Perfil dados

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Matrices de perfil

Este es el nombre que se le da a las matrices o dados utilizadas para la producción de extrudidos con secciones transversales complejas y, a menudo, asimétricas. Debido a la falta de simetría, puede resultar difícil obtener la sección transversal correcta. Resistencia al flujo diferencial Las variaciones en la resistencia al flujo en una sección transversal de la matriz pueden dar como resultado diferentes velocidades de flujo en diferentes partes del extruido. Esto hará que el extruido se doble al salir del troquel. La velocidad del flujo se puede igualar sobre el perfil mediante el uso de una longitud de tierra variable sobre el perfil o mediante el uso de placas de restricción en el canal de flujo, donde hay una tendencia a un flujo demasiado rápido. El hinchamiento diferencial de la matriz también puede distorsionar el extruido. El oleaje de la matriz está directamente relacionado con el esfuerzo cortante en el terreno. A medida que aumenta el esfuerzo cortante, también se hincha la matriz. Estos factores de complicación han hecho que el diseño de matrices de perfiles sea una habilidad basada en la experiencia y el ensayo y error, más que en una metodología de ingeniería exacta. Sin embargo, el uso de CAE ha permitido al procesador diseñar matrices de perfiles complejos con una precisión constante. Matrices seccionadas Muchas matrices de perfil se dividen en secciones. La matriz se corta en una dirección perpendicular a su eje mayor. Entonces es posible cambiar las secciones para producir perfiles ligeramente diferentes o alterar las secciones en el proceso de desarrollo del troquel. Al diseñar una matriz de perfil seccionado, debe recordarse que el canal de flujo debe cambiar de tamaño gradualmente y que los puntales de soporte (brazos de araña) deben simplificarse.

Enfriamiento

Los plásticos comerciales son malos conductores de calor. Además, tienen altos calores específicos y con frecuencia tienen poca estabilidad térmica. Esto significa que resistirán la absorción de energía térmica y una vez absorbida resistirán renunciar a ella. Y la exposición prolongada a este calor absorbido puede causar degradación. Además, se debe eliminar el calor de un termoplástico formado para que la pieza conserve su forma. Debido a las malas propiedades de transferencia de calor de los termoplásticos, la etapa de eliminación de calor puede controlar la tasa de producción. En general, los polímeros semicristalinos requieren más calor para elevarlos a sus temperaturas de procesamiento que las resinas amorfas. Este calor adicional, que se requiere para fundir los cristales de polímero, también debe eliminarse cuando la pieza se enfría.Enfriamiento del extruido

El calor contenido en un extruido fundido se pierde en el aire circundante o en el sistema de enfriamiento / extracción. Los extruidos de polímero se enfrían más comúnmente con aire o agua. Es mejor enfriar todos los lados del producto, sin embargo, esto no siempre es posible. Puede ser necesario, especialmente para los extruidos gruesos, enfriar diferentes partes a diferentes velocidades. Esto es especialmente cierto para materiales semicristalinos o rellenos que pueden deformarse si se enfrían de manera desigual. El objetivo debería ser enfriar el producto extruido lo más rápidamente posible y, al mismo tiempo, garantizar que se eviten defectos tales como mala apariencia de la superficie, cambios en las propiedades físicas, etc. Por ejemplo, con productos de paredes gruesas, puede usarse agua caliente inicialmente para evitar que el exterior del extruido se enfríe demasiado rápido.

Cálculos de calor

La cantidad de calor contenida en una masa fundida de polímero se puede calcular si se conocen la velocidad de salida, el calor específico del polímero y la temperatura de la masa fundida. A partir de la tasa de salida podemos obtener la masa / tiempo y calcular el contenido de calor o la entalpía a partir de:

Contenido de calor = (Masa) Polímero X (Calor específico) Polímero X [(Temperatura de fusión) Polímero - (Temperatura final)]

Los contenidos de calor calculados para varios polímeros, usando una temperatura de procesamiento típica para la masa fundida y 20°C como temperatura final, se muestran en la Tabla 15 (deben anotarse las diferencias entre amorfo y semicristalino). Dado que el calor específico cambia con la temperatura, se usa el valor promedio sobre el rango de temperatura (el calor específico tiene unidades de cal / g˚C, J / Kg˚K o Btu / lb˚F). Si se pueden estimar las pérdidas de calor al entorno, el contenido de calor se puede utilizar para calcular la cantidad de agua necesaria para enfriar el polímero extruido.

Material	Temperature de Fusion/Molde		Differencia	Calor especifico	Calor a eliminar
	(˚C)	(˚C)	(˚C)	(Jkg^-1K^-1)	(Jg^-1)
FEP	350	200	150	1600	240
PES	360	150	210	1150	242
CA	210	50	160	1700	272
CAB	210	50	160	1700	272
CP	210	50	160	1700	272
PEEK	370	165	205	1340	275
PET	240	60	180	1570	283
PETP(C)	275	135	140	2180	305
PEEL	220	50	170	1800	306
POM	205	90	115	3000	345
SAN	240	60	180	1968	354
BDS	220	35	185	1968	364
PC	300	90	210	1750	368
ABS	240	60	180	2050	369
PMMA	260	60	200	1900	380
PPS	320	135	185	2080	385
PS	220	20	200	1970	394
ASA/AAS	260	60	200	2010	402
HIPS	240	20	220	1970	433
PPO	280	80	200	2120	434
PSU	360	100	260	1675	436
PETP(A)	265	20	245	1970	483
PA 11/12	260	60	200	2440	488
PA 6	250	80	170	3060	520
LDPE	210	30	180	3180	572
PA 66	280	80	200	3075	615
PP	260	20	240	2790	670
HDPE	240	20	220	3640	801