EXTRUSIÓN Y VARIABLES DE EXTRUSIÓN Integrantes del equipo: Karen Adriana García Aguirre Manuel Adrián Luna Porres César Omar González Acevedo Horacio Resédiz Domínguez

Extrusión. Este proceso es de aplicación común en la producción de: Objetos largos de sección constante y alta simetría: varillas, tubos, canales en forma de panal. Secciones transversales sencillas y de formas huecas. Requerimientos: El material debe ser plástico y con capacidad para fluir con buena Resistencia en húmedo, manipulable

Ejemplos de cerámicos extruidos

Extrusión de las piezas cerámicas. A grandes rasgos... En el proceso de extrusión se utiliza una mezcla de materiales cerámicos, la cual se introduce a una maquina de extrusión donde se mezcla muy bien en un molino de amasar, se corta, se pasa por un desaereador y posteriormente se inyecta en el dado de una maquina de extrusión. La mezcla de materiales es una mezcla viscosa , de textura similar a la masa de pan, de partículas cerámicas que contiene un aglutinante y otros aditivos, y es obligada a pasar a través de una matriz rígida para producir una columna uniforme.

El perfil resultante se corta en tramos de longitud apropiada como producto final, o como pieza virgen o masa para otras operaciones de conformado El proceso de extrusión puede ser por lotes o continuo, según el equipo disponible. El extrusor o embolo es un proceso por lotes que emplea grandes presiones de bombas hidráulicas para empujar un solo lote de masa de cerámica plástica uniforme a través de la matriz.

Gradientes de presión barril/matriz DPexit crítico. Agrietamiento: Velocidad de extrusión lenta Secciones de matriz más largas Relief section

La extrusión continua se aplica a masas plásticas que requieren menos presión que el extrusor del émbolo, pueden lograrse con el amasadero y con los extrusores plastificantes de tornillo. Ambos equipos implican una extrusión de barrera.

Extrusión: Básicamente el procedimiento de conformación de pieza por extrusión consiste en hacer pasar una columna de pasta, en estado plástico, a través de una matriz que forma una pieza de sección constante.

El extrusor de barrena se compone de un cilindro, un tornillo de alimentación y una matriz.. Podemos concebir el amasadero como una mezcladora y un extrusor sin calentamiento en una sola unidad.

Los extrusores plastificantes alimentados por tornillo se basan en los equipos que se utiliza para extruir polímeros, que generalmente tiene cilindros como calentamiento externo y matrices que se pueden calentar o enfriar.

QUE TIPOS DE PRODUCTOS SE OBTIENEN Secciones transversales sencillas y formas huecas de materiales cerámicos. Ladrillos refractarios. Tejas Cerámicas técnicas Aislantes eléctricos

La tabla muestra que sistemas de conformado son los que mejor cumplen las diferentes condiciones y requisitos para la conformación de los diversos productos.

PROCESO DE FABRICACIÓN DE PIEZAS POR EXTRUSIÓN Se dividen en 5 pasos fundamentales que son: 1)Extracción de materia prima 2)Preparación de la masa o pasta 3)El moldeo 4)El secado 5)Horneado

El tipo de material a extruir Para iniciar, el primer paso que se debe considerar al seleccionar un extrusor es caracterizar el material ya que se requiere saber: El tipo de material a extruir Densidad el tamaño promedio de las partículas El tipo de fluidez Abrasividad Sin ser tan indispensable el hecho de contar con valores tan específicos de estas propiedades.

En el mercado existen varios tipos de extrusores como lo son: Extrusor sin cilindros alimentadores Extrusor con cilindro propulsores Extrusores de hélices Este último es el más aceptado en el mercado actualmente por su sencillo funcionamiento. Tanto el extrusor sin cilindros alimentadores y el de cilindros alimentadores se están volviendo anticuados por no tener la capacidad de proveer un flujo continuo y por requerir que la pasta sea de buena calidad.

CARACTERÍSTICAS DEL EXTRUSOR DE HÉLICES Las hélices que se utilizan en los extrusores a su vez cuentan con características propias que permiten tener mayor o menor resistencia, mayor o menor capacidad de flujo, etc. Esto gracias a la forma de las hélices y a sus ángulos de inclinación, a las características del tornillo sinfín, principalmente su diámetro y el paso, que es la distancia entre hélice y hélice, y a las categorías del mismo si es corto, estándar, largo o escalonado.

extrusor de hélice con tornillo sinfín

Tipo de hélice: de forma seccional, es decir que las hélices se forman con secciones soldadas entre si.

Y el tornillo sinfín de tipo estándar lo que significa que su paso es la misma distancia que el diámetro del tornillo sinfín.

EL AMASADO El amasado es una de las operaciones esenciales en el proceso cerámico ya que es donde se dosifica el agua precisa. La homogenización de la humedad se logra por transporte de fase líquida mediante moderadas acciones mecánicas. La calidad de la humectación se incrementa cuando el proceso se lleva a cabo con agua caliente o con vapor. La figura reproduce una amasadora de doble eje que es la que mas es usada en la industria ladrillera. El agua se agrega finamente pulverizada junto a la entrada de la arcilla.

LA AMASADORA – EXTRUSORA En la cerámica estructural el sistema de amasado más habitual es la amasadora de doble eje. Según la inclinación de las palas la masa permanece más tiempo en el interior de la máquina y el amasado es mejor.

En estas máquinas un aumento en la cantidad de agua conduce a la formación de una bola (pelota). Por ello a veces, esta máquina se substituye por la amasadora extrusora, como la representada en la figura, donde al final de la amasadora convencional se sitúa una reja para deshacer las posibles aglomeraciones.

LA AMASADORA FILTRO En las amasadoras filtro, como la representada en la figura, los ejes en la parte final disponen de hélices en lugar de palas. Las hélices giran dentro de un recinto cerrado para generar una compresión en la masa suficiente para que fluya a través de una rejilla situada al final de la última hélice. La rejilla perforada ejerce las funciones de una primitiva extrusora y mejora la calidad de humectación de las pastas. Además actúa como sistema de seguridad para la eliminación de los cuerpos extraños de cierto tamaño, como piedras.

PRENSA DE EXTRUSIÓN AL VACÍO La maquina consta de: LA AMASADORA: que acaba de ajustar el agua. LA CÁMARA DE VACÍO: que situada entre la amasadora y la extrusora, extrae el aire ocluido en la pasta. LA EXTRUSORA: que por medio de un tornillo sin fin comprime la pasta contra el molde. El paso de estas hélices suele ser variable con el propósito de comprimir más efectivamente toda la masa contra el molde. LA BOQUILLA: La cabeza extrusora es la pieza que conecta al órgano transportador con la boquilla.

MOLDEO POR EXTRUSIÓN La interacción pasta/máquina es fundamental para el funcionamiento del conjunto. Así para favorecer la salida de la pasta por el molde deben reunirse unos cuantos factores: La pasta debe ser plástica para que permita su deslizamiento. Una pasta muy rígida giraría con la hélice sin comprimirse y una muy fluida llenaría las hélices pero no avanzaría.

La formación de la presión es consecuencia de dos parámetros : La Reología de la pasta. La viscosidad de la pasta es una fuerza pasiva y para conseguir el flujo ha de vencerse una resistencia. La Geometría de la salida de la extrusora. Es obvio que cuantos menos agujeros tenga el molde y de menor diámetro sean, mayor será la pérdida de carga, o más elevada debe ser la presión de extrusión.

PARTES DEL MOLDE Un molde consta de un marco, ver parte superior de la figura, que admite diversas geometrías para la fabricación de los acabados, un puente (parte inferior de la figura) donde se insertan las barras que soportan los “topos” que son los que configuran la geometría externa de la pieza.

Puente donde se insertan las barras que soportan los “topos”

CORTADO DE LA BARRA Los productos cerámicos compactos resultantes de sección transversal constante y de gran longitud son soportados por bandejas y mediante un sistema de corte se les da la longitud deseada. El corte de la barra de pasta puede ser longitudinal o transversal. Los cortadores de barras individuales están hoy en día casi en desuso. Son máquinas con mecanismos muy complicados que se desajustan con facilidad y ellos conducen a una gran dispersión de medidas.

El corte se realiza mediante un bastidor con alambre en movimientos de sube-baja. Con frecuencia se usan los hilos para proporcionar texturas diversas a las piezas. Así cuando la barra contiene granos de cierto tamaño, o bien se le ha adicionado chamota, el corte, aunque se realice con hilo no es limpio. El alambre arrastra los granos superficiales que dejan una marca en el lateral de la pieza. La figura inferior muestra un bastidor/cortador y, en la parte derecha la textura creada.

Extrusionadora o galletera

Secadero de alta velocidad y carga de vagonetas Vista superior del horno túnel controlado por autómatas

Matrices

Las boquillas son diferentes e intercambiables con el objeto de obtener distintos tipos de piezas.

DEFECTOS EN LA EXTRUSIÓN Las diversas texturas, o defectos, pueden atribuirse a: Insuficiente llenado y rotación de la barra (A). Diferentes valores de fricción (B). Diversas velocidades de salida (C).

Equilibrado del molde. El defecto más común que suele darse en los moldes es la diferencia en la velocidad de salida de la barra. La figura muestra el defecto de manera exagerada, pero ligeros defectos de este tipo dan lugar a la aparición de ciertas fisuras longitudinales en el extremo (en donde “falta” material).

La solución más fácil es “frenar” los laterales pero es más aconsejable “des frenar” la parte central. Físicamente la solución es la misma pero el resultado es diferente. El frenado aumenta la resistencia, se absorbe mayor potencia y, sobre todo se aumenta el rozamiento y los frenos se desgastan a gran velocidad. Flujo en el caso de un incremento en el por ciento de desgrasante, disminuye la cohesión interna de la masa Flujo en el caso de un aumento excesivo del componente arcilloso, incrementa la cohesión de la masa

Ejemplos de piezas que se obtienen por extrusión