TP Proceso de Extrusion Plasticos 06 10 21

Summary

El script detalla el proceso de extrusión, una técnica utilizada en la fabricación de metales, cerámicas y polímeros. Se describe cómo el material se calienta y se presiona a través de un orificio para adquirir una forma determinada. Se discute la importancia del diseño del tornillo extrusor, que afecta directamente el flujo y la calidad del producto final. Además, se menciona el uso de placas de calentamiento y la placa rompedora, que ayuda a homogeneizar el polímero y a generar la presión necesaria para el correcto extrusión. El análisis de flujo y la fórmula del gasto volumétrico son claves para entender el rendimiento del proceso de extrusión.

Takeaways

• 😀 El proceso de extrusión es un método válido para metales, cerámicos y polímeros, y consiste en comprimir y forzar el material a través de un orificio para darle forma.
• 🔧 La extrusión se utiliza para dar forma a los perfiles de polímeros, y es común en la producción masiva de tuberías, mangueras, molduras para ventanas y puertas, así como hojas y películas de plástico.
• 🔄 El proceso de extrusión es continuo, donde el material se alimenta regularmente y se convierte en un producto de forma generalmente larga y delgada.
• 👷‍♂️ El equipo básico para la extrusión incluye una tolva, un barril de extrusión, un tornillo (también llamado mandril) y un troquel que da la forma final al producto.
• 🔥 El calor es aplicado en el barril de extrusión a través de placas calentadoras para derretir los pellets de plástico y mantener el material en estado fundido.
• ⚙️ El tornillo desempeña funciones clave como alimentación, compresión y medición del material fundido, y su diseño afecta directamente la operación del extrusor.
• 📏 La relación entre el largo y el diámetro del barril es crucial, y generalmente el largo del barril es entre 10 y 30 veces el diámetro del mismo.
• 🔄 La placa rompedora tiene múltiples funciones, incluyendo filtrar contaminantes, generar presión extra y asegurar un flujo laminar del polímero fundido.
• 👬 Los tornillos gemelos se utilizan en extrusiones para materiales difíciles de procesar y requieren una mayor mezcla.
• 📉 La velocidad de rotación del tornillo y el ángulo de sus cuerdas son factores importantes que influyen en el flujo y la presión del polímero en el proceso de extrusión.

Q & A

¿Qué es el proceso de extrusión y cómo es aplicable a diferentes materiales?

El proceso de extrusión es una técnica de fabricación en la que un material, ya sea metal, plástico, cerámica o polímero, es comprimido y empujado a través de un orificio para darle una forma determinada. Es aplicable a diferentes materiales y se utiliza para producir productos de sección transversal continua y de longitud variable.

¿Cómo se describe el proceso de extrusión de plásticos termoplásticos?

El proceso de extrusión de plásticos termoplásticos comienza con la alimentación de material en forma de pelets que se calientan y se derriten en el barril de extrusión. Posteriormente, el material derretido es empujado por un tornillo de extrusión a través de un orificio (troquel) para adquirir la forma deseada.

¿Para qué se utiliza el troquel en el proceso de extrusión?

El troquel se utiliza en el proceso de extrusión para dar forma al producto final. La sección transversal del producto adquiere la forma del orificio del troquel, que puede ser de diferentes formas según sea necesario, como cuadrada para cables o circular para tuberías.

¿Cómo se alimenta el material en el proceso de extrusión?

El material, generalmente en forma de pelets, se alimenta en el proceso de extrusión a través de una tolva que conecta directamente con el interior del barril de extrusión. Los pelets se empujan hacia adentro y comienzan a calentar y derretirse.

¿Qué componentes principales componen el equipo de extrusión?

El equipo de extrusión está compuesto por componentes principales como el barril de extrusión, el tornillo (también conocido como mandril o螺杆), la tolva y el troquel. Cada uno de estos componentes tiene una función específica en el proceso de extrusión.

¿Cuál es la función del tornillo en el proceso de extrusión?

El tornillo en el proceso de extrusión tiene múltiples funciones: alimenta el material en la sección de alimentación, comprime el material en la sección de compresión y genera presión en la sección de medición para asegurar que el polímero se someta a la forma del troquel adecuadamente.

¿Cómo se determinan las dimensiones del barril de extrusión en relación con su diámetro?

Las dimensiones del barril de extrusión se determinan en relación con su diámetro considerando una relación L/D (largo por diámetro) que generalmente está entre 10 y 30. Esto significa que el largo del barril debe ser entre 10 y 30 veces el diámetro del mismo para lograr un buen proceso de extrusión.

¿Qué es la placa rompedora y qué función cumple en el proceso de extrusión?

La placa rompedora es una pieza con agujeros pequeñas que se encuentra antes del troquel. Sirve para filtrar contaminantes y grumos en el plástico fundido, generar presión extra en la sección de medición y forzar el flujo del polímero fundido para evitar una textura espiralada y asegurar un flujo laminar.

¿Cómo se describe el flujo de arrastre en el proceso de extrusión?

El flujo de arrastre es el movimiento del polímero fundido hacia adelante dentro del barril, resultado de la fricción entre el líquido viscoso y las superficies en movimiento, como el tornillo y las paredes del barril. Este flujo es similar al principio de funcionamiento de un tornillo de Arquímedes.

¿Cómo se relaciona el ángulo de las cuerdas del tornillo con el flujo de arrastre?

El ángulo de las cuerdas del tornillo afecta directamente el flujo de arrastre. Un ángulo más grande puede aumentar el movimiento del polímero, pero también puede generar más resistencia, por lo que debe ser ajustado cuidadosamente para lograr un flujo eficiente.

¿Cuál es la importancia de la temperatura en el proceso de extrusión?

La temperatura es crucial en el proceso de extrusión ya que debe estar controlada para asegurar que los pelets se derritan adecuadamente y se convierten en un fluido estable. Un gradiente de temperatura puede ser requerido para diferentes materiales y aplicaciones, y en algunos casos, es necesario enfriar el barril para evitar el sobrecalentamiento del polímero.

Outlines

00:00

🔧 Proceso de Extrusión y su Aplicación en Materiales

El primer párrafo introduce el proceso de extrusión, destacando su importancia en la fabricación de productos a granel como tubos, mangueras y molduras para ventanas y puertas. Se menciona que este método es válido para metales, cerámicos y polímeros. La extrusión es un proceso de compresión donde el material (polímero o metal) es empujado a través de un orificio para darle forma. El troquel, una herramienta clave en esta técnica, determina la forma final del producto. El script también toca el tema de la producción continua y cómo el material extruido se corta en longitudes según las necesidades del producto final.

05:00

🔩 Componentes y Funcionamiento Básico de la Extrusora

Este párrafo se enfoca en los componentes principales de una extrusora: el barril, el tornillo y la tolva. Se describe cómo se alimenta el material en forma de pelets, que se calientan y se derriten en el barril de extrusión. El tornillo, que gira y empuja el material, se divide en secciones de alimentación y compresión para asegurar que los pelets se derritan y se mezclan adecuadamente. Además, se toca la importancia de la relación entre el diámetro y la longitud del barril, que varía según el tipo de material procesado.

10:01

🔧 Configuración y Función de los Calentadores en la Extrusión

El tercer párrafo detalla la función de los calentadores en el proceso de extrusión. Estos dispositivos, que rodean el barril, calientan el material a medida que avanza, lo que ayuda a derretir los pelets de plástico. Se discute la importancia de mantener una temperatura adecuada y cómo en algunos casos se puede necesitar un gradiente de temperatura o enfriamiento externo para evitar el sobrecalentamiento del polímero. También se menciona el papel de la placa rompedora en la sección de medición, que asegura la homogeneización del fluido polimérico y ayuda a eliminar burbujas.

15:02

🛠 Diseño y Funciones del Tornillo de Extrusión

Este segmento se centra en el diseño y las funciones del tornillo de extrusión. Se describe cómo el tornillo, que tiene una forma de espiral, es responsable de empujar el polímero hacia adelante y cómo su diseño, incluyendo el ancho y la profundidad del canal, afecta el flujo del material. También se discuten las diferentes secciones del tornillo, como la sección de alimentación, compresión y medición, y cómo cada una tiene un papel crucial en la calidad del producto final.

20:04

🔧 Consideraciones para el Diseño del Tornillo y su Funcionamiento

En el quinto párrafo, se profundiza en las consideraciones de diseño para el tornillo de extrusión, destacando cómo las características del tornillo, como el ángulo de las cuerdas y el diámetro del canal, afectan el flujo y la presión del polímero. Se discute la importancia de la relación entre la profundidad del canal y el diámetro del mismo en la generación de presión. Además, se menciona que el diseño óptimo del tornillo puede variar según el tipo de polímero, ya que los polímeros cristalinos y amorphous tienen necesidades distintas durante el proceso de extrusión.

25:05

🛠 Aplicaciones de la Placa Rompedora y Extrusión de Tornillos Gemelos

Este párrafo explora el rol de la placa rompedora en la sección de medición, que contribuye a la generación de presión extra y al forcejeo del flujo laminar del polímero fundido. También se discute cómo la placa rompedora ayuda a 'borrar' la memoria del movimiento circular impuesto por el tornillo, evitando distorsión en el extruido. Además, se menciona el uso de tornillos gemelos en extrusiones para materiales que requieren una mayor mezcla, como el PVC rígido.

30:10

🔄 Funcionamiento del Tornillo de Extrusión y su Comparación con el Tornillo de Arquímedes

El sexto párrafo hace una analogía entre el funcionamiento del tornillo de extrusión y el de un tornillo de Arquímedes, una bomba de agua mecánica. Se describe cómo el flujo de arrastre se produce debido a la fricción entre el fluido viscoso y las superficies en movimiento. Se discute cómo el flujo se puede modelar matemáticamente, utilizando el diámetro del tornillo, la velocidad de rotación y el ángulo de las cuerdas para calcular el flujo de arrastre.

35:10

📚 Cálculo del Flujo de Arrastre y sus Parámetros

Este segmento se enfoca en el cálculo matemático detallado del flujo de arrastre, utilizando fórmulas y relaciones trigonométricas. Se presentan ecuaciones para determinar la velocidad del fluido, el ancho del canal y el gasto volumétrico de arrastre, que dependen del diámetro del tornillo, su velocidad de rotación y el ángulo de las cuerdas. Se discuten las identidades trigonométricas relevantes y cómo se aplican para obtener el flujo de arrastre en términos de los parámetros del tornillo.

40:12

🔧 Consideraciones Finales sobre el Flujo y la Extrusión

El último párrafo resume las consideraciones finales sobre el flujo en el proceso de extrusión. Se menciona que el flujo descrito hasta ahora es una teoría básica que no considera las fuerzas que resientan el movimiento del polímero. Se destaca que la contra presión generada al empujar el polímero a través del troquel puede reducir el flujo de arrastre. Se sugiere que para una mejor comprensión y aplicación en la industria, se deben tener en cuenta variables como la viscosidad del polímero, el diámetro y el ángulo del tornillo, y el gradiente de presión. Se deja entendido que estos conceptos serán explorados en profundidad en futuras clases.

Keywords

💡Extrusion

La extrusión es el proceso central del video, que consiste en la compresión y el flujo de un material, como los polímeros, a través de un orificio para darle forma. Es fundamental en la fabricación de productos continuos y de sección transversal determinada, como tuberías, mangueras y cables. En el script, se discute cómo este método es aplicado tanto a metales como a plásticos y cerámicos.

💡Polímero

Los polímeros son los materiales utilizados en el proceso de extrusión que se menciona en el video. Son compuestos que se funden y pueden ser moldeados para formar una variedad de productos. En el script, se habla de cómo los polímeros son presionados a través de un orificio para formar productos de sección transversal específica.

💡Tornillo de extrusión

El tornillo de extrusión es una parte clave del equipo de extrusión que se utiliza para mover el polímero dentro del barril de extrusión. Su diseño y funcionamiento son cruciales para el correcto avance y mezcla del material. En el script, se describe cómo el tornillo tiene funciones de alimentación, compresión y medición que influyen en la calidad del producto extruido.

💡Barril de extrusión

El barril de extrusión es el componente donde se calienta y se mezcla el polímero antes de ser extruido. Es donde los pellets de plástico se convierten en un material fluido. En el script, se menciona que el tamaño del barril, su diámetro y longitud, son importantes para el proceso de extrusión.

💡Troquel

El troquel es una herramienta que tiene la forma deseada del producto final y a través del cual el polímero fundido fluye para adquirir esa forma. En el script, se destaca que el troquel no es parte del equipo fijo de la extrusora sino que puede cambiar dependiendo de la forma del producto que se desea fabricar.

💡Películas y perfiles

Las películas y perfiles son productos que se pueden obtener a través del proceso de extrusión. Se refiere a formas delgadas y continuas de plástico que pueden ser utilizadas en una amplia variedad de aplicaciones. En el script, se menciona que la extrusión se utiliza para producir películas y perfiles de plástico, así como tuberías y mangueras.

💡Gradiente de temperatura

El gradiente de temperatura es la diferencia de temperatura a lo largo del barril de extrusión y es crucial para asegurar que el polímero se derrita y se mezcla adecuadamente. En el script, se discute la importancia de mantener un gradiente de temperatura o una temperatura constante para el correcto funcionamiento del proceso de extrusión.

💡Calentadores

Los calentadores son dispositivos que se utilizan para aumentar la temperatura del barril de extrusión y, por lo tanto, del polímero dentro. Son esenciales para derrelar los pellets de plástico y asegurar que se mezclan adecuadamente. En el script, se menciona que los calentadores pueden ser ajustados para controlar la temperatura del proceso de extrusión.

💡Placa rompedora

La placa rompedora es una parte del equipo de extrusión que contiene agujeros pequeños y tiene múltiples funciones, incluyendo la filtración de contaminantes y grumos, la generación de presión extra y la promoción de un flujo laminar del polímero. En el script, se describe cómo la placa rompedora ayuda a homogeneizar el polímero y a eliminar la memoria del movimiento circular impuesto por el tornillo.

💡Flujo de arrastre

El flujo de arrastre es el movimiento del polímero fundido dentro del barril de extrusión, causado por la fricción entre el líquido viscoso y las superficies en movimiento, como el tornillo y el barril. En el script, se explica que el flujo de arrastre es similar al principio de funcionamiento de un tornillo de Arquímedes y es crucial para el transporte del polímero hacia el troquel.

Highlights

El proceso de extrusión es un método válido para metales, cerámicos y polímeros.

La extrusión implica comprimir y empujar un polímero a través de un orificio para darle forma.

El troquel determina la forma del producto final en la extrusión.

El proceso de extrusión es utilizado para dar forma a los perímetros de plásticos y se aplica tanto en plásticos termoplásticos como termoduros.

Se producen artículos en masa como tuberías, mangueras y molduras para ventanas y puertas mediante extrusión.

El proceso de extrusión es continuo y no implica corte del material.

El equipo básico de extrusión incluye la tolva, el barril de extrusión y el tornillo.

Los pellets de plástico se calientan y se derriten dentro del barril de extrusión.

El tornillo cumple la función de empujar el material hacia adelante y comprimirlo.

La placa rompedora asegura que los pellets se derritan completamente y son homogeneizados.

La temperatura del proceso de extrusión es crucial y puede requerir un gradiente o mantenerse constante.

La sección del tornillo se divide en áreas de alimentación, compresión y medición.

La placa rompedora también ayuda a eliminar la memoria del movimiento circular del polímero.

Los tornillos extrusores de doble hélice son utilizados para polímeros difíciles de procesar y que requieren una mayor mezcla.

El diseño del tornillo, incluyendo su ángulo y dimensión, afecta directamente el flujo del polímero.

El flujo de arrastre en la extrusión es similar al principio del tornillo de Arquímedes.

La fórmula del flujo de arrastre se basa en la velocidad del tornillo, su diámetro y el ángulo de las cuerdas.

El flujo de contra presión se crea al empujar el polímero fundido a través del troquel.

Las fórmulas y ecuaciones diferenciales parciales pueden simular el flujo del polímero en la extrusora.

Transcripts

y aquí

entonces hoy vamos a empezar se hablaba

acerca del proceso de extrusión y vamos

a ver que básicamente en la instrucción

es como de lobos

de los procesos digamos fundamentales

por los que

por los que vamos estar ayudando hierro

vamos a estar trabajando con

los plásticos

el camino de batalla y en general vamos

a ver qué es un método de extrusión es

válido tanto como para metales como para

ser cerámicos como para obviamente

polímeros

y en la extrusión básicamente es un

proceso de compresión en el que vas a

estar

barreras en la redundancia presionando o

fuerzan al polímero a fluir a través de

un orificio este pequeño

practicando de una división pequeño que

va a estar

posicionado colocado en un troquel a fin

de obtener un producto en general

continuo generalmente largo

y vamos a ver que la sección transversal

adquiere la forma determinada del

orificio es decir si yo quiero formar un

alambre cuadrado bueno para ser decisivo

el troquel va a tener que ser cuadrado

va a tener que tener la forma de un

cuadrado

entonces este proceso lo vamos a

utilizar para darle geometría para darle

forma a los perímetros por polímeros

pero primero se emplea tanto para

plásticos termoplásticos como para los

tomeros y algunas veces aunque a través

para plásticos

en general los utilizar para producir

artículos en masa tales como vamos a ver

tuberías ductos mangueras

y podría ser también molduras para

ventanas molduras para puertas en

algunos casos también se puede utilizar

para formar hojas y películas de

plásticos

y continuos y algunos recubrimientos

para alambres y cables eléctricos en

general

y bastante para esos tipos de productos

vamos a llevar que el proceso es

continuo se siempre se hace

si se mantiene de manera continua no es

que vayas cortando el material

y vamos a llamarle a él extruido a el

producto ya que pasa a través del bloque

y entonces este extruido ya que pasa por

el proceso de instrucción y sacas tu

manguera continua se corta en las

longitudes que le toque a cada producto

dependiendo de los requerimientos del

que o de la aplicación que vas a

qué vas a hacer lo del minuto

en general voy a tener que

ya vimos que es como extrusión a grandes

rasgos lo que sigue vamos a ver el

proceso y el equipo de esta cosa

pueden tener lo que sigue voy a tener

que

[Música]

y vamos a tener en primer lugar el

equipo que tenemos que es lo que vamos a

ver lo que veamos ahorita en pantalla es

como el equipo básico de extrusión vamos

a tener lo que sigue vamos a tener que

en general el proceso comienza cuando se

alimenta el material regularmente en

forma de pelets de

rebabas de plástico de bolitas de

plástico desperdicios de plástico de

plástico sólido en piezas pequeñitas y

estos pellets pequeños se van a empujar

a través de la tolva y la tolva va a

conectar este

se conecta directamente hacia adentro de

un barril destruct extrusión el barril

de extrusión pareciendo esta cosa de

ella

entonces ya que llegamos al barril de

extrusión los pellets de plástico se van

a comenzar a calentar

y vamos a estar forzando el flujo de

pelets vemos que conforme se va

calentando la cantidad de pellets o de

partículas sólidas que hay a lo largo de

la sección del barril de del barrio el

de extrusión se va reduciendo hasta que

evidentemente solamente queda el

plástico fundido entonces vamos tener

que después a través de este tornillo

vamos a estar girando el tornillo

conforme gira el tornillo vamos a ir

teniendo que

en los materiales de los pellets o el

material para ir fluyendo en esta

dirección

y vamos a tener que nuestro barril

se va a

dividir nuestro extrusora se va a

dividir en dos componentes principales

que van a ser el barril y el tornillo el

barril pues es evidentemente la región

que está contenida

entre estas dos cosas y el tornillo que

es evidentemente el tornillo de

extrusión de hecho aquí viene el barril

que es toda esa región la región que

está como rayada

el tornillo que es evidentemente

su tornillo y vamos a ver lo que siguen

en general vamos a ver que el troquel en

particular no es un componente del

exterior sino que este minuto tengo

preguntas

por aquí

ap

los chicos

entonces me vengo de este lado vemos acá

el proceso del instructor y

vamos a ver qué entonces el troquel que

es lo que tenemos en esta región de acá

no es como tanto una pieza del

instructor sino que es una herramienta

que puede estar utilizando

dependiendo de la aplicación que se

necesite es decir el extrusora

independientemente del tipo de forma

cuadrados por la la

el troquel

el extrusora va a ser esta región de acá

y el troquel va a ser esta pieza de acá

el troquel lo vamos a ir cambiando

dependiendo de la aplicación o del

producto que yo quiere el sacado es

decir si quiera un producto circular que

ponerle un troquel que se ayuna una

manguerita y un círculo si quiero un

cable cuadrado que cambiar el toque

dependiendo de la forma que quiera se

cambie el troquel pero no el intro que

no se considera la parte del ex trozos

finalmente entonces tengo que el

polímero una vez que ha pasado a través

del barril de instrucción y del forzado

forzado a través del tornillo vamos a

llegar que llega hasta el broker donde

mi plástico adquiere la forma del toque

entonces en general

voy a tener que en es común que el

diámetro interno del barril desde

extrusión esté entre los 25 y los 150

milímetros es decir la región o la

distancia

de aquí acá

estoy esperando que sea de entre 25 y

150 milímetros entre ghana y 6 pulgadas

más o menos

y luego voy a tener que el barril es

largo tiene que ser largo en relación

con su diámetro es decir el si este es

el diámetro del troquel perdón del

barril y este es el largo del barril

estamos asumiendo que el largo del

barril

él es mucho mayor que el de adentro

entonces tenemos que largo

es relativamente matar

en general la razón

el / d

está más o menos entre 10

y 30 es decir él

el largo del largo del barril tiene que

ser entre 10 y 30 veces el largo de el

diámetro del diámetro del barril

en general evidentemente aquí en la

figura no está año

dimensiones reales en general tendríamos

que tener un barril mucho más largo

comparado con él

con el tema

entonces lo que voy a tener es que las

razones más altas es decir cuando se

emplean barriles muy largos se utilizan

para materiales termoplásticos y los los

valores bajos de 10 se utilizan para las

tomas

y entonces ya pasamos a la siguiente

parte

entonces ya explicamos cómo lo de arriba

está todo encima lo más

lo más visible del proceso de extrusión

hasta aquí alguna duda

creo que todo

después

los invito a que no me dejen que se me

vayan las cabras si es todavía

aventurándose estoy esté hablando de

cosas que no entienden por fa avisen me

regresen

[Música]

bueno pues entonces ya vimos como las

partes más grandes son el barril el

tornillo la tolva y ya vimos que se

alimenta de pelets de plástico de ramas

de plástico añadimos como deben de ser

las dimensiones del barril a con

respecto al el diámetro del barril con

respecto al largo del barril y vemos

para qué casos se ocupa cada uno

entonces vamos a ver que en el extremo

izquierdo encontramos la turba que

contiene el material del cual se va a

estar alimentando mi extrusión en

general los pellets se alimentan sin

necesidad de presión por puro efecto de

gravedad este se alimenta de los pellets

al tornillo giratorio que está ahí y

entonces voy a tener que la rosca que es

esta cosa de acá que se va a ver

generalmente por un motor eléctrico

va a estar moviendo el material o el

plástico a lo largo de todo el barrio

y entonces lo que voy a tener es que

pueden estar calentar este este material

para eso voy a tener regularmente unas

placas circulares si se fijan los

calentadores empiezan aquí y terminan

acá pero estamos viendo como el bloque

el partido a la mitad entonces en

realidad lo que tenemos ahí es una es

una especie de anillo que recubre al

barril y que van a estar este

y que van a estar calentando el barril

de manera que yo vaya derritiendo los

pellets evidentemente conforme vaya a

por acá en la región de este lado

esta región va a estar más frío conforme

vayan adentrándose en esta región va a

estar más caliente y aseguró que los

pellets se derritan será rentable

entonces ya que están los pellets y

sólidos después la mezcla pasan por los

calentadores y los pellets se derriten

nos queda ya el plástico baboso en el

plástico viscoso y entonces pues gente

voy a tener que la mezcla y el trabajo

del tornillo van a generar más calor lo

que va a mantener su fundido el material

y entonces

hay ocasiones en los que es

importante mantener una temperatura en

específico entonces puede ser que se le

pueda suministrar más calor

al barril

[Música]

pero en general no se requiere calor

externo más allá de los calentadores que

ya se tienen en general e incluso iba a

haber barriles en los que se deba de

enfriar desde el exterior para evitar

que se sobrecaliente el polímero

entonces es bastante importante la

temperatura a la que van a mostrarlos

sus calentadores y procurar mantener

alguna temperatura ya sea

controlada digamos hay temperada y que

habrá casos en los que se requiera un

gradiente de temperatura y habrá casos

en los que se mantenga una temperatura

constante algo todo el verde

entonces ya que tenemos la parte de los

calentadores y que tenemos nuestro

polímero fundido vamos a ver que nuestro

polímero va avanzando hacia la derecha

va avanzando en esta dirección hasta que

llega

hacemos el polímero regularmente el

tornillo del instructor gira más o menos

a 60 revoluciones por minuto

y vamos a ver que el tornillo va a tener

tres funciones y debido a las funciones

del tornillo vamos a ver vamos a dividir

este nuestro extrusión vamos a tener la

sección de alimentación en la que lo

único que hace el tornillo es ir

alimentando la máquina e irá empujando

los pellets en la región caliente la voy

a tener la sección de compresión en la

que voy asegurándome de hecho si se

fijan nuestro tornillo empieza en este

diámetro

y vemos que el tornillo se va haciendo

más ángel se va haciendo más ancho de

manera que yo vaya comprimiendo el

polímero y esto va a asegurar

dos cosas voy a asegurar que el polímero

adquiera una consistencia líquida y que

además yo vaya sacando el aire que se

pueda haber colado entre los pellets del

plástico

a través de la compresión del material

de manera que yo consiga un plástico sin

burbujas plástico un fluido bien estable

cuando menor cante de turbulencia

posible o de burbujas expande

y finalmente llegamos a la sección de la

medición la sección de medición puede

tener que es la parte en la que se hace

un monje no el fluido en la que se

empareja todo digamos

y generó la suficiente presión para

bombearlo a través de la abertura del

troquel antes de llegar de la

a la altura del troquel tengo que pasar

a través de la placa romper la placa

rompedora básicamente se va a encargar

de

si por algún extraño motivo llegaron

pellens y que no tienen nada que hacer

en esa región en la placa rompedora me

aseguro de que los

bolitas de pellets que hubieran podido

sobrevivir hasta aquí una de dos o se

atoren y se vayan yendo hacia los lados

donde van a recibir más temperatura y

presión hasta que se derrita y puedan

fluir o bien hasta que se vayan

acumulando en esta región y pueda yo de

alguna manera

dedicarme a limpiar primero estas partes

del barril cuando se tenga que darle

mantenimiento a la metro la placa

rompedora que es la placa que se va a

encargar de emparejar homogenizar

este

de emparejar y organizar el fluido

polimérica y al final pues bueno debido

a la presión del barril ya que siguen

entrando pelets yo voy a tener una alta

presión en esta en esta región lo cual

va a ocasionar que mi polímero se

comprima hasta la altura hasta la forma

del troquel que tenga que ser que se

requiera para su aplicación y finalmente

cuando sacamos este troquel

voy a tener el polímero extruido en el

que viene este polímero extruido ya

dijimos en la clase anterior que

recuerda un poco su forma su forma

original si se fijan aquí tenemos una

tenemos un diámetro bastante amplio y lo

estoy comprimiendo a una razón de menos

de la mitad del diámetro que tenía y

entonces pueda recordar un poquito sus

propiedades elásticas y entonces va a

quedar regresar a su forma original esta

expansión que sufre en esta región al

sonido del tro que se llama expansión de

toques y hay que tenerla en

consideración a la hora de diseñar

nuestro producto es decir medimos de

esta cosa yo puedo medir el diámetro del

extruido entre el diámetro del lado del

troquel y eso se va a ver hacer la razón

de expansión cuando yo conozca la razón

de expansión de ese polímero bueno puedo

determinar

el diámetro del lado

que me va a dar

la instrucción o el diámetro de

destruido que yo necesita

hasta aquí tenemos todas las partes

desde lo que

ok entonces ya de creo que puedo pasar a

la siguiente

a la siguiente diapositiva bbva

voy a ver en general que la operación

del tornillo va a estar determinada de

más de una manera casi completa por la

forma geométrica del tornillo y por la

velocidad a la que rota o opera el

tornillo que es lo que estamos viendo en

la figura

está en la pantalla

qué

se ilustra en la figura la forma que

tiene que tener el tornillo extrusora en

general el tornillo consiste de estas

paletas o cuerdas estas esta región de

aquí

estas cosas de acá son las cuerdas del

tornillo con las paletas del tornillo y

va a tener una forma de espiral

con un canal entre ellas el canal es

evidentemente este de aquí y es lo que

va a permitir que es donde va a estar

relleno de polímero ese canal

entonces

el canal voy a tener que tiene un ancho

determinado w

winston de chano por sus siglas en

inglés

y una profundidad de ce es decir tiene

ese ancho y tiene esta profundidad

nuestro canal

conforme el tornillo la gira las cuerdas

manera empujando el material hacia

adelante en este caso hacia la derecha a

través de el canal del extremo de la

tolva al extremo de estoque

y entonces voy a tener que el diámetro

de la cuerda en general tiene que ser

menor que el diámetro del barril lo cual

pues es bastante evidente no el diámetro

del barril es este de acá y él

y el diámetro de la cuerda pues es el

que tenemos no se alcanza a ver pero el

diámetro de la cuerda sería

el diámetro que yo voy a tener de

aquí aquí tendremos nuestro diámetro de

4

entonces

regularmente voy a tener un diámetro de

cuerdas como de punto 0 5 milímetros

aproximadamente

y bueno la función es

limitar la fuga del líquido fundido

posterior por la parte trasera del canal

de manera que no se me esté yendo el

polímero por esta región de acá

entonces puede tener que la cuerda tiene

un ancho wv efe que este de acá

aquí en ancho de la cuerda

y me voy a traer regularmente el

tornillo está hecho de acero endurecido

de manera que resista el uso cuando gira

y presiona inclusive contra el interior

del barrio

el tornillo va a tener un paso un flujo

cuyo valor por general se acerca a

dentro de el ángulo de las cuerdas lo

voy a tener determinado

porque ese ángulo ah y es básicamente el

de la l el ángulo de la hélice del

tornillo y se determina con la relación

que tenemos acá

la tangente de a va a ser igual

p entre pi sobre de dónde es el ancho

del tornillo a la distancia de aquí acá

qué tan ancho el tornillo entre pitt por

el dentro del barril en la tangente de

ese ángulo bueno a partir de la tangente

inversa de ese ángulo puedo determinar

el ángulo de las cuerdas de una manera

teórica

entonces voy a tener que el incremento

de la presión aplicada al polímero

fundido en las tres secciones del barril

va a estar determinado por la

profundidad del canal que vamos a ver

que es de s está de acá si se acuerdan

cuando vimos de este lado esa esta

abertura oeste de c ese diámetro del

canal fue disminuyendo entonces conforme

disminuye el diámetro del canal voy a ir

aumentando evidentemente la presión a la

que estoy moviendo

el polímero voy a tener que en la

sección de compresión voy reduciendo s

s de ese es el diámetro del diámetro del

canal

del canal

de manera que yo vaya aplicando más

presión conforme el polímero se van

fundiendo más y más

entonces luego en la sección de medición

voy a tener que el diámetro del canal se

reduce la presión alcanza un máximo

según se restringe el flujo por el

barrio y la placa y la placa siguiente

en la placa rompedor entonces

en general acá web acá muestro las

secciones como si fueran como si fueran

de la misma longitud la sección de

alimentación

compresión y medición

funciona este para polímeros que se

funden bien gradualmente como los

politiqueros de baja densidad pero puedo

tener que para diferentes polímeros las

longitudes óptimas pueden ser diferentes

puede ser que en algún punto existe más

compresión más

más temperatura o que requiera más

medición y bueno ya es cuestión de

diseño

para polímeros cristalinos voy a tener

que la función ocurre de forma de forma

abrupta fueron metal en el punto de

fusión o la temperatura de función de

fusión y por ello regularmente se

utilizan

secciones de compresión más bien

cortitas porque se funden fácilmente

manera mujer entonces no necesito estar

lamentando mucho no necesito estar

moviendo mucho esa cosa puede tener que

los polímeros amorphous y se funden con

mayor lente con con más lentitud se

forman más de se funden más está

despacio y entonces voy a estar que la

zona de compresión debe de ser casi de

toda la longitud del tornillo

y entonces voy a tener que el diseño

óptimo del tornillo va a ser distinto

para cada tipo de materia de material

pero la verdad es que no sean o no se

basen tornillos para cada material

regularmente se utilizan tornillos de

pro con tornillos del propósito general

y chinchiná regularmente recuerda se

regula la temperatura a través de los

calentadores

y entonces de acá ya tenemos terminamos

con esta parte y dice acá

y agregó que finalmente llegamos al

polímero llevamos al polímeros y la

placa rompedora donde esta pantalla o

placas y rompedora contienen agujeros

pequeñitos

qué sirven para filtrar los

contaminantes y grumos de

[Música]

del plástico fundido y la otra es que

sirven para generar presión extra en la

sección de medición y finalmente la

última aplicación que tiene esta placa

rompedor es forzar el flujo del polímero

fundido y de alguna manera intentar

borrar un poquito la memoria del

movimiento circular que se impone en el

tornillo de manera que no te quede por

aquí un fluido si no estuvieran placas

rompedor a lo mejor te quedaría un

fluido ahí medio espiral cuando llega la

placa rompedora lo que hace es que te

quede un flujo laminar

con su culinaria

en general esa función lo que hace es

digamos aliviar o aliviar un poquito de

la propiedad viscoelástica del poli pero

si el flujo no se fuerza el polímero

querría repetir la historia de girar

dentro de dentro del bloque y bueno

tendríamos un extruido distorsionado

cortado y de alguna manera como estos

bombones de trenza quedaría así mi

polímero entonces para eso es necesario

tener mi placa rompedor

y entonces voy a tener que hasta aquí

vimos lo que es la

ya podemos con el chivas ya vamos a

empezar vimos lo que es un extrusión de

un solo tornillo sin embargo hay

instructores que son extrusiones de

tornillos gemelos y también ocupan un

lugar importante en la industria en

estas máquinas los tornillos son

paralelos

control 2 aquí está voy a tener

tornillos para que los tornillos que

están en esta sección los dos están uno

junto al otro

y en este caso los

tornillos gemelos regularmente se usan

para plc rígido que es un polímero

difícil de destruir o materiales que

requieren una mayor mezcla como se dice

coloquialmente más mezcla maestro

y entonces hasta aquí terminamos de ver

las propiedades que definen este

que definen nuestros usuarios y vemos

que la cantidad de flujo

el diseño en general del extrusora

depende casi en la totalidad del

tornillo de qué características bueno

del ancho del canal del ancho de la

cuerda del diámetro del canal diámetro

del diámetro del barril y ángulo de la

cuerda evidentemente el ángulo de la

cuerda modifica mucho cómo se me están

viendo nuestro plástico a lo largo del

canal

hasta aquí alguna duda

no deporte no

o ping

y entonces pasamos pues a lo que si

vamos a empezar a realizar un poquito

el narón ser un análisis de la extrusión

ahora sí hablando un poquito más de

manera matemática

entonces vamos a ver ahorita

los aspectos importantes de la

instrucción al problema en general

les digo que hagan un trekking game

décadas escribo en general

voy a tener que conforme el tornillo

gira dentro del barril nuestro polímero

fundido se va a estar moviendo hacia

adelante en dirección hacia el troquel

el sistema es muy similar al de un

tornillo de arquímedes y saben lo que es

un tornillo de arquímedes

al

mismo

suscríbete

es básicamente una bomba de agua esto es

lo que hace un tornillo de arquímedes

aquí lo pueden ir viendo

aquí está

ustedes lo que tienen es que el agua

entra por el fondo del tornillo de

arquímedes y viaja hacia arriba

es una bomba mecánica

y les va lo que hacen es consiguen un

tornillo a ver si se alcanza a ver cómo

funciona

no se ve

le damos para atrás aquí está

y apetitos premium chavos

pero la las cuerdas más aquí está

es lo que tienes por acá tienes un lápiz

y es el mismo principio por el cual se

va moviendo

a estas bombas funcionando las bombas

vemos acá como el tornillo hecho de esta

cosa va recogiendo agua conforme va

girando mi tornillo

y vas logrando que el balín o que las

semillas o el agua en particular

se vayan moviendo en la dirección que te

gusta si mandas la dirección que tú

necesites

si se entiende mal eso es básicamente

todo el tornillo de arquímedes es una

forma de hecho este tornillo de 2000 es

todavía una forma que se utiliza para

extraer petróleo del subsuelo

a esta creo que entiendo lo que es un

tornillo de arquímedes y entonces el

mecanismo principal de este tornillo va

a ser una cosa que se llama el flujo de

arrastre que resulta de la fricción

entre el líquido viscoso y las

superficies que se mueven en las que se

mueve que va a ser el barril

estacionario y el canal del tornillo

entonces

lo que vamos a tener es pues que digamos

que la placa móvil tiene una cierta

velocidad ve dónde está la placa móvil

es la velocidad de la placa o el fluido

en metro sobre segundo

y entonces se puede pensar que la

velocidad promedio del fluido es sobre 2

eso nos da como resultado este 0.5 b

entonces estamos deduciendo el flujo a

través de la velocidad promedio que

sería un medio debe x

lo que sería el gasto volumétrico que

sería la velocidad con la que se mueve

el flujo por d por w donde d es la

distancia entre placas y w es el ancho

per es el archivo perpendicular de las

placas en dirección de la velocidad si

se fijan eso de ahí yo no puedo modelar

de la siguiente manera esto no va esto

tampoco lo podemos mover así

podemos modelar lo entonces tenemos

0.5 por una velocidad por la distancia

entre las placas que está dado en metros

por el doble o que es el ancho

perpendicular a la dirección de las

placas el doble

y dijimos el w es lo que tenemos por el

ancho como perpendicular del canal que

es perpendicular al área

ahora le pasa

y eso también queda

en metros de manera que ve por d por w

nos quedaría 0.5 por una velocidad que

queda en metro sobre segundo por el

ancho de que está en metros por la

distancia perpendicular que queda

también en metros esto nos da nos da en

unidades de metros cúbicos sobre segundo

que efectivamente es una unidad

de flujo o de caudal quedamos que íbamos

a llamar en esta clase

entonces este es como que el principio

básico es la velocidad con la que se

mueve un fluido por el área con la que

se mueve

por el área transversal que atraviesa

ese fluido por el ancho del canal ahora

lo que sigue es que yo puedo determinar

esas este esas cantidades en términos de

los parámetros del tornillo

la velocidad a la que se mueve el

tornillo voy a tener que se mueve a una

velocidad de

[Música]

luchita llegamos quería poner esto

por depor en donde voy a tener que el

día n es el diámetro de la cuerda n es

la velocidad de rotación al del tornillo

en rotaciones sobre segundo o en

ejercicio en uno sobre el segundo

y voy a tener el pib por el consejo de a

que el pie está relacionado con que el

barril tiene una forma circular y el

coseno del ángulo es qué tan rápido voy

a ir empujando nuestro polímero rompió

habíamos dicho que entre más variable el

ángulo del tornillo pues iba a estar yo

moviendo el flujo de una manera distinta

entonces la velocidad al final del día

va a venir siendo proporcional a el

diámetro del barril la velocidad a la

que se mueve el tornillo y el ángulo de

la cuerda del tornillo

entonces esto nos da pues nuestro gasto

o caudal volumétrico por arrastre que es

lo que va a representar nuestro q d

luego voy a tener que estar

aquí me equivoqué esto no es una de las

de la de revisar esto

hoy

entonces

queda bien ahora

entonces voy a tener lo que sigue en

términos generales voy a definir el

gasto volumétrico como un medio para

como la velocidad promedio que 0.5 por

ver la evolución del flujo por la

distancia de que recorre que en la

estancia del canal por el área

transversal que recorre esto espero que

lo hayan visto en termodinámica que son

distintas y me parece que serán éstas

[Música]

estoy bien está el terror dinámica pero

si no lo hubieran revisan para darle una

una repasadita como

cualquier cosa que no entienda mal

entonces ahí vamos a deducir esa cosa de

ella

[Música]

y entonces voy a tener lo exige

voy a tener pues que me gasto mi caudal

como dijimos que se llamaba es el gasto

volumétrico programa por arrastre este q

d

va a ser mi gasto

volumétrico

por arrastre y está dado como 0.5 por la

velocidad a la que se desplaza el flujo

por la distancia que recorre y el área

transversal que atraviesa no puede

perder una manera de esta manera no

tiene

[Música]

una sección del tubo de este lado y

ustedes les interesa saber

cuál es el volumen de flujo que pasa a

través de esa cosa y bueno pues lo que

necesito saber para saber cuántos metros

cúbicos fluyen por segundo sería saber

cuántos metros cúbicos hay en esta

sección transversal para sacar los

metros cúbicos que hay en ese tubo sería

el largo que sería de por el área que

sería esto que será lo mismo qué área de

la base por altura y lo multiplicas ese

volumen me interesa ver en cuánto tiempo

lo estás recorriendo

entonces aquí nada más entrar ya como

que tan rápido lo atraviesa s

ese flujo no

entonces de este lado ya nada más te

quedaría lo mismo es

si te fijas esto me queda la distancia

que es esta y esto acá me queda metros

sobre segundo por metros que viene

siendo

metros cuadrados sobre segundo o bien lo

estás definiendo como la velocidad con

la que se mueve el flujo distancia sobre

tiempo que es la velocidad por el

volumen que recorre en ese tiempo

ok entonces esto me queda así

y entonces luego le dije que la

velocidad con la que se mueve mi flujo

va a estar relacionada como

y por el diámetro del valle por n por el

coche no del ángulo

donde si se fijan esto me quedaría

este diámetro estén metros esto acá

están unidades de frecuencia de uno

sobre segundo el coseno no tiene

unidades entonces la velocidad ya me

queda el metro sea como es el metro

sobre segundo como debe de ser

y entonces luego yo tengo que el de este

de acá

va a venir siendo el diámetro del canal

y luego puede tener que el ancho de la

sección transversal va a ser el ancho

del canal

y esto yo lo puedo identificar como

y orden por la tangente de a menos

wv por el cause en orea

esto sale de consideraciones

trigonométricas y entonces cuando yo

tengo estas tres ecuaciones

yo puedo

determinar

el ancho del canal como sigue esto me

quedaría como

y por d

tangente de a

con seno de al menos

doble uve

d

ahora estoy asumiendo que este w de acá

es el ancho de la cuerda el ancho de la

cuerda vendría siendo

este ancho de aquí voy a subir que este

ancho de la cuerda es tan chiquitito que

es despreciable desde el punto 001

milímetros punto 0 5 milímetros algo así

por lo tanto ese término como w

este w es mucho menor que uno entonces

todo este término es mucho menor que uno

y lo voy a despreciar lo voy a ventanas

de tal manera que solamente me queda

esto de acá que el ancho de la cuerda

sólo vendría determinando cómo y por d

por tangente por el coseno pero la

tangente que damos que es seno de a

entre el coseno dea por el consejo de a

se van éste con este y entonces llegamos

a que el doble o el ancho del canal es

meramente pi por d

por el seno de a

cuando sustituyó la ecuación para la

velocidad y para el ancho de la cuerda y

para d en el gasto

esto me queda q de es igual a 0.5 por la

velocidad que spears por d por n

por el coseno de a

por de que es el diámetro del canal por

doble aunque es el el ancho del canal

que es el borde

por el seno de a

esto nos da como resultado un gasto un

gasto volumétrico de 0.5

pi cuadrado del cuadrado por n por ende

del canal

por el seno del ángulo

por el coseno del ángulo ar

es

el seno

s dónde salió

nuestro inverso de la gente

e

desde

en el anterior debe que

no puedes despreciar lo esa era la

unidad

ok eso viene de una identidad

trigonométricas y viene en billy

vulgarmente de que la tangente de teta

está definida como el coche no detecta

entre el perdón res

es una identidad trigonométricas la

tangente de 30 s a 3000 igualmente

y entonces estas cosas y llegas hasta

este punto

después ya de aquí ya que tienes este

este flujo hasta aquí llegamos con

el flujo de esta manera ya pones por acá

todas las

acuérdense que es

una minúscula

todo lo demás está me parece que bien

y aquí están todas las variables que

representan esas cosas en general

los problemas de esta unidad van a ser

del tipo fórmulas o les van a dar

diferentes datos y ustedes tienen que

deducir los demás entonces no hace falta

que memoricen como el proceso de

obtención de la fórmula

creo que vale más la pena que vayan

haciendo su formulario

en el que sepa identificar

qué significa

cada variable este gasto volumétrico

digamos que es la velocidad de flujo

el volumen de plástico que sale por

segundo a través del extrusora y depende

de las variables que vemos ahí a la

derecha

es un formulario

que es el gasto que sale de la es igual

a 0.5 por estas cosas de acá

donde me dice

cada una de estas cosas al final del día

lo que usted va a consistir el día que

vayan a la industria en decir bueno

necesito que me extrusora tenga un flujo

de tantos metros cúbicos por segundo

diseñan el tornillo ah bueno oye cenamos

tiene que tener un diámetro

diámetro del barril tal tiene que girar

a tal velocidad tiene que tener un

diámetro de cuerda tal y el ángulo de la

cuerda debe de ser tal

y entonces es piel y vulgarmente un

fórmulas o la otra es hacer una

simulación de flujo mediante ecuaciones

diferenciales parciales no creo que les

pidan tanto pero pero bueno si es así se

hace en modo pero eso requiere técnicas

matemáticas más avanzadas lo que sigue

esto lo que acabamos de ver aquí es

un flujo cuando no hay fuerzas que

resistan el movimiento del polímero en

general esto sería como la descripción

más razonable al gasto del polímero es

un fundido dentro del extrusora sin

embargo cuando estoy cumplimiento el

polímero fundido a través del troquel

se crea una contra presión en el vale

que reduce el material que se mueve

o reduce el flujo de arrastre

dentro del troquel o dentro de dentro

del barril a esa cosa le voy a llamar

flujo de contra presión que

evidentemente también depende de las

dimensiones del tornillo de la

viscosidad del polímero fundido y el

gradiente de presión a lo largo del

barril

todas esas eco a todas esas

ecuaciones se reducen directamente en el

flujo de contra presión de este lado en

el que se toman en cuenta las el ancho y

el diámetro del barril diámetro del

canal ángulo de la cuerda viscosidad del

fluido y esto de aquí de pendiente es el

gradiente del gradiente de presión

que hay en el mar

[Música]

i

pero esto yo pienso que

ya de aquí lo que sigue es trabajar un

poquito con

[Música]

con estos grados

podría esperarse tanto para poder

comprarla a la fórmula simple

y por supuesto desde luego

he dicho que está aquí la vamos a dejar

en la clase de la clase de hoy y vamos a

dejarlo