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En Europa existen 550 fabricantes de tuberías

Los principios básicos de la extrusión de tubos y perfiles

Redacción PU01/08/2006
La construcción en España está siendo uno de los motores de la economía. No hay más que mirar a nuestro alrededor para tener al menos la sensación de que es un sector que, en lo que a la industria de plásticos respecta, también tiene mucha relevancia. Y los tubos y perfiles son sin duda componentes imprescindibles en muchas de estas obras que nos rodean. Precisamente la extrusión de tubos y perfiles es el objeto de este artículo.
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En el caso de las tuberías, en Europa actúan más de 550 fabricantes de tuberías. Tal y como informábamos en esta revista hace 6 meses, la demanda de polímeros de estas empresas se incrementó un 2 por ciento en 2004, generando un volumen de consumo de material que asciende a los 2,8 millones de toneladas. Es significativo también el hecho de que se esté produciendo una concentración entre los fabricantes europeos de tubos, acompañada por el cierre de otras muchas, hasta el punto de que en los últimos 6 años el número de fabricantes ha descendido un 10 por ciento

Para la fabricación de tubos y perfiles se puede recurrir a extrusoras monohusillo y de doble husillo, según los rendimientos que se quieran alcanzar y los materiales que se quieran utilizar. Los transformadores buscan una producción rentable y calidad del producto, así como una oferta de máquinas con disponibilidad de diversos tamaños de husillo.

En cuanto a las de doble husillo, los fabricantes ofrecen máquinas de doble husillo paralelas y cónicas, en muchos casos también co-extrusoras. Algunas de las características más buscadas por los transformadores son el escaso desgaste de los elementos constructivos y de accionamiento, una larga vida útil de la unidad de procesos, una elevada seguridad de los procesos y un mantenimiento fácil.

Extrusión de tubo y perfil

La extrusión se basa en una extrusora con un diseño de cilindro y husillo adecuados al tipo de material que se quiera procesar. Para tuberías es muy habitual recurrir al PVC, aunque la tubería de polietileno es cada vez más frecuente e incluso se recurre también a tubos compuestos de plástico con aluminio, por ejemplo. Lo que conforma el plástico al salir de la extrusora es un cabezal, que ajusta la forma a las dimensiones del tubo o perfil requeridos. Pero eso no es todo, porque para asegurar la exactitud de las dimensiones del producto es obligado pasar por el calibrado.

Tras obtener unas dimensiones adecuadas en la unidad de calibrado el perfil o el tubo pasan por una unidad de enfriamiento. El movimiento de salida del perfil o del tubo de la extrusora se ayuda con el tiro, que aplica una tensión o estiraje constante al material para que esté siempre en movimiento. Por último, dependiendo de la flexibilidad del producto, una unidad de corte o de enrollado prepara el producto para su distribución.

En el cabezal está buena parte del secreto de un buen producto. Puede ser un modelo con portamandril, con mandril en espiral, con alimentación lateral. Cada uno de estos diseños proporciona un flujo diferente.

El calibrado, si hablamos de tuberías, tiene la función de proporcionar al tubo el diámetro especificado y la forma circular que el producto requiere. Puede utilizarse un calibrado externo utilizando vacío o uno interno utilizando presión.

En el caso de las tuberías lisas el sistema más frecuente es el calibrado por vacío. El vacío provocado en la parte externa del tubo ocasiona una diferencia de presiones que hace que el polímero, aún moldeable por la temperatura elevada a que se encuentra, se mantenga en contacto con el tubo formador metálico, que tienen un diámetro interior igual al diámetro exterior que se especifica para el producto.

En el caso de las tuberías corrugadas, el calibrado por vacío tiene el mismo principio que para el tubo liso. En el calibrado por presión de tubo corrugado, el aire a presión penetra por conductos practicado en el cabezal y se inyectan en el tubo extruído aún caliente. La diferencia de presión provocada moldea la pared del plástico contra los formadores móviles, proporcionando al producto el corrugado requerido.

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Y llegamos al enfriamiento que elimina el calor que la tubería conserva a la salida del tanque de calibración. La importancia del enfriamiento, radica en la estabilidad que adquiere el plástico para no deformarse al pasar por la unidad de tiro, en donde el tubo se somete a presiones que podría producir alteraciones en la forma circular requerida. Se puede enfriar por rociado (spray) o en baños de inmersión. El primer sistema se utiliza para tubería de gran diámetro donde las velocidades de producción son bajas y la aspersión puede lograr un enfriamiento efectivo, por el tiempo de permanencia elevado del producto dentro de este equipo.

En el baño el tubo pasa por un recipiente lleno de agua en constante enfriamiento.

Una vez enfriada, la tubería pasa a la unidad de tiro, que genera toda la fuerza que, por decirlo de alguna manera, tira del perfil o del tubo para extraerlo de la línea de extrusión. Puede ser de tipo oruga, de cinta o de rodillo.

Cuando el producto fabricado es susceptible de ser estropeado por presión, se recurre habitualmente a la oruga o la cinta.

El último paso es el corte, que también depende mucho del tipo de producto que se está fabricando. Si hablamos de tubería y esa tubería se enrolla, el corte lógicamente es un trabajo poco relevante. A la hora de elegir el bobinador, también hay que tener en cuenta el tipo de producto a enrollar. Pero muchos tubos y perfiles deben cortarse al salir de la extrusora en longitudes iguales, bien por falta de flexibilidad para ser enrollados o bien por otras consideraciones. A la hora de elegir el sistema de corte hay que tener en cuenta el diámetro y espesor de pared, la materia prima utilizada, la forma y calidad del corte y la longitud del corte

El corte por guillotina es efectivo, pero puede producir ligeras deformaciones por el impacto de la cuchilla. En los cortes por sierras, las pequeñas denticiones que cortan la tubería provocan al mismo tiempo la formación de pequeñas virutas que algunas veces permanecen unidas al tubo.

Cuando es obligado evitar la formación de estos residuos, se utilizan mecanismos donde las cuchillas se insertan en la pared del tubo y giran a alta velocidad, produciendo sólo una viruta que por su tamaño relativamente grande se desprende de la tubería.

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