Menú de contenido
● Introducción a las herramientas y equipos del proceso de extrusión
● Componentes clave del equipo de extrusión
>> Tolva
>> Barril y tornillo (s)
>> Sistemas de calefacción y enfriamiento
>> Morir
>> Equipo aguas abajo
● Tipos de herramientas de extrusión
>> 1. Dies
>> 2. Mandrels
>> 3. Bloques ficticios
>> 4. Tallos y Ram/émbolo
>> 5. Contenedores y revestimientos
>> 6. Bolsters, patrocinadores y anillos de die
>> 7. Herramientas de forma especializada
● Materiales de herramientas y su importancia
>> Selección de acero para herramientas
>> Aceros de herramientas comunes
● Herramientas especializadas para diferentes aplicaciones de extrusión
>> Extrusión de plástico
>> Extrusión de metal
>> Extrusión de cerámica y alimentos
● Avances en herramientas y equipos de procesos de extrusión
● Mantenimiento y longevidad de herramientas de extrusión
● Conclusión
● Preguntas frecuentes
>> 1. ¿Cuáles son los principales tipos de troqueles utilizados en el proceso de extrusión?
>> 2. ¿Cómo difieren las extrusoras de un solo tripulación y doble tornillo en herramientas y equipos del proceso de extrusión?
>> 3. ¿Qué materiales se usan comúnmente para herramientas y equipos de proceso de extrusión?
>> 4. ¿Cuál es el papel de los mandreles en las herramientas de extrusión?
>> 5. ¿Cómo afecta el mantenimiento el rendimiento de las herramientas y el equipo del proceso de extrusión?
● Citas:
El proceso de extrusión es una piedra angular de la fabricación moderna, que permite la creación de perfiles y formas complejas a partir de una amplia gama de materiales, incluidos plásticos, metales y cerámica. En el corazón de este proceso se encuentra una variedad sofisticada de herramientas y equipos, cada uno meticulosamente diseñado para garantizar la eficiencia, la precisión y la durabilidad. Este artículo proporciona una exploración completa de los diferentes tipos de herramientas utilizadas en el Proceso de extrusión , profundizando en sus funciones, materiales y el papel crítico que desempeñan en la configuración del producto final.
Introducción a las herramientas y equipos del proceso de extrusión
La extrusión es un proceso de fabricación continuo donde la materia prima se forja a través de un dado para crear objetos de un perfil transversal fijo. El éxito de este proceso depende en gran medida de la calidad y el diseño de las herramientas y el equipo del proceso de extrusión. Estas herramientas no solo dan forma al material sino que también resisten presiones extremas, temperaturas y uso repetitivo, lo que hace que su selección y mantenimiento sea crucial para la eficiencia operativa y la calidad del producto [1] [3] [6].
Componentes clave del equipo de extrusión
Tolva
La tolva de alimentación sirve como punto de entrada para materias primas, asegurando un flujo constante y controlado en el extrusor. Su diseño puede incluir dispositivos de medición y agitadores para evitar el agrupamiento y mantener la consistencia [5] [6].
Barril y tornillo (s)
- Barril: alberga los tornillos y proporciona la cámara primaria para derretirse, mezclar y transmitir el material.
- Tornillo (s): el componente central responsable de transportar, comprimir y derretir el material. La geometría y la configuración de los tornillos se adaptan a materiales y aplicaciones específicos [3] [6].
Sistemas de calefacción y enfriamiento
Los elementos de calefacción integrados (electricidad o vapor) y los sistemas de enfriamiento regulan la temperatura dentro del barril, asegurando un procesamiento óptimo de material [3] [6].
Morir
El dado es la herramienta de conformación crítica al final del barril. Su diseño determina el perfil de sección transversal del producto extruido y debe diseñarse con precisión para cada aplicación [3] [6] [7].
Equipo aguas abajo
Después de la extrusión, el equipo aguas abajo, como los perdigones, los tanques de enfriamiento y los cortadores, refinan y finalizan el producto, asegurando que cumpla con las especificaciones deseadas [5].
Tipos de herramientas de extrusión
Las herramientas y el equipo del proceso de extrusión se pueden clasificar en función del tipo de material procesado, el método de extrusión y el producto final deseado.
1. Dies
Los troqueles son el componente de herramientas más esencial en el proceso de extrusión. Definen la forma y las dimensiones del producto final. Hay varios tipos de troqueles:
- Dies sólidos: utilizado para crear perfiles sólidos.
- Dies huecos: incorporar mandreles para formar cavidades internas, como tubos y tuberías.
- Dies de araña, buey y puente: diseñado para perfiles huecos complejos, estos troqueles usan soportes internos (patas) para sostener el mandril y permitir que el material fluya a su alrededor, fusionando aguas abajo para formar la forma final [2] [7] [8].
- DIES DE HOJA: troqueles planos utilizados para producir láminas o películas continuas, común en extrusión de plástico [4] [7].
- Tubos y diarios de chaqueta: especializado para crear tuberías, tubos y chaquetas de cable [4] [7].
- Dies de película soplada: troqueles anulares utilizados en el proceso de extrusión de películas sopladas para crear películas de plástico delgadas [4] [7].
2. Mandrels
Los mandreles se usan junto con troqueles huecos para formar cavidades internas. Hay dos tipos principales:
- Mandrels fijos: integrados en el bloque ficticio y el tallo, proporcionando un soporte estacionario para el tocho [2].
- Mandrels flotantes: apoyados por el dado y se les permite autoalinearse durante la extrusión, adecuado para ciertos perfiles huecos [2].
3. Bloques ficticios
Se colocan bloques ficticios entre el RAM y el tocho, protegiendo la RAM del contacto directo con el tocho caliente y garantizando una distribución de presión uniforme. Los bloques ficticios intercambiables son comunes en los procesos de extrusión directos e indirectos [1] [8].
4. Tallos y Ram/émbolo
El vástago conecta la RAM o el émbolo al bloque ficticio, transmitiendo la fuerza para empujar el tocho a través del dado. El RAM o el émbolo en sí es una parte clave de la prensa, especialmente en la extrusión de metal y cerámica [1] [5] [8].
5. Contenedores y revestimientos
El contenedor sostiene el tocho durante la extrusión, mientras que el revestimiento protege el contenedor del desgaste y el daño térmico. Estos componentes están sujetos a altas temperaturas y presiones, que requieren materiales robustos e ingeniería precisa [1] [8].
6. Bolsters, patrocinadores y anillos de die
Estas estructuras de soporte proporcionan estabilidad y resistencia al ensamblaje de la matriz, evitando la deformación bajo presión y garantizando una extrusión precisa [1] [8].
7. Herramientas de forma especializada
- DIES de formación de frío: utilizado en extrusión de metales para formas axiales precisas, como splines y serraciones [7].
- DIES de formación de estiramiento: empleado en industrias aeroespaciales y automotrices para doblar los perfiles extruidos en formas complejas [7].
Materiales de herramientas y su importancia
La elección de materiales para herramientas y equipos del proceso de extrusión es crítica debido a las condiciones de operación exigentes.
Selección de acero para herramientas
Los aceros de la herramienta de trabajo caliente se usan comúnmente para la fabricación de matrices, mandreles, bloques ficticios y otros componentes críticos. La selección depende de:
- Temperatura de funcionamiento: diferentes aleaciones son adecuadas para la extrusión de aluminio, cobre o acero, cada una con rangos de temperatura específicos [1].
- Resistencia al desgaste: se requiere alta dureza y tenacidad para resistir la abrasión y el ciclo térmico.
- Tratamientos de superficie: la nitruración y la nitrocarburización aumentan la dureza de la superficie y extienden la vida útil de la herramienta, especialmente para los troqueles [1].
Aceros de herramientas comunes
- Uddeholm Orvar 2 microdizado
- Uddeholm Vidar 1
- Uddeholm Qro 90 Supreme
- Uddeholm Dievar
Cada uno de estos aceros ofrece propiedades únicas adaptadas a aplicaciones de extrusión específicas, equilibrando la resistencia al calor, la resistencia y la resistencia al desgaste [1].
Herramientas especializadas para diferentes aplicaciones de extrusión
Extrusión de plástico
- Extrustas de un solo tornillo: ideal para perfiles simples y productos de plástico estándar.
-Extrusos de doble tornillo: proporcione una mezcla mejorada y se usan para formulaciones complejas, mezcla de color y aplicaciones de alto rendimiento [4] [5] [7].
- Hoja, tubos y películas sopladas mueren: adaptado al producto específico que se fabrica, como hojas, tuberías o películas [4] [7].
Extrusión de metal
- Extrustas de RAM o émbolo: se usa para materiales de alta resistencia como acero, cobre y aluminio.
- Dies de formación en frío: habilite la creación de geometrías precisas y complejas en partes metálicas [7].
Extrusión de cerámica y alimentos
- Extrusores de tornillo de doble tornillo y rodillo: utilizado para mezclar y dar forma a los materiales con requisitos de procesamiento únicos, como cerámica o productos alimenticios [5].
Avances en herramientas y equipos de procesos de extrusión
Las herramientas y equipos de proceso de extrusión modernos han evolucionado para incorporar automatización, materiales avanzados e ingeniería de precisión:
- Herramientas de forma automatizada: aumente la eficiencia y la consistencia, reduciendo la intervención manual y los desechos [7].
- Herramientas personalizables: permite cambios rápidos y adaptación a los diseños de nuevos productos.
- Sistemas de monitoreo integrados: mejorar el control de procesos, garantizar el rendimiento óptimo de la herramienta y la calidad del producto.
Mantenimiento y longevidad de herramientas de extrusión
El mantenimiento adecuado es esencial para maximizar la vida útil y el rendimiento de las herramientas y el equipo del proceso de extrusión:
- Inspección regular: identifica el desgaste, el agrietamiento o la deformación antes de que ocurra la falla.
- Tratamientos de superficie: la reinitrión periódica o la recotación pueden restaurar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste [1].
- Horario de reemplazo: componentes críticos como troqueles, bloques ficticios y revestimientos deben reemplazarse de acuerdo con los patrones de uso y desgaste para evitar el tiempo de inactividad no planificado [1] [8].
Conclusión
El proceso de extrusión de herramientas y equipos forman la columna vertebral de la fabricación eficiente y de alta calidad en todas las industrias. Desde los troqueles y mandreles fundamentales hasta las herramientas de forma automatizada avanzada, cada componente juega un papel vital en la configuración, el apoyo y la refinación del producto final. La cuidadosa selección de materiales de herramientas, ingeniería precisa y mantenimiento diligente son esenciales para maximizar la productividad y garantizar resultados consistentes. A medida que avanza la tecnología, el proceso de extrusión continúa evolucionando, ofreciendo una mayor flexibilidad, eficiencia y complejidad del producto que nunca.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuáles son los principales tipos de troqueles utilizados en el proceso de extrusión?
Existen varios tipos principales de troqueles, que incluyen troqueles sólidos para perfiles simples, troqueles huecos con mandreles para tubos y tuberías, arañas/buey/puentes para formas complejas huecas, troqueles de hojas para películas y láminas, y películas sopladas para películas de plástico delgadas [2] [4] [7].
2. ¿Cómo difieren las extrusoras de un solo tripulación y doble tornillo en herramientas y equipos del proceso de extrusión?
Las extrusoras de un solo tornillo son ideales para la extrusión directa de plásticos y se usan ampliamente para productos como tuberías y sábanas. Los extrusores de doble tornillo ofrecen capacidades mejoradas de mezcla y procesamiento, haciéndolas adecuadas para formulaciones complejas, mezcla de color y aplicaciones de alto rendimiento [4] [5] [7].
3. ¿Qué materiales se usan comúnmente para herramientas y equipos de proceso de extrusión?
Los aceros de herramientas de trabajo en caliente como Uddeholm Orvar 2 microdizados, Vidar 1, QRO 90 Supreme y Dievar se usan comúnmente. Estos materiales ofrecen alta resistencia, resistencia y resistencia al desgaste, y a menudo se tratan en la superficie durante la vida prolongada [1].
4. ¿Cuál es el papel de los mandreles en las herramientas de extrusión?
Los mandreles se utilizan para formar cavidades internas en extrusiones huecas. Los mandreles fijos se integran en el bloque ficticio y el tallo, mientras que los mandreles flotantes se alinean durante la extrusión. Ambos tipos son críticos para producir tubos y otros perfiles huecos [2].
5. ¿Cómo afecta el mantenimiento el rendimiento de las herramientas y el equipo del proceso de extrusión?
La inspección regular, el reemplazo oportuno de los componentes desgastados y los tratamientos superficiales como la nitruración son esenciales para mantener el rendimiento de la herramienta y la longevidad. El mantenimiento adecuado minimiza el tiempo de inactividad y garantiza la calidad constante del producto [1] [8].
Citas:
[1] https://www.uddeholm.com/app/uploads/sites/240/2024/05/tech-uddeholm-extrusion-en-2.pdf
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/extrusion
[3] https://www.macocorporation.com/blog/extruder-machine/
[4] https://plasticextrusiontech.net/machines-use-in-the-plastic-extrusion-process/
[5] https://jieyatwinscrew.com/blog/exploring-extrusion-equipment/
[6] https://engitech.in/extrusion-machines-and-extruders-guide/
[7] https://www.yjing-extrusion.com/what- ar- the-diFferent-types-ofform-tools-for-extrusion-machines.html
[8] https://geminigroup.net/understanding-aluminum-extrusion-dies/
[9] https://www.conairgroup.com/resources/resource/what- ear-the-three-primary-types-of-sizing-tooling-for-extruded-tube-andpipe/
[10] https://www.tonline.com/articles/how-to-select-the-right-tooling-for-pipe-extrusion
[11] https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/plastic-extrusion
[12] https://www.globalspec.com/learnmore/manufacturing_process_equipment/manufacturing_equipment_components/extrusion_machines
[13] https://paulmurphyplastics.com/industry-news-blog/understanding-extrusion-process/
[14] https://www.lightmetalage.com/news/industry-news/extrusion/material-selection-for-extrusion-tooling/
[15] https://www.conairgroup.com/resources/resource/extrusion-processing-basic-guide-to-auxiliary-equipment/
[16] https://www.bwcprofiles.co.uk/extrusion-academy/a-comprehensive-guide-to-the-process-importance-of-extrusion-tool-making
[17] http://www.industrialextrusionmachinery.com/plastic_extrusion_overjacketing_and_tubing_extrusion.html
[18] https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/an-in-depth-look-at-extrusion
[19] https://www.fictiv.com/articles/plastic-extrusion-expliced
[20] https://paretoplastic.com/plastic-extrusion-design-tooling-guide/
