Extrusión de tubos y perfiles: Optimización aguas abajo

A pesar de su carácter secundario, los procesos que se desarrollan en la etapa final de la fabricación de tubos y perfiles tienen un papel relevante en el control de la calidad del producto. Los calibradores, las zonas de enfriamiento, los haladores y las unidades de corte, deben coordinar parámetros como temperaturas, velocidad y fuerza. Sólo de esta manera, el material en proceso de solidificación puede alcanzar estabilidad con las condiciones apropiadas. Estas condiciones requieren un control adecuado de esfuerzos residuales, acabados superficiales y orientación molecular. Todo esto, a la máxima velocidad permitida por la línea de procesamiento.

La tecnología en esta fase del ciclo busca mejorar la rentabilidad y aumentar las velocidades de transformación con equipos cada vez más eficientes. Así mismo, la generación de piezas con tolerancias cada vez más estrechas permite cumplir con las especificaciones del producto y lograr ahorros importantes en materia prima.

En lo que respecta al mercado, la expansión tecnológica en campos como el de la medicina y las telecomunicaciones ha generado la necesidad de diseñar piezas plásticas innovadoras, que a su vez exigen desarrollos y actualizaciones en los equipos de procesamiento.

Más metros por minuto
La compañía italiana Amut finalizó recientemente un proyecto de investigación para mejorar el proceso de extrusión de tubos de diámetros pequeños, fabricados con PEXb (polietileno reticulable con silanos). La compañía perfeccionó técnicas de calibración con las que obtuvo velocidades de extrusión en condiciones estacionarias de hasta 50 metros por minuto. Dicho programa, realizado en cooperación con Padana Plast (Solvay) como productor de la materia prima, incluyó la fabricación de tubos monocapa y multicapa (con capa de EVOH como barrera al oxígeno). El principal objetivo era mejorar la calibración del proceso y las técnicas de control de tubos, en un rango de diámetros entre 12 y 25 mm. Adicionalmente, Amut encontró que los beneficios obtenidos con dicha tecnología, tenían también aplicación en otros materiales usados comúnmente en tuberías para transporte de fluidos hidráulicos y termosanitarios como el PPr (copolímero de polipropileno random), el PErt (polietileno de resistencia a temperaturas elevadas) y el PEAD.

El equipo consta de una extrusora de tornillo simple de 75 mm de diámetro y relación L/D de 35, un calibrador de vacío de 10 metros con rociadores de enfriamiento, una unidad de halado tipo oruga, una unidad de corte y una bobinadora. El proceso es controlado por un software de la compañía, con el cual se coordinan los dispositivos de control cerrado. De esta manera, el sistema tiene un ajuste automático que permite controlar los volúmenes de producción, peso métrico, diámetro y espesor del tubo extruido.

A partir de un modelo ya exitoso como fue la serie 30B, Krauss-Maffei quiso continuar con la tendencia tecnológica del aumento de la relación L/D y desarrolló el modelo 36B para aplicaciones de tubos. De esta manera logró aumentar el caudal específico y por lo tanto la capacidad total de producción. Así mismo, la compañía fabricante aduce que la homogeneidad del producto se ha mejorado.

Reducción de costos y mejor desempeño
En la reciente feria Plast 06 de Milán, Unicor presentó su nuevo modelo UC 58/70 ECO, del cual se destaca la reducción de costos del proceso, tanto para empresas que incursionan en el proceso de corrugado, como para empresas que cuentan con amplia experiencia en el negocio. El modelo UC 58/70 ECO fue desarrollado especialmente para la fabricación de tubería flexible corrugada de una sola pared, de casi cualquier tipo de material termoplástico.

Este corrugador consta de una base estructural de altura ajustable, una consola eléctrica con conexión a la extrusora para la sincronización del sistema, un completo sistema de circulación de agua de refrigeración, un carro superior con enfriamiento continuo y canales de direccionamiento para 70 pares de bloques conformadores, así como dispositivos de seguridad y control. Esta línea opera con velocidades de producción de hasta 31.7 metros por minuto. Tiene una longitud del carro de 2.100 mm, un ancho de 600 mm y una distancia de desplazamiento de 550 mm.

Manufactura más flexible
El más reciente desarrollo de Unicor en el sector de la tubería de diámetros mayores es la zona de estacionamiento para el modelo UC1200. Esta zona de estacionamiento, ya aplicada a otros modelos, permite que, por ejemplo, uno de los pares de bloques se estacione fuera de su recorrido, mientras que los demás continúan haciendo su ciclo de corrugación. De esta manera, es posible fabricar tubos con secciones de pared plana a diferentes distancias axiales.

A mediados del año pasado Cincinnati Extrusion GmbH presentó por primera vez su sistema IntelliChange que, con un precio muy atractivo, permite cambiar la dimensión del tubo en la línea de extrusión de manera rápida y cómoda. Según la compañía, a diferencia de otros sistemas para cambio de dimensiones disponibles en el mercado, IntelliChange opera de forma sencilla y permite la instalación de diversos cabezales para tubos. En comparación con los conjuntos de boquillas convencionales ofrecidos por Cincinnati para una línea estándar de fabricación de tubos, IntelliChange es cerca de 5% más económico y reduce en aproximadamente 90 minutos los tiempos muertos que se producen durante el cambio de la dimensión del tubo en la máquina.

IntelliChange está disponible en dos tamaños, cada uno de los cuales permite cuatro dimensiones diferentes de tubos. Uno de ellos entre 40 y 90 mm y el otro entre 90 y 160 mm. Además, posibilita la fabricación de todos los espesores habituales entre 1,8 y 32,1 mm. El sistema completo incluye un cabezal doble con distribuidor de mandril de espiral con cambio hidráulico del mandril para el ajuste del entrehierro del cabezal, el correspondiente kit de boquillas, un calibrador ajustable, un tanque de vacío de dos cámaras con discos calibradores giratorios, un tiraje autoadaptable y una sierra estándar con dispositivo central de agarre.

Con IntelliChange, el cambio de la dimensión del tubo sólo requiere una detención de la línea de extrusión de tan solo 10 a 15 minutos, porque los trabajos de preparación se realizan fuera de la línea de producción.

Tubos de múltiples capas Davis-Standard, LLC
 ofrece una nueva línea para fabricar ductos de múltiples capas, empleados en la protección de cables de fibra óptica. En esta línea se procesan dos capas: una externa de polietileno de alta densidad y una interna, con una sección ondulada y un recubrimiento siliconado muy delgado. Este recubrimiento reduce el coeficiente de fricción, que juega un papel preponderante a la hora introducir los cables de fibra óptica a lo largo del tubo.

La capa exterior tiene cuatro rayas de color que permiten realizar codificaciones con propósitos de identificación. La línea logra velocidades de extrusión que van desde los 110 metros por minuto para tubos de diámetro de 5 por 4 mm, hasta velocidades de 55 metros por minuto para diámetros de 12 por 10 mm. También se ensayaron líneas de tubos de 7 por 5 mm de diámetro con velocidades de 75 metros por minuto y líneas para tubos de 10 por 8 mm de diámetro con velocidades de 60 metros por minuto.

El sistema está compuesto por una extrusora de 75 mm, combinada con una extrusora auxiliar de 25 mm de diámetro para la capa interna y una extrusora auxiliar de 20 mm de diámetro para las líneas exteriores. El cabezal de distribución en espiral para las extrusoras auxiliares permite optimizar la fusión. El sistema incluye además calibradores para aplicaciones de alta velocidad, un sistema de vacío y un tanque de enfriamiento con soplado de aire, una galga láser sin contacto con control de vacío y un halador de banda con controles remotos y cambiadores con bobinadoras y cortadoras.

Líneas polivalentes de extrusión
Bandera Spa ofrece una línea polivalente para la producción de tubos coextruidos en PEAD, con rayas de varios colores para identificar la aplicación final (conductos para agua potable o gas). La línea está en capacidad de producir tubos entre 20 y 400 mm de diámetro exterior, con producciones entre 500 y 700 kgs por hora, dependiendo del diámetro y del espesor utilizados.

La línea está compuesta por una extrusora monohusillo de boca acanalada y alimentación forzada, con dotación de sistemas gravimétricos para el control peso/metro del material empleado. Los husillos cuentan con geometrías con doble rosca e incorporan mezcladores dinámicos al final de la zona de dosificación.

El cabezal de tipo canasta, tiene orificios superpuestos que permiten equilibrio en el bloque de alimentación. De esta forma se obtiene un flujo suave y  distribuido sin saltos bruscos de la trayectoria. El sistema automático de calibración de vacío en bañera hidrostática, utiliza calibradores innovadores con regulación continua del diámetro del tubo, permitiendo así el empleo de un solo calibre para manejar una amplia gama de diámetros diferentes.

La línea provee marcado por impresión en caliente con interposición de cinta coloreada sobre dos generatrices del tubo (superior/inferior). Su sistema de corte es del tipo planetario con cuchilla, el cual no produce de virutas o material de desecho. Adicionalmente ofrece sincronización automática entre la velocidad del carro de corte y la extrusora, así como un sistema de mordazas universales para garantizar rapidez durante el cambio del diámetro de tubo.

Más tecnología en tubos de aplicaciones médicas exigentes  Davis-Standard
 desarrolló una línea completa para la fabricación de tubos de aplicación médica, que ofrece opciones para conservar altos niveles de limpieza y precisión. Mediante un sistema de micro filtración y desinfección de agua, proporciona mayor confiabilidad en la asepsia del proceso. El sistema cuenta con una bomba de acero inoxidable que suministra 3 galones de agua recirculante a 80 psi por minuto. La bomba succiona el agua desde la zona de descarga de la unidad, mientras que un módulo de desinfección de luz ultravioleta emite de 30.000 a 400.000 micro vatios por segundo y centímetro cuadrado de energía ultravioleta de 2537 Ángstrom, sobre el flujo de agua que viaja a través de una cubierta de acero inoxidable. En primer lugar, se lleva a cabo una filtración a través de un microfiltro de fácil reemplazo y posteriormente hay un microfiltrado secundario de pirógenos, microorganismos y otros contaminantes.

Para la calibración precisa de contacto o de no contacto, el tanque de calibración por vacío de alta tecnología DST de Davis-Standard permite tener niveles estables de vacío con una precisión de +/- 0.1 pulgadas (2.5mm) de agua a todo lo largo del rango de vacío. Esta precisión facilita el ajuste a diámetros internos o externos de tolerancias exigentes y permite la calibración de materiales pegajosos como el PVC flexible y los poliuretanos. Dentro de otras ventajas se destaca la presencia de una bomba de circulación de alta descarga en la cámara baja, un nivel de vacío regulado por un sistema de control cerrado y un sistema de separación de aire y agua. Estas características permiten la reducción de ruido y un diseño ergonómico de manejo.

Este tanque es ideal para tubos rectos, tubos pequeños, tubos acoplables y aplicaciones de tubos con múltiples cavidades. Para tubos rectos o pequeños, el tanque se puede usar en modo de contacto o sin contacto para mejorar la redondez y la tolerancia del diámetro externo. Con los tubos acoplables, el calibrador de vacío conserva la redondez de la porción de acople del tubo, sin depender exclusivamente del suministro de aire interno. En la producción de tubería de múltiples cavidades, el calibrador de vacío elimina la necesidad de usar suministros internos de aire para conservar la consistencia de la pared externa entre cada vía.