Tecnologie Materie Plastiche Modulo2 Estrusione Lezione 01. Bibliografia De Filippi A.M., Fabbricazione di componenti in materiali polimerici

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Leonora Giuseppe
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1 ITIS Giulio Natta Istituto Tecnico Industriale per la meccanica e le materie plastiche - Liceo Scientifico Tecnologico Via XX settembre 14/A - Rivoli TO Tecnologie Materie Plastiche Modulo2 Estrusione Lezione 01 Contenuti Prodotti estrusi Estrusore monovite Impianto di estrusione Geometria della vite Parametri della vite La Portata Bibliografia De Filippi A.M., Fabbricazione di componenti in materiali polimerici Hoepli Bertacchi G. Manuale dello stampaggio progettato Tecniche nuove TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 1/12

2 PRODOTTI ESTRUSI SEMILAVORATI Pellicole (s<0,25mm) Lastre (s>0,25mm) Barre piene o cave Profilati - ESTRUSORE MONOVITE RE MP in tramoggia Vite avanzamento Azionata da mot/rid + gs Fusione x attrito + RE Termocoppie az res el Filtro trattiene no fuso Disco forato raddrizza filetti fluidi Raffreddamento no fuso in tramoggia e no surriscaldamento RE Fasce riscaldanti danno un 30% dell energia termica Il Fuso esce dal cilindro a C (retroazione delle termocoppie su RE TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 2/12

3 IMPIANTO DI ESTRUSIONE A valle della matrice un calibratore conferisce le dimensioni corrette al pezzo e subito dopo raffreddato con acqua. In questo stato il materiale può essere fatto avanzare con un sistema di tiro e quindi tagliato alla lunghezza stabilita. TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 3/12

4 GEOMETRIA DELLA VITE Caratteristiche geometriche della vite Il diametro esterno della vite (D) è costante Il diametro di nocciolo (D N ) che varia linearmente dall alimentazione al dosaggio L altezza radiale del filetto (H R ) è diversa nelle tre zone Il passo (p) normalmente = al diametro esterno (D) della vite La lunghezza totale (L) Le tre zone alimentazione transizione - dosaggio H 1R =0,1 0,2 D p= D E costante Varia da min a max H 3R D E D N L1=50%L L2=25%L L3=25%L L TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 4/12

5 PARAMETRI DELLA VITE Parametri caratteristici della vite Rapporto di compressione H 1R / H 3R compreso tra 2 e 6 Il rapporto L/D (= 6 x elastomeri, = normalmente, = 30 vite degas, = 35 x schiumanti) H 1R =0,1 0,2 D p= D E costante Varia da min a max H 3R D E D N L1=50%L L2=25%L L3=25%L Materiale in granuli (volume massico è elevato) Canale elicoidale ampio e quindi D n minimo Materiale comincia la plastificazione D n varia linearmente Materiale è tutto fuso (volume massico è al minimo) Canale elicoidale minimo e quindi D n (diam nocciolo) massimo TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 5/12

6 LA PORTATA Portata volumica della vite (volume di materiale spinto dalla vite in un secondo) [Q m 3 /s] Due situazioni diverse nei tratti: ALIMENTAZIONE - DOSAGGIO Q v Portata dovuta a trasporto di materiale solido ( COCLEA) 3 componenti Q = Q L - Q R - Q T Q L portata libera in assenza della matrice Q R portata di pressione (negativa resistente ) Q T portata di trafilamento (riflusso gioco vitecilindro) è trascurabile TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 6/12

7 LA PORTATA IN FASE SOLIDA Portata volumica di materiale solido (ALIMENTAZIONE) Si calcola assimilando la vite ad una COCLEA (passa pomodoro) con la relazione ove Q v = k D 2 p n k = cost (tabellata) D n p Essendo p = D Q v prop. D 3 Quindi meglio viti lente ma con D grande Affinché il materiale solido avanzi l attrito con il cilindro deve essere maggiore di quello con la vite. Se no il materiale aderisce alla vite e ruota con essa senza avanzare (slitta sul cilindro) B: cil >> vite A cil = vite Lavorazioni: finitura della vite Scanalature assiali sul cilindro TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 7/12

8 LA PORTATA ALLO STATO FUSO Portata volumica di materiale fuso (DOSAGGIO): 3 componenti Q = Q L - Q R - Q T La portata libera Q L si con la relazione Q L = (1/2) V z L a V V Z ove V z = V cos L a La portata di pressione Q R si calcola con la relazione Q R = (L a 3 / 12 ) p / z Ove p / z = (p 1 p 0 ) / L e = (p 1 p 0 ) sin / L a La portata di trafilamento Q T si trascura essendo il gioco tra vite e cilindro pari a D/1000 La portata totale Q è pari a Q = (1/2) V z L a - (L a 3 / 12 ) p / z TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 8/12

9 TIPI PARTICOLARI DI VITI Vite degasificante Viti che migliorano il mescolamento Viti barriera Vite DEGASIFICANTE Applicazioni: rimuovere Umidità (Essiccazione) - Aria in polimeri caricati fibra vetro - Solventi TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 9/12

10 Vite DEGASIFICANTE Esterno p atm ASPIRATORI fuso p atm fuso Il materiale fuso funziona da tenuta migliorando efficacia degli aspitatori Il polimero, nella zona di estrazione, si deve trovare alla press. atmosferica per evitare fuoriuscite di materiale TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 10/12

11 a) perni nel solco b) gole elicoidali c) calotte sferiche (su vite e cilindro) Viti che migliorano il mescolamento Esercitano un azione di omogeneizzazione Vite Flex Flight Ha un filetto con passo variabile nella zona di dosaggio fuso TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 11/12

12 Vite barriera Separano il solido dal fuso mediante un secondo filetto che nasce nella zona di transizione Il filetto barriera ha: diametro < diametro vite passo (p) costante > passo (p) vite (Uniroyal) passo variabile (MC 3) [da grande a piccolo] Uniroyal p Transizione p D Dosaggio Il filetto barriera ha la fuzione di migliorare la fusione del polimero nella zona di dosaggio scompare MC 3 TMP_M2_Estrusione_lez01 Rev_0 Marzo 08 - Pag 12/12

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