Dominando a Extrusão Plástica: Processo, Materiais e Principais Aplicações

Junto com a injeção plástica, a extrusão plástica é um dos processos de manufatura mais amplamente usados para a conformação de plásticos, e o mais amplamente usado para termoplásticos. É usado para criar objetos com um perfil contínuo como tubos, tubulações e perfis de portas.

A extrusão termoplástica em sua forma atual existe há quase um século, mas permanece uma ferramenta poderosa para produção de alto volume de peças de perfil contínuo. Clientes trabalham com empresas de extrusão plástica para criar uma extrusão plástica personalizada para uma peça, geralmente em altos volumes mas às vezes — como com a 3ERP — para produção de baixo volume.

Este artigo cobre os fundamentos da extrusão plástica, incluindo como o processo funciona, que tipos de termoplásticos podem ser extrudados, que produtos a extrusão plástica é usada para fazer, e uma comparação da extrusão plástica com extrusão de alumínio.

O processo de extrusão plástica

Para entender o processo de extrusão plástica, é útil obter uma imagem do que é um extrusor e como ele funciona. Tipicamente, um extrusor contém as seguintes partes:

• Uma tremonha (hopper), onde o plástico bruto é mantido
• Uma garganta de alimentação (feedthroat), onde o plástico entra no barril da tremonha
• Um barril (barrel) aquecido, contendo um parafuso (screw) acionado por um motor de acionamento do parafuso que força o material para o tubo de alimentação
• Uma placa de quebra (breaker plate), equipada com telas para filtrar o material e manter pressão
• Um tubo de alimentação (feedpipe), onde o material agora fundido sai do barril e é entregue à matriz
• Uma matriz (die), que molda o material no perfil de extrusão desejado
• Um sistema de resfriamento separado, que ajuda a extrusão a solidificar uniformemente

O processo de extrusão plástica começa com o enchimento da tremonha com material bruto sólido na forma de, por exemplo, pelotas ou flocos. O material é alimentado por gravidade através da garganta de alimentação e no barril do extrusor.

Uma vez que o material entra no barril, ele começa a ser aquecido via três ou mais zonas de calor. (As zonas de calor podem ser mais frias perto da garganta de alimentação e mais quentes perto da matriz, para permitir derretimento gradual.) À medida que está sendo aquecido, o material é simultaneamente empurrado em direção à extremidade da matriz do barril por um parafuso recíproco, que é acionado por um motor. O parafuso e a pressão também geram calor, então as zonas de calor em si não precisam ser tão quentes quanto a temperatura de extrusão requerida.

O plástico fundido sai do barril através de uma tela reforçada pela placa de quebra. Esta tela remove contaminantes do material e mantém pressão uniforme dentro do barril. O material passa através de um tubo de alimentação na matriz personalizada, que foi usinada com uma abertura moldada como o perfil de extrusão desejado para criar uma extrusão plástica personalizada.

Quando forçado através da matriz, o material assume a forma da abertura da matriz, finalizando o processo de extrusão. Uma vez totalmente através da matriz, o perfil de extrusão é resfriado em um banho de água ou via um conjunto de rolos de resfriamento, fazendo-o solidificar.

Plásticos para extrusão

A extrusão plástica funciona com vários termoplásticos diferentes. Estes materiais são aquecidos a uma temperatura alta o suficiente para derreter o material mas não tão alta a causar decomposição térmica. Esta temperatura difere de um plástico de extrusão para o próximo.

Plásticos de extrusão são tipicamente alimentados no extrusor na forma de pelotas plásticas, similares às usadas para injeção plástica. Outras formas incluem pós, flocos e grânulos.

Plásticos de extrusão comuns incluem:

• Polietileno (Polythene): Extrudado entre 400°C (baixa densidade) e 600°C (alta densidade)
• Poliestireno: ~450°C
• Nylon: Entre 450°C e 520°C
• Polipropileno: ~450°C
• PVC: Entre 350°C e 380°C

Em certos casos, o plástico de extrusão desejado pode ser um elastômero ou um termofixo em vez de um termoplástico.

Aplicações de extrusão plástica

Empresas de extrusão plástica podem fazer uma variedade de peças, desde que a peça tenha um perfil consistente. Perfis de extrusão plástica são ideais para tubulação, perfis de portas, peças automotivas, e mais.

Tubos e tubulações

Tubulação e tubos plásticos, às vezes feitos de PVC ou dos termoplásticos mencionados, é uma aplicação comum de extrusão plástica porque tem um perfil cilíndrico simples. Calhas externas são um exemplo de tubulação extrudada.

Isolamento de fio

Muitos termoplásticos têm excelente isolamento elétrico e estabilidade térmica, tornando-os adequados para isolamento e revestimento de fios e cabos extrudados. Empresas de extrusão plástica também podem usar fluoropolímeros para este propósito.

Perfis de janelas e portas

Portas e janelas plásticas são altamente adequadas à extrusão devido ao seu perfil contínuo e comprimento. PVC é um material popular para esta aplicação de extrusão plástica e todos os perfis de extrusão plástica relacionados a acessórios domésticos.

Persianas

Persianas de janela (sombras) consistindo de muitas lâminas idênticas podem ser extrudadas usando um termoplástico. O perfil é tipicamente um comprimento curto, às vezes com um lado arredondado. Poliestireno é comumente usado para persianas venezianas falsas de madeira.

Vedação contra intempéries (Weatherstripping)

Empresas de extrusão plástica frequentemente fazem produtos de vedação — excludores de corrente de ar, por exemplo, cujos perfis de extrusão plástica são projetados para se ajustar firmemente a molduras de portas e janelas. Borrachas são materiais comuns de vedação.

Limpadores de para-brisa e rodos

O limpador de para-brisa de um automóvel é geralmente extrudado. O plástico de extrusão pode ser um material de borracha sintética como etileno propileno dieno metileno, ou a empresa de extrusão plástica pode realizar co-extrusão de uma borracha sintética com uma borracha natural. Lâminas de rodo manual funcionam de maneira similar a limpadores de para-brisa.

Extrusão plástica vs extrusão de alumínio

Além de termoplásticos, é possível extrudar peças de alumínio com um perfil contínuo.

Vantagens de usar alumínio para peças extrudadas incluem leveza, condutividade e reciclabilidade, e aplicações comuns de extrusão de alumínio incluem barras, tubos, fios, tubulação, cercas, trilhos, frames e dissipadores de calor.

Diferente da extrusão plástica, a extrusão de alumínio pode ser quente ou fria: extrusão quente ocorre a uma temperatura entre 350°C e 500°C, e extrusão fria ocorre a temperatura ambiente. Saiba mais sobre extrusão de alumínio.

A 3ERP é uma de um grupo seleto de empresas oferecendo extrusão plástica personalizada de baixo volume. A maioria das empresas de extrusão plástica não aceita pedidos pequenos, mas a 3ERP e nossa rede de parceiros podem acomodar suas necessidades de prototipagem e produção de curta duração. Entre em contato para um orçamento gratuito.