IV.D – EXTRUSION DE LA GOMA

 

 

MANUAL BÁSICO DEL CAUCHO

Capítulos

CAUCHOS, GOMAS Y ELASTÓMEROS

I – CRONICA DEL CAUCHO

II – ORIGEN, PROPIEDADES Y APLICACIONES DE LOS

CAUCHOS, GOMAS Y ELASTÓMEROS

III – ELECCIÓN DE ELASTÓMEROS SEGÚN CARACTERÍSTICAS

IV.A – MEZCLADO DEL CAUCHO

IV.B – CALANDRADO DE LA GOMA

IV.C – MOLDEO DE LA GOMA

IV.D – EXTRUSION DE LA GOMA

IV.E – MANUFACTURAS DIVERSAS

de

TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN DE ARTICULOS DE CAUCHO

 

Ver los álbumes de imagenes 10 B, correspondientes al caucho: Contienen las tablas, dibujos y fotografías técnicas fundamentales.

 

IV.D – EXTRUSION DE LA GOMA

 

El MANUAL BASICO está concebido para facilitar a los técnicos industriales el diseño o selección técnica de los artículos de caucho y en ese sentido, el capítulo IV sólo pretende ofrecer una visión general de las tecnologías de fabricación, sin que sea posible abarcar mínimamente la cuestión en profundidad, particularmente cuando se trate de artículos de diseño complejo, como son los neumáticos u otros elementos sometidos a condiciones de trabajo muy concretas y exigentes industrialmente.

 

I – INTRODUCCION

En la imagen I-1 INDICE del Album fotográfico del Manual se ha presentado una tabla índice de productos de caucho, encuadrando los artículos más conocidos en unas determinadas tecnologías o procesos para su fabricación y consecuentemente, de una de esas tecnologías vamos a tratar en el presente capítulo.

La descripción del proceso está simplificada y fundamentalmente confeccionada para técnicos de sectores distintos al caucho, según se indicó en el mismo prólogo: "El Manual está dirigido fundamentalmente a los técnicos e ingenierías, maquinaria, industria, etc., con el ánimo de que les resulte conocido y admirable el extraordinario mundo del caucho, su singular industria y las gentes entusiastas que en ella laboran con callada actitud y excepcional maestría".

 

II – CONFORMADO POR EXTRUSION

El término extrusión se define como la acción y efecto de extrudir o extrusionar, y que consiste en dar forma a un material fundido o plástico, haciéndolo pasar mediante presión a través de un orificio o matriz.

Extrusión también consiste en el procedimiento para fabricar tiras metálicas o plásticas por impulsión del material por un orificio matriz, de sección y forma determinada.

Tradicionalmente, muchas industrias fabricaban sus productos básicos por extrusión y lo hacían, mayormente, con

extrusoras de tipo émbolo o pistón, cargando la materia prima en forma de bloque o masa por una cavidad apropiada, anterior a la matriz de salida de la máquina. En la industria del caucho no es usual la extrusora de pistón y solamente, una firma británica las fabrica para obtener formas predeterminadas con las que cargas moldes de prensas de compresión, particularmente para fabricar suelas de calzado, etc.

 

La extrusora moderna está basada en un tornillo de Arquímedes evolucionado y que ha sido constantemente perfeccionado, adecuándolo a las necesidades de las diversas aplicaciones industriales y materiales a elaborar.

En los dibujos puede verse el perfil del tornillo o husillo de una máquina de extrusión de caucho,

imagen o foto D-2, y la representación vectorial teórica del movimiento de una partícula dentro del canal del husillo. Movimientos o flujos resultantes del rozamiento del caucho del husillo giratorio contra la cámara fija, el fondo del canal del propio husillo y la resultante de la acción del filete inclinado del husillo, husillo que normalmente es de doble filete o paso y consecuentemente, con un notable ángulo de inclinación.

Consecuencia del complejo flujo de las partículas de caucho en el canal del husillo,

se obtiene una homogeneización extraordinaria del material a extrusionar, que supera y complementa a la obtenida con el mezclador interno y el mezclador de rodillos, ya descritos en el anterior capítulo. La demostración más simple y palpable de la capacidad de homogeneización de una extrusora, se obtiene alimentándola con dos bandas de goma de distinto color y simultáneamente, por ejemplo una banda negra y otra blanca producirán de un perfil gris de coloración constante y uniforme.

 

III – LA EXTRUSION EN LA INDUSTRIA DEL CAUCHO

La extrusora es una máquina utilizada en muchos de los procesos productivos de la industria del caucho

, pese a que hayamos simplificado sus tecnologías en los cuatro grupos que vamos describiendo: calandrado, moldeo, extrusión y manufactura; la extrusión puede aparecer en cualquiera de ellas.

Posiblemente y como hemos expuesto en el apartado anterior, la razón más importante por la que se utiliza la extrusora como complemento de una instalación destinada a la fabricación de artículos de caucho sea

la homogeneización extraordinaria que consigue del material a elaborar o goma, pero hay otras muchas razones e indicamos las más importantes en la tabla o foto D-1, considerando :

A – TECNOLOGIA O PROCESO BASICO

B – METODO DE ALIMENTACION DE LA MAQUINA

C – CABEZAL APLICADO A LA EXTRUSORA

D – PRODUCTO OBTENIDO, EN FASE INTERMEDIA O DEFINITIVA

E – ESTADO DEL MATERIAL SALIENTE, CRUDO O VULCANIZADO

Extrusora de descarga, filtradora y granuladora

La extrusión se aplica pues en

la obtención de perfiles diversos y muy particularmente para precalentar y plastificar la goma mediante su acción mecánica, en máquinas de moldeo por inyección, en equipos para recubrir rodillos, etc. Calentar la goma, para aumentar su grado de plasticidad, por extrusión u otros medios mecánicos es un procedimiento usual, debido a que el caucho es un mal transmisor del calor y resultan poco eficaces los medios ordinarios de calefacción.

Extrusora de descarga y calandrado

Las extrusoras utilizadas para esos diversos menesteres tienen, evidentemente, unas

muy diversas características técnicas y muy particularmente en su husillo, husillos que han sido objeto de multitud de patentes y que entusiasmarían al propio Arquímedes. La forma, el tamaño y la potencia motriz son otras variables muy importantes.

 

Extrusora de alimentación en frio y desgasificación

IV – EXTRUSION DE TUBOS Y PERFILES – VULCANIZADO

Los tubos y los perfiles de caucho pueden ser los dos ejemplos más característicos de la fabricación basada en la tecnología de la extrusión, pero en la mayor parte de los casos presentan algunas complejidades añadidas.

Diversos cabezales para extrusora

En el Album de Fotos podemos apreciamos

el dibujo e imagen correspondiente al "CABEZAL RECTO", que aplicada en el extremos de salida de la extrusora contendrá la matriz circular y el noyo cilíndrico que dan la forma y dimensiones al tubo a fabricar. Una entrada de aire a presión, a través del noyo, mantendrá el tubo o manguera hinchado y evitará que se peguen sus paredes interiores (con aportación de talco o algún otro antiadherente).

Aparentemente, esa tecnología tradicional sería fácil, pero resta por

realizar la fase de vulcanizado en autoclave y a unos 150ºC, que requeriría de un vendado superficial o el recubrimiento bajo plomo, para evitar que las pequeñas oclusiones de aire o gas se conviertan en burbujas por efecto de la temperatura y finalmente en un agujero. Así, podemos observar todavía en el mercado tubos que presentan la huella de haber sido protegidos por una venda en espiral y otros, de marca famosa, que presentan un rayado propio de la aplicación y/o extracción del plomo protector.

Conseguir que los tubos y perfiles de caucho estén libres de oclusiones de aire o gas ha implicado el diseño de las modernas "EXTRUSORAS PARA CAUCHO", esquema que podemos ver en los dibujos. El método consiste en originar unas turbulencias del caucho, en un cierto punto del husillo, y practicar en la cámara una abertura y una bomba de vacío para la desgasificación.

La

fabricación de perfiles de caucho es similar, si bien y usualmente, se utiliza sólo una hilera o matriz de salida, residiendo la dificultad máxima en conseguir que el perfil obtenido se ajuste a las dimensiones o diseño requerido, tanto más cuando ese perfil prevea labios o bordes finos que constituyen una figura compleja.

Tunel de vulcanización

La vulcanización

, en la fabricación actual de tubos y perfiles de caucho, conocidas ya las características de las extrusoras con desgasificación, se realiza a unos 200ºC y mediante baños de sales fundidas, túneles de micro ondas (si no hay partes metálicas), túneles de aire caliente, túneles de infrarrojos, etc., según el método que haya adoptado cada fabricante de artículos de caucho.

 

Vulcanización por micro-ondas CIM D’OR

V – EXTRUSION DE TUBOS Y PERFILES COMPLEJOS

Descrita en el apartado anterior la fabricación de tubos y perfiles, la tecnología parece fácil y, sin embargo, es sólo la base de una fabricación mucho más compleja que seguidamente intentaremos exponer.

Los tubos de mayor aplicación industrial no están fabricados con un tipo de caucho solamente, sino que se tratará de varias capas de caucho y un refuerzo textil o metálico interior, para lo cual será menester utilizar el "

CABEZAL ANGULAR", esquema que podemos ver en los dibujos o fotos, que permite aplicar por extrusión otra capa de caucho sobre un tubo ya existente. El cabezal dispondrá de una primera matriz que se ajustará al tubo existente o entrante y una segunda matriz que generará la dimensión exterior del tubo resultante o saliente.

En realidad,

el fabricante de tubos de caucho, contará con una instalación completa y especial para el producto a fabricar, una línea de fabricación en la que se sucederán: la extrusora con cabezal recto, seguida de una espiraladora, trenzadora o malladora textil, una ducha o baño de adhesivos goma tejido, camara de secado, tanquetas de arrastre, la segunda extrusora con cabezal angular, túnel de micro ondas, túnel de aire caliente y puede que, finalmente una bobinadora cortadora con sierra de disco. En suma, una línea de fabricación de unos cuarenta metros de largo, como mínimo, seguida de otra instalación complementaria si el tubo requiere de recubrimiento metálico exterior.

La fabricación de perfiles de caucho se ajusta más a lo descrito en el apartado anterior, particularmente en lo relativo a perfilería de uso corriente, pero, si tratamos de alguno de los perfiles utilizados en la fabricación de automóviles, como puede ser el perfil utilizado para el cierre estanco de las puertas laterales,

la complejidad y las exigencias de producción son máximas.

El perfil de las puertas de un automóvil acostumbra a estar

constituido por dos tipos o perfiles de caucho y un alma metálica. El alma metálica, convenientemente troquelada para que resulte más flexible y recubierta de caucho, actúa como pinza y se acopla a la chapa del bastidor, mientras que otro perfil de goma esponjosa y hueco proporciona la estanqueidad a la puerta.

En este caso, denominado de

bicomponente con inserto metálico, la instalación estará compuesta de dos extrusoras con un cabezal común y formado por dos cámaras, dando prioridad a la cámara y matriz para el caucho macizo, seguido de la cámara y matriz para el caucho esponjoso y hueco (semejante a un tubo), siendo atravesada la primera cámara por el fleje troquelado. La línea, muy especial y al alcance de pocas firmas, probablemente, contará con un baño de sales fundidas y al final, una cortadora de tiras por sierra circular.

Si tratáramos del perfil de caucho correspondiente a las ventanillas de las puertas de un automóvil, habría que añadir la complejidad que representa el flocado, esa pelusilla o vello que limpia los cristales con el roce de subirlo o bajarlos. Implica un raspado automático en la línea, impregnar la zona raspada, transitar por una cámara sometida a ciertas turbulencias de un aire lleno de pelusa y corrientes estáticas, para que esa pelusilla quede de punta, sigue una cámara de secado, etc.

Según lo expuesto, con relación a la tecnología de fabricación de artículos de caucho por extrusión,

debe quedar claro que:

  • La extrusora es una máquina utilizada en muchos procesos productivos del caucho.
  • Existen diversos niveles de complejidad, según el producto a fabricar.
  • Las características de las extrusoras y sus husillos son múltiples y muy distintas.
  • Las líneas continuas de fabricación deben ser competitivas y son muy costosas.

 

Martín Ferré

Bellaterra, 14 de junio del 2000

 

 

  

 

 

About these ads

1 comentario (+¿añadir los tuyos?)

  1. cerclesbd
    jul 19, 2012 @ 15:12:58

    Gracias por su amable comentario, este es un resumen general para técnicos usuarios de artículos de caucho y más allá de ello implicaría entrar en cada especialidad o tipo fabricación, aspecto comlejo y que se adentra en el secretismo de cada firma del sector.
    Cordiales saludos.
    Martín

    Responder

Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

Seguir

Recibe cada nueva publicación en tu buzón de correo electrónico.

Únete a otros 90 seguidores

%d personas les gusta esto: