Cabezas Derechas o Rectas

Cabeza para extrusión normal

Es el tipo mas sencillo y común. La dirección del eje del husillo coincide con la dirección del material extrudido; este es constituido por apenas un tipo de material y no posee cualquier tipo de insertos (textiles o metálicos). Este tipo de cabeza es adecuado por extrusión de tubos, perfiles, cordones, etc., con salidas sencillas o múltiples (Figuras 12 y 13).

Fig. 12 – Cabeza recta (esquemático) (Cortesía de KCM, S.L., España)

Fig. 13 – Cabeza recta con salidas múltiples (Cortesía de KCM, S.L., España)

 

Cabeza para extrusión de placas o tiras anchas a partir de un tubo

La dirección del eje de husillo, en este caso, coincide también con la dirección del extrudido. El cabezal es concebido para la extrusión de un tubo de pared gruesa (el espesor de la placa deseada) de grande diámetro (el perímetro es igual al ancho de la placa a obtener); en la salida del dado se coloca una lamina de corte que abre longitudinalmente el tubo, cambiando a placa o hoja. Este tipo de cabeza es adecuado para la extrusión de placas o hojas para variadas aplicaciones (Figura 14).

Fig. 14 – Cabeza recta para obtención de placas a partir de la extrusión de un tubo (Cortesía de KCM, S.L., España)

 

Cabeza para extrusión de placas, tiras anchas o camelback

La dirección del eje del husillo, en este caso, también coincide con la dirección del extrudido. En este caso la cabeza es concebida por forma a hacer el material convergir hacia un plano preferencial, permitiendo así obtener productos extrudidos cuya sección tenga un ancho muy superior a su espesor y que es aun superior a 2 a 2.5 veces el diámetro del husillo la extrusora. Este tipo de cabeza es adecuado para la extrusión de bandas de piso para el fabrico de neumáticos, de bandas de piso para el recauchutado de neumáticos (camelback) y de hojas y bandas para variadas aplicaciones (Figura 15 y 16).

Fig. 15 – Cabeza recta para obtención de placas, tiras o camelback (esquemático) (Cortesía de KCM, S.L., España)

 Fig. 16 – Extrusora con cabeza recta para obtención de bandas de piso para neumáticos y recauchutado (camelback) y placas o tiras (Cortesía de KCM, S.L., España)

 

Los materiales extrudidos están exentos de aire y, si existir elementos filtrantes, también exentos de impurezas, por lo que pueden ser de inmediato vulcanizados en prensas convencionales o en rotocura. La obtención de placas de caucho celular por este proceso es una de las aplicaciones concretas de este tipo de equipo.

 

Cabeza para filtración

(véase también el capítulo “Filtrado de Compuestos de Caucho” en Mezcladores Internos)

Este tipo de cabeza tiene una configuración especial, con un diámetro superior al diámetro exterior del cuerpo de la extrusora, permitiendo así la salida del material filtrado por un área sensiblemente igual a la de la sección del cuerpo de la extrusora. En este caso el dado es sustituido por un conjunto de elementos filtrantes – 2 a 3 rejillas metálicas, con distintas aberturas; este conjunto de redes es soportado por un disco em acero, con un elevado número de perforaciones, con alrededor de 8mm (para la extrusoras de más grande diámetro).

La operación de filtración tiene por objetivo la eliminación de impurezas contenidas en los compuestos de caucho. La presencia de impurezas en los compuestos de caucho que se utilizan en la producción de cámaras de aire, membranas, revestimiento de cilindros y de otros productos, es muy crítica.

Como consecuencia del trabajo de filtración, se obtiene también una sensible mejoría en el grado de dispersión y de homogenización del compuesto de caucho, además de la remoción de las no deseadas impurezas.

En el decurso de la operación de filtración el elemento filtrante se va quedando obturado con impurezas, de eso resulta una subida de presión en la extrusora, una caída en la presión de salida y en el flujo de material filtrado, una subida de la temperatura en especial en la cabeza, debido a las elevadas fuerzas de atrito y, también, una subida en la potencia consumida por el motor. Antes que el proceso sea técnicamente imposible, se debe proceder a la sustitución de los elementos filtrantes.

Los filtros pueden ser de dos tipos: continuos o descontinuos. Los primeros, como el mismo nombre indica, permiten la sustitución del elemento filtrante sin una perdida de tiempo significativa, aun que originen siempre una bajada en el ritmo de producción. Los filtros del segundo tipo obligan, necesariamente, a una interrupción más o menos prolongada del proceso, lo que depende de la concepción del sistema y de la aptitud del operador. Estas interrupciones son todavía más prolongadas cuando hay que filtrar compuestos de caucho ya acelerados, pues en este caso el paro obliga a una limpieza completa de la extrusora-filtradora, con el consiguiente desperdicio de tiempo y de material.

Las extrusoras-filtradoras son normalmente máquinas muy robustas y son movidas, por lo general, por motores con potencia superior a los que regularmente equipan las extrusoras comunes, de igual diámetro y largo de husillo.

En las extrusoras-filtradoras el husillo posee también una configuración especial. Son normalmente alimentadas en caliente. Como las cabezas de filtración son usualmente pesadas, ellas son movidas eléctrica, hidráulica o neumáticamente; el accionamiento manuel, aun que con el apoyo de un polipasto es también posible, pero más tardado y penoso.

El material filtrado puede ser utilizado, si está acelerado, o puede esperar para una fase subsecuente. Se puede dejar enfriar al aire, en trozos, o pasar a un molino abierto y formar una manta.

Las extrusoras-filtradoras son también equipos esenciales en una línea de producción de caucho regenerado, de buena calidad.

La operación de filtración se puede efectuar en simultaneo con la extrusión de un articulo de caucho (un perfil, un tubo, etc.), utilizando un sistema estacionario de filtrado (Figura 17). Para eso se instala en la cabeza de le extrusora un sistema filtrante, compuesto por dos o tres rejillas de aberturas distintas (la más fina es siempre instalada del lado del dado) y un disco de acero perforado. Aquí se coloca el mismo problema que ya platicamos cuando hablamos de la filtración del compuesto de caucho: a medida que la operación avanza, el sistema filtrante se queda más y más obturado, hasta que el rendimiento de la extrusora se empieza a quedar afectado, así como la calidad del extrudido (su forma y dimensiones). Si existir un manómetro para medir la presión en la cabeza, se observa una elevación de presión; y el valor de esta puede ser una información correcto de que es tiempo de sustituir el elemento filtrante.

Fig. 17 – Extrusión de artículos de caucho con filtración simultanea (sistema de filtración estacionario)

 

Cabeza para alimentación de calandrias

La configuración geométrica de este tipo de cabezas se asemeja a la boquilla de un silbato; este hecho permite que la salida del material se haga directamente entre los dos rollos de una calandria. Esta técnica, que combina una extrusora y una calandria de dos rollos permite sustituir las mas onerosas calandrias de 3 o 4 rollos, con la ventaja de posibilitar la obtención de materiales calandrados con espesores de 2 a 25 mm, con elevado rigor dimensional, exenta de burbujas de aire. Esta misma operación cuando hecha en los equipos tradicionales es difícil, costosa (concretada normalmente en varios pasos: 2, 3 ,4 o más pasos, y ni siempre exenta de desperfectos. En la Figura 18 se muestra una cabeza de este tipo.

Fig. 18 – Cabeza para alimentación de calandrias (roller-head, pormenor) (Cortesía de KCM, S.L. España)

 

En la Figura 19 se presenta un conjunto roller-head, constituido por una extrusora con las características antes presentadas y por una calandria de dos rollos, complementada por enfriamiento y bobinado del material calandrado.

 Fig. 19 – Extrusora con cabeza para alimentación de calandrias (Roller-head) (Cortesía de KCM, S.L., España)