Estrusione

L’estrusore è la macchina che occupa
posizione predominante rispetto al resto
dell’impianto.

Esso consente di portare il materiale al desiderato grado di plasticizzazione e di farlo fluire in modo controllato attraverso la matrice, saldamente ancorata sulla sua testa.
Mediante un caricamento superiore o laterale, la gomma cruda solitamente preformata in bandelle di una decina di centimetri di larghezza, alimenta la vite rotante posta all’interno dell’estrusore
avente il compito di cedere energia alla gomma stessa e di condizionarla in maniera opportuna sino a renderla lavorabile e trasformabile dalla
matrice nel profilo desiderato.
I parametri fondamentali di temperatura e pressione vengono governati da PLC a bordo macchina e controllati da personale altamente qualificato ed esperto.
In Tecnoextr Spa il parco macchine attuale comprende estrusori sia orizzontali che verticali, per la produzione di profili aventi dimensioni trasversali ed impieghi considerevolmente differenti, a partire da ingombri trasversali pari a pochi decimi di millimetro sino ai 130 mm circa.

Il processo di estrusione dei materiali elastomerici si avvale dell’utilizzo delle seguenti macchine e componenti:

• Estrusore
• Matrice
• Forno di vulcanizzazione
• Vasca di raffreddamento
• Bobinatrice
• Macchine di taglio o fustellatura
• Forno di post-vulcanizzazione

Le matrici per estrusione di materiali elastomerici sono generalmente ricavate da dischi di acciaio, di diametro e spessore funzione del tipo di materiale e profilo da estrudere, lavorati per lettroerosione, con l’eventuale presenza di anime supportate da telai interni se il profilo da estrudere è cavo.

matrice cava

La matrice, pur nella sua estrema semplicità costruttiva, è l’elemento progettualmente più delicato e sensibile alle modifiche apportate di tutto l’intero sistema citato.

Innanzitutto, estrema cura ed esperienza vanno dedicate alla definizione della geometria della luce di efflusso.

esploso testa-matrice-profilo cavo
Il profilo in gomma ancora non vulcanizzata che fluisce dalla matrice è libero di variare la sua forma, in quanto su di esso, dopo essere stato convogliato a pressione via via crescente nella vite, in uscita agisce solo la pressione atmosferica.

A causa di questo sbalzo improvviso di pressione, con un conseguente rigonfiamento causato dall’aumento di entropia del materiale in uscita ed anche in funzione della temperatura elevata a cui si trova il profilo con conseguente bassa viscosità del materiale, il profilo risulta suscettibile di variazioni anche sensibili di forma, innescate dal rilassamento del materiale.

La vulcanizzazione, processo durante il quale le catene polimeriche del materiale si legano in modo irreversibile e la viscosità si innalza rapidamente, si innesca volutamente solo nel forno posto a valle della matrice, quindi in questo breve tratto il profilo non deve subire variazioni dimensionali o, se desiderate, queste devono essere previste e controllate.

Da questo si intuisce come molto spesso, se non sempre, la geometria della luce di efflusso della matrice possa essere sensibilmente differente dalla forma della sezione del profilo desiderato.

É un tipico caso di reverse engineering, ovvero di determinazione del sistema atto a produrre il risultato voluto partendo proprio dal risultato che si vuole ottenere: il profilo estruso secondo disegno.

testa e ghiera di un estrusore
É da sottolineare inoltre che tutte le matrici devono essere sviluppate e per così dire accordate in funzione del materiale da estrudere, che può avere ad esempio durezza o viscosità particolare, e della geometria del profilo.

A tale riguardo si rimarca il fatto che, sebbene la luce di uscita localizzata sulla faccia esterna della matrice possa essere effettivamente ideale e correttamente progettata per ottenere una qualsivoglia geometria, la faccia interna può e
generalmente deve essere lavorata per gradi successivamente alla prima prova di estrusione onde ottenere un flusso di materiale quanto più omogeneo ed uniforme possibile lungo tutta la sezione trasversale del profilo.
A tale scopo, per citare alcuni esempi, è possibile accelerare il flusso, diminuendo le perdite di carico, raccordando gli spigoli o creando zone di flusso convergenti, oppure rallentare il flusso interponendo dei cosiddetti freni, creando delle perdite di carico artificiali localizzate.

É di conseguenza ovvio sottolineare il fatto che, ove possibile, sia consigliabile uniformare lo spessore delle pareti di un profilo per ottenere una portata di materiale costante ed evitare la creazione di zone con spessori molto dissimili, che darebbero luogo a velocità medie differenti, o di spigoli vivi, dove il materiale può ristagnare o rompersi in uscita.

superfici di isovelocità su sezione profilo

Tutte le matrici dei profili prodotti in Tecnoextr Spa sono sviluppate in azienda e grazie all’esperienza accumulata negli anni ed al gran numero di profili differenti attualmente a catalogo, tale compito risulta agevole ed i risultati riconosciuti dal mercato.

Pochi centimetri a valle della matrice il profilo entra nel forno di vulcanizzazione, dove reticola a temperatura controllata secondo parametri funzione del materiale e della forma stessa del profilo.
Successivamente, se necessario il profilo viene raffreddato in acqua in apposite vasche, bobinato, tagliato a misura o fustellato.

A seconda del tipo di polimero trasformato, infine, il profilo in matasse viene postvulcanizzato in appositi forni secondo cicli imposti per rimuovere gli agenti e gli additivi che hanno reso possibile la vulcanizzazione e che non sono stati rimossi completamente durante la vulcanizzazione del profilo da crudo.

Tecnoextr Spa fornisce i propri prodotti estrusi continui sotto forma di matasse di lunghezza variabile, a seconda del peso della singola matassa, oppure sotto forma di articolo bobinato, su bobine di plastica o di cartone, con trascurabile sovrapprezzo ed indubbi vantaggi di gestione per il cliente.

Si allega nelle ultime pagine un elenco parziale delle matrici a disegno attualmente a catalogo.
Tale elenco viene continuamente aggiornato ed implementato con nuovi articoli.
Tecnoextr Spa è a disposizioni dei suoi clienti per ulteriori informazioni in merito e per consigliare il prodotto più idoneo o la migliore soluzione tecnica da sviluppare.

La tabella sottoriportata elenca il peso per metro lineare per tubi in silicone di normale produzione.
I valori indicati nella tabella sono relativi alle dimensioni nominali e ad una mescola standard, quindi possono essere suscettibili di variazioni rispetto a quanto riportato. Tubi e tondi sono da considerarsi prodotti standard e vengono prodotti in un’ampia gamma di materiali e di durezze differenti.

tabella peso al metro tubi silicone

Tecnoextr Spa trasforma un’ampia gamma di materiali elastomerici, sia compatti che cellulari, in prodotti estrusi curati ed affidabili.
Per qualsiasi informazione in merito, il nostro ufficio tecnico è a vostra disposizione per consigliare la migliore soluzione per il problema specifico. Gli articoli estrusi in gomma richiedono un determinato e particolare ciclo tecnologico di trasformazione, assimilabile in teoria a quello di altri polimeri, ma contraddistinto da alcune differenze sostanziali.
Ciò che differenzia la gomma da altri polimeri è il processo di vulcanizzazione a cui un manufatto in tale materiale deve essere sottoposto per poter essere successivamente utilizzato.

Questo processo, durante il quale le catene polimeriche di cui una gomma cruda è composta si legano irreversibilmente, avviene in linea a pressione atmosferica mediante cessione di calore al profilo estruso. Tale trasmissione di calore deve avvenire in modo graduale ed in funzione della geometria del profilo da estrudere, oltre che del tipo di polimero e delle dimensioni trasversali del profilo. É intuitivo comprendere come, seppure si cerchi di accelerare il più possibile tale processo, la vulcanizzazione parta e di conseguenza blocchi la variazione di forma del profilo solo dopo un certo lasso di tempo, generalmente alcuni secondi.

É altrettanto comprensibile però che, durante questo seppur breve lasso di tempo, il profilo sia in un equilibrio instabile e che la sua forma possa variare sotto l’azione del suo stesso peso a causa del rilassamento del materiale non ancora vulcanizzatosi.

Contrariamente ai profili in gomma, ad esempio, i profili prodotti con polimeri termoplastici prevedono una fase di calibrazione in uscita matrice, resa possibile dal fatto che tali materiali non devono essere vulcanizzati e che possono
quindi solidificarsi per raffreddamento forzato lungo appositi utensili calibratori che ne controllano la forma e le dimensioni.
Tecnoextr Spa produce profili estrusi in conformità alle più severe normative vigenti e nella fattispecie applicando tolleranze dimensionali secondo standard UNI ISO 3302-1. Secondo quanto consigliato dalla norma stessa, la classe di riferimento raccomandata per definire le tolleranze sulle dimensioni trasversali dei profili estrusi prodotti, fatto salvo casi specifici o a causa di richieste particolari, è la classe E2.

Per quanto concerne invece i prodotti, bussole, spezzoni di tubo, rondelle, ecc. ricavati per taglio da profili estrusi, la classe applicata è in genere la L2.

A tale riguardo ha sviluppato prodotti competitivi ed alternativi a quanto comunemente presente sul mercato quali i seguenti:

• Guarnizioni gonfiabili, ovvero profili estrusi a sezione cava, giuntati in forma di anello chiuso o sigillati alle estremità, con valvola di gonfiaggio vulcanizzata per l’immissione di fluido in pressione, generalmente aria compressa.
• Profili conformati da crudo, solitamente tubi in silicone con estremità lavorate o sagomati secondo richiesta specifica.
• Tubi e profili con estremità sovrastampate, in genere tubi sui quali vengono stampati ad iniezione estremità variamente conformate per assicurare un assemblaggio ottimale.
• Cornici ricavate da profilo estruso intestato, per la tenuta di porte ed ante, giuntabili a caldo per stampaggio o a freddo mediante l’utilizzo di mastici RTV o adesivi.
• Anelli toroidali giuntati a caldo o a freddo.
• Rondelle e manicotti tagliati da tubo.

Tecnoextr Spa è azienda certificata UNI EN ISO 9002 sin dal 1994.
Le procedure attuate in ogni singola fase del processo produttivo danno come risultati un servizio pre e post vendita efficiente, un prodotto sicuro ed affidabile a prezzi altamente competitivi ed un eccellente livello qualitativo riconosciuto dal mercato.

Tecnoextr Spa lavora a libri aperti con i propri clienti.

Non facciamo mistero delle soluzioni adottate, delle tecnologie impiegate per la lavorazione dei nostri prodotti e dei costi che esse comportano, perché siamo convinti che solo un rapporto sincero e di mutua collaborazione possa portarci a soddisfare pienamente i nostri clienti e che tale onestà intellettuale ci venga riconosciuta.

A tale proposito si allega un schema utile per calcolare approssimativamente il costo di un profilo estruso, auspicando che esso possa aiutarvi nel comprendere la suddivisione dei costi industriali su tali prodotti.

É evidentemente impossibile fornire uno strumento tale da poter sostituire i nostri uffici tecnico e commerciale nella valutazione di costo di un profilo estruso in gomma, ma siamo certi che, pur con i loro limiti di utilizzo, tali informazioni possano risultarvi gradite ed utili per meglio comprendere e giustificare anche le nostre proposte e le nostre offerte.

Alcuni materiali sono più costosi di altri e non è detto che il materiale più economico debba essere in assoluto il meno performante.

Dipende dall’applicazione nel quale il prodotto deve essere inserito.
Prima di procedere ad una richiesta d’offerta valutate attentamente tutto il sistema, non il solo profilo estruso ed indirizzatevi verso quel materiale che rappresenta il migliore compromesso tra costo e prestazioni.

In assenza di informazioni in merito il nostro ufficio tecnico è a vostra disposizione.
Non sovradimensionate inutilmente il profilo.

Maggiore è la superficie trasversale del profilo, maggiore è il peso per unità lineare e quindi il costo relativo al materiale del profilo stesso.

Inoltre, generalmente, all’aumentare del peso per unità lineare, si assiste ad una diminuzione della velocità di estrusione, quindi aumenta anche il costo di trasformazione del profilo.

Se possibile utilizzate profili aventi spessore parete costante.

Ogni variazione considerevole di spessore sullo stesso profilo è fonte di differenze di portata spesso sostanziali sulla sezione del profilo stesso.
Questo si ripercuote sulla velocità di estrusione, che in genere deve essere diminuita rispetto a quanto potenzialmente possibile, con un conseguente incremento dei costi di processo.
Un profilo estruso di forma complessa e difficile messa a punto spesso impone la costante presenza a bordo macchina dell’operatore, presenza non sempre necessaria continuativamente nel caso di profili semplici, durante la produzione dei quali un singolo operatore può controllare più di una macchina, con conseguente possibile riduzione dei costi.
Una matrice per l’estrusione di un profilo pieno è generalmente economica. Una matrice progettata per estrudere un profilo cavo è più costosa.
All’aumentare delle cavità il costo della matrice aumenta ed il peso per unità lineare del profilo diminuisce. Valutate se è il caso di investire in attrezzature, quindi su una matrice multicavità, o se conviene un peso per unità lineare del profilo leggermente superiore a quanto teoricamente possibile. Piccoli lotti di materiale prodotti in successione per un ammontare complessivo pari ad un eventuale lotto unico prodotto in un’unica soluzione, costano complessivamente molto più del lotto unico, a causa dell’influenza sul costo finale dei costi fissi di cambio articolo e di set up macchina. Ogni operazione accessoria da effettuare sul profilo estruso ha un costo.
Verificate che tutte le vostre richieste relative a trattamenti quali post-vulcanizzazione, taglio, fustellatura o trattamenti superficiali siano necessarie. L’eliminazione o la sostituzione di una di queste fasi con altre operazioni può risultare tecnicamente possibile ed economicamente conveniente.