiat este obligat s treac. Serealizeaz astfel foi sau folii de grosime mic, cu lungimi infinite i limireglabile.

Produsele se obin: direct din topitur, prin finisarea i subierea unor platbenzi obinute prin extrudare.

Tipuri de produse: foi cu grosimi cuprinse ntre 0,5 i 1mm, folii cu grosimi cuprinse 0,05 i 0,5mm.

Alte operaii : dublarea unor materiale diferite,

acoperiri diverse,

impregnarea unor esturi.

Curs FPMPC 31C4

Instalatia complexa de calandrare

Curs FPMPC 32C4

Elemente componente

Instalaia de calandrare1 -extruder ; 2-separatormagnetic; 3-calandru ; 4-cilindri de angajare; 5-cilindri definisare; 6-role de transport; 7-dispozitiv de imprimare; 8-conveior de stabilizare; 9-tunelul de rcire; 10-calibru degrosime; 11-dispozitiv de tiere a marginilor; 12-sistemde rulare

Instalaiile de calandrare sunt echipamente complexe de dimensiuni mari att n plan orizontal ct i pe nlime i sunt formate din urmtoarele sisteme:

alimentarea cu materie prim;

laminarea materialului;

operaii auxiliare.

Curs FPMPC 33C4

Calandru

Conveior de stabilizare

Curs FPMPC 34C4

Etape ale operatiei de calandrare

1. Alimentarea cu materie prim se realizeaz prinutilizarea unor operaii anterioare, n utilaje cum ar fi:valuri, malaxoare Banbury, extrudere, etc.

Temperatura materialului debitat trebuie s fie constant iapropiat de temperatura de lucru a calandruluideoarece acesta nu are capacitatea de compensarepentru variaii mari de temperatur, din cauza inerieimari a cilindrilor.

La ieirea din extruderul (1), materialul este trecut printr-undetector de metal, de obicei un separator magnetic (2),care cur materialul plastic de impuriti metalice.

Curs FPMPC 35C4

2. Laminarea se realizeaz n unitatea central a instalaieide calandrare numit calandru (3). Acesta este formatdin mai muli cilindri asezai n spaiu n diferite poziii.Alimentarea cu material se face ntre prima pereche decilindri numii cilindrii de angajare (4); materialul supuscalandrrii trece o singur dat prin zona activ dintredoi cilindri unde i se micoreaz grosimea. Distanadintre cilindri este din ce n ce mai mic pe msur ceperechea de cilindri este mai departe de punctul dealimentare, grosimea final a foliei fiind dat deinterstiiul dintre ultima pereche de cilindri numii cilindriide finisare (5).

Cilindrii sunt montai prin intermediul unor lagre pe unbatiu, i prevzui cu dispozitive de reglare a distanei, avitezei de rotaie i a temperaturii. Cilindrii au aceeaivitez, dar n cazul utilizrii mai multor cilindri, ntreperechea de alimentare exist eventual o mic diferende vitez care face ca materialul s fie fricionat.

Curs FPMPC 36C4

3. Operaiile auxiliare : imprimarea (7), - se realizeaz prin trecerea foliei printr-un

dispozitiv (7) format din unul sau doi cilindri din cauciuc, pecare se preseaz prin intermediul unor elemente elastice

stabilizarea (8)- Stabilizarea structural se realizeaz printrecerea foliei peste rolele dintr-un conveior de stabilizare

rcirea (9)- cu aer sau ap rece controlul grosimii (10)- Dup rcire, se msoar grosimea

materialului prin intermediul calibrului (10). Dac existdiferene ntre grosimea msurat i cea dorit, calibrul degrosime comand automat corectarea distanei dintrecilindrii de finisare.

tierea marginilor (11)- Tierea marginilor se realizeaz cudispozitivul (11) format din mai multe cuite aezate de oparte i de alta a produsului

rularea foliilor pe tambur (12) pentru produse de tip foliesau tierea la dimensiune pentru cele de tip foaie

Curs FPMPC 37C4

Tipuri de calandre

Dup numrul de cilindri, calandrele se mpart n: calandre cu doi cilindri;

calandre cu trei cilindri suprapui; calandre cu patru cilindri suprapui sau aezai n L, T sau Z; calndre cu cinci cilindri montai n Z , n U, i n M.

Calandru cu doi cilindri montai n plan vertical. Materialul este trecut o singur dat printre cilindri realizndu-se o reducere de valori mici a grosimii.

Se utilizeaz cu precdere pentru dublri sau profilri. Dublrile se pot realiza att cu material plastic ct i cu material textil. Are o construcie simpl, cu unul dintre cilindri antrenat n micare de rotaie de ctre cellalt i cu viteze periferice egale.

Curs FPMPC 38C4

Calandru cu trei cilindri

Sunt suprapui n acelai plan vertical si servesc latragerea foilor (a) sau la dublarea acestora cu materialtextil (b). Cilindrul din mijloc este fix, atunci cndsuprafaa este puin bombat, dar are un joc reglabil ncuzinet, cnd suprafaa este perfect cilindric.

ba

Curs FPMPC 39C4

Calandre cu patru cilindri-suprapusi

a b

a b

Curs FPMPC 40C4

Calandru cu patru cilindri-in L si T

ba

Curs FPMPC 41C4

Calandre cu patru cilindri-in Z

ab

Curs FPMPC 42C4

Calandru cu cinci cilindri-in Z, U si M

ba cba c

ba c

Curs FPMPC 43C4

Construcia cilindrilor

Cilindrii sunt elementele active ale unui calandru, realizanddimensiunile produsului si conferindu-i acestuia calitatea dorita.Rugozitatea suprafeei exterioare este deosebit de importantdeoarece materialul se deplaseaz pe aceasta n timpul prelucrrii.

Cilindrii sunt construii din font alb cu duritate mare, polizai foarte finla exterior (n unele cazuri acoperii cu un strat de protecie) iprevzui n interior cu o cavitate sau cu canale necesare nclzirii.Aceste sisteme asigur compensarea pierderilor de cldur de lacapetele fusurilor.

. a.Cilindru cu cavitate interioar; b.Cilindru cu canale periferice

Curs FPMPC 44C4

Construcia interioar a cilindrilor depinde de temperatura de lucru, de viteza de prelucrare i de agentul de nclzire utilizat. Pentru viteze mari se folosesc cilindri cu canale, nclzii cu ap cald sub presiune de azot. Capetele cilindrilor (fusurile) au un diametru mai mic dect corpul lor.

Pentru a compensa ncovoierea datorat forelor interstiiale mari i pentru a asigura o uniformizare a grosimii materialului calandrat, cilindrii se construiesc cu suprafa bombat.

nclzirea cilindrilor se poate face electric- cu rezistene sau cu ageni de nclzire: abur, ap cald sau ulei.

Sistemul de acionare al calandrului este format din unul sau dou motoare, sau fiecare tambur are motorul i reductorul propriu de acionare. Ultima variant permite reglarea coeficientului de friciune la valoarea specific fiecrui tip de material plastic. Acesta constituie un avantaj important deoarece un coeficient de frecare mare mrete cantitatea de cldur rezultat, genernd supranclziri locale, degradarea termic i schimbarea culorii produsului. Lagrele sunt lubrifiate continuu n circuit nchis prevzut cu un rcitor cu ap i filtru pentru reinerea impuritilor.

Sistemul de nclzire al calandrului se realizeaz prin utilizarea unor ageni termici cum ar fi: apa cald; abur;

ulei cald.

Temperatura din interiorul cilindrului trebuie s fie constant i de aceea ea este reglat permanent la ieirea i intrarea agentului termic n cilindri. Temperatura cilindrilor se regleaz cresctor de la primul la penultimul cilindru. De exemplu pentru policlorura de vinil aceast variaie este de la 160 la 180C.