MOLDAÇÃO POR EXTRUSÃO

A Extrusão consiste na conversão de matéria prima alimentada à extrusora, num produto de secção transversal uniforme. O fundido é forçado, sob pressão, através de um orifício com configuração similar à do produto, sendo posteriormente arrefecido até que as suas dimensões se tornem estáveis.

Assim, o equipamento necessário ao processo é geralmente composto por um conjunto de elementos – designado por linha de extrusão, que compreende os seguintes:

  Extrusora – máquina que funde o polímero e o envia sob pressão para a fieira.
  Fieira – elemento que enforma o fundido, de modo a obter-se a secção transversal desejada.
  Equipamento acessório – conjunto de dispositivos que calibram, arrefecem, orientam ou cortam o extrudido. Para cada tipo de produto existe uma gama de componentes mais apropriada.

De acordo com o tipo de produto a obter, assim se utilizará uma extrusora com características adequadas, nomeadamente a geometria da fieira e do equipamento acessório. Estas diferentes produções podem ser:

  Perfis
  Tubos
  Isolamento Condutores
  Monofilamentos
  Filme /Folha Plano
  Filme Tubular
  Moldação Sopro

EXTRUSORA

A extrusora mais utilizada hoje em dia é a de “parafuso” que consiste fundamentalmente num parafuso de forma especial, que roda dentro de um cilindro, aquecido, provido de uma abertura para alimentação.
O parafuso é suportado e accionado por uma das extremidades, podendo a sua velocidade de rotação ser regulada por um variador de velocidades acoplado a um motor eléctrico.

Os componentes da extrusora podem ser agrupados nos seguintes sistemas funcionais:

  Sistema de Potência
  Sistema de Alimentação
  Sistema de Plasticização

O Sistema de Potência, é constituído pelos órgãos eléctricos e mecânicos responsáveis pelo accionamento do parafuso, onde se incluem o motor, o variador de velocidades e o apoio do parafuso.

O Sistema de Alimentação, assegura o transporte de material a processar para o cilindro da extrusora.

A maioria dos polímeros/composições é fornecida aos processadores sob a forma granular (grânulos de 3 a 6mm), já que esta é a forma física mais conveniente para manusear, transportar, misturar, armazenar, alimentar e processar o material no equipamento existente.

A alimentação dos polímeros nas formas físicas referidas é geralmente feita através de uma tremonha, ligada à cavidade de plasticização por uma garganta. A tremonha é frequentemente desenhada como pouco mais de um funil capaz de manter uma quantidade de material suficiente à alimentação do parafuso.

Na figura seguinte, encontram-se dois tipos de escoamento de sólidos efectuados na tremonha.

Existe também o sistema de alimentação contínua, usando parafusos ou agitadores que compactam e forçam o material para a tremonha, evitam o perigo de interrupção do fluxo e paralelamente, asseguram débitos mais elevados para a mesma velocidade de rotação do parafuso.

O Sistema de Plasticização, para além dos dispositivos de aquecimento, incluem-se neste sistema o parafuso e o cilindro.

Na sua forma mais simples e frequente o parafuso da extrusora tem o canal com profundidade variável ao longo do comprimento, de modo que se definem três zonas com características geométricas diferentes:

  Zona de Alimentação, adjacente à tremonha com profundidade de canal máxima.
  Zona de Medição, situa-se junto à descarga do parafuso, onde a profundidade de canal é mínima.
  Zona de Compressão, é a zona que une as anteriores.
Figura 1 Parafuso para extrusão

O perfil do parafuso está intimamente relacionado com as propriedades mecânicas, reológicas e térmicas do material a processar, o que explica a variedade de desenhos encontrados na prática. Existem igualmente parafusos com secções de mistura, cuja missão é assegurar a homogeneidade do fundido antes da enformação, e outros com zonas de descompressão e desgaseificação, para a eliminação dos gases libertos durante o processamento.

FIEIRA

A fieira é o órgão que, fixo à cabeça da extrusora por um dos vários sistemas usados na prática, enforma o fundido, por forma que se obtenha a secção pretendida.

Entre o parafuso e a fieira podem existir três tipos de acessórios:

  Filtro, constituído por um grupo de redes com malhas diferentes, sobrepostas, que evita que as partículas de sujidade ou de material fundido passem para a fieira
  Crivo, é uma placa com furos circulares, que cria uma redução da secção do canal do parafuso.
  Válvula de regulação de pressão, vai criar uma contra-pressão para melhoria do desempenho da extrusora

EQUIPAMENTO ACESSÓRIO

O equipamento acessório das linhas de extrusão, embora incluindo essencialmente o mesmo tipo de componentes, é em geral concebido especificamente em função da geometria do produto. Por este motivo, são exemplificadas aqui, individualmente, as linhas de extrusão típicas para os produtos mais vulgares:

Linha de Extrusão para Tubos e Perfis

Constituída por:

  conjunto extrusora /fieira
  dispositivo de calibração (obtenção das dimensões exactas do extrudido)
  sistema de arrefecimento ( banho ou spray)
  rolos de puxo
  dispositivos de corte e remoção do extrudido
Figura 2 Extrusora de parafuso

Linha de Extrusão para Filme / Folha

Constituída por:

  conjunto extrusora /fieira
  sistema de arrefecimento através de rolos refrigeradores
  sistema de controlo de espessuras
  dispositivos de puxo e enrolamento do extrudido
Figura 3 Linha para folha fina

Linha de Isolamento/ Revestimento de Cabos Eléctricos

Esta linha é constituída por um elevado número de componentes, são estes:

  rolo de fio (arame) (1)
  esticador (2)
  cabrestante (3)
  sistema de pré–aquecimento (4)
  extrusora (5)
  sistema de arrefecimento (6)
  cabrestante (7)
  sistema de medição de diâmetro (8)
  esticador (9)
  dispositivo de enrolamento do conjunto (10)
Figura 4 Linha para revestir arame

Linha de Extrusão de Monofilamentos

Constituída por:

  conjunto extrusora (A) / fieira (B)
  sistema de arrefecimento (banho) (C)
  sistema de tensores (D) antes e depois da orientação (E)
  bobinagem do extrudido (F)
Figura 5 Extrusão de monofilamento

Linha de Extrusão de Filme Tubular

Constituída por:

  conjunto extrusora /fieira que produz um tubo geralmente de baixo para cima
  sistema de fecho do tubo a juzante
  insuflação do tubo
  sistema de arrefecimento através de sopragem
  sistema de dobragem do tubo quando atinge uma temperatura que permite ser achatado sem que exista perigo de colagem
  dispositivo de enrolamento(após mais algum arrefecimento)
Figura 6 Extrusão filme tubular