PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION _________________________________ HOJA 1 .

P1 (JUNIO 2003).- Para fabricar un perfil rectangular de Nylon de seccin transversal: 20 mm x 5 mm, se

utiliza un tornillo extrusor simple. La velocidad de salida es de 50 m/min.

Despreciando el efecto de hinchamiento a la salida del dado y suponiendo comportamiento newtoniano del

polmero fundido ( )2.400 N sm

= , determinar la velocidad de rotacin del tornillo, en revoluciones por

minuto, as como la presin de operacin.

Los parmetros geomtricos de la zona de dosificacin del tornillo y del dado son:

Zona de dosificacin

Dado.

Longitud : L1 = 600 mm Longitud L2 = 80 mm

Dimetro : D = 150 mm Anchura T = 20 mm.

Profundidad del canal: H = 4 mm Espesor h = 5 mm.

Angulo de la hlice: = 17 R.- 12.8 MPa, 45.8 rpm

P2.- Calcular la presin de operacin y el caudal volumtrico de salida ( )3m s , de la siguiente configuracin extrusor-dado:

Extrusor

Dado.

Longitud zona dosificacin: L1 = 500 mm Longitud L2 = 40 mm

Dimetro: D = 40 mm Radio R2 = 2.5 mm.

Profundidad del canal: H = 4 mm

Angulo de la hlice: = 17 Velocidad de rotacin del tornillo N = 60 rpm

La viscosidad del polmero fundido, que se considerar newtoniano, es de 1000 N.s/m2.

P3 (JUNIO 2003).- Para fabricar una tubera de polietileno de alta densidad (PEAD) se utiliza un tornillo

extrusor simple que opera a una velocidad de rotacin de 60 rpm y un dado anular. Los parmetros

geomtricos de la zona de dosificacin del tornillo y del dado son:

Zona de dosificacin Dado.

Longitud: L1 = 500 mm Longitud: L2 = 200 mm

Dimetro: D = 160 mm Radio interior: R1 = 40 mm.

Profundidad del canal: H = 6 mm Radio exterior R2 = 45 mm.

Angulo de la hlice: = 17

Despreciando el efecto de hinchamiento a la salida del dado y suponiendo comportamiento

newtoniano durante el flujo del polmero fundido ( )2.1000 N sm

= , determinar la velocidad de

produccin de salida (m/s) as como la presin de operacin.

R.- 13.71 MPa, 0.143 m/s

PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 2.

P4.- Una barra acrlica se extruye a travs de un dado en forma de capilar cuyas dimensiones son:

Longitud = 10 mm, Dimetro = 2 mm

Si el caudal volumtrico de salida es de 33 mm3/s, determinar el dimetro final de la barra despus de

extruida.

P5.- Calcular la presin de operacin y la velocidad de salida (m/s), de las siguientes configuraciones

extrusor-dado:

Se despreciar el hinchamiento a la salida del dado.

R.- (a).- 26.2 MPa, 0.589 m/s (b).- 18.86 MPa, 0.708 m/s

PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 3.

P6.- Un tubo de polietileno se extruye a travs de un dado anular uniforme con radio interior de 9 mm y

exterior de 11 mm, con una velocidad de salida de 33 mm/s (antes del hinchamiento). Despreciando los

efectos de tensin en el flujo, calcular el dimetro y el espesor del producto extruido.

R.- 13.6mm, 3.7.mm

P7 (JUNIO 2004).- Una barra acrlica de 20 mm de dimetro se extruye a una velocidad de salida de 3

m/min (despus del hinchamiento). Los dados disponibles tienen los siguientes dimetros: 12 mm, 14 mm

y 16 mm. Determinar el dado ms conveniente y calcular el error que nos da en el dimetro del producto

extruido.

La variacin del hinchamiento radial con la deformacin de cizalladura recuperable, es como sigue:

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

BR 1.0 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1

El mdulo de cizalladura, G, de la resina acrlica es 3x104 N/m

2.

R.- 12 mm, 3.15 %

PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 4

P8(JUNIO 2004).-Para fabricar un perfil rectangular (20 mm x 5 mm) de polimetacrilato de metilo (PMMA)

se utiliza un tornillo extrusor simple, que opera a una velocidad de rotacin de 60 min

revoluciones

uto y un dado

de seccin transversal rectangular.

Los parmetros geomtricos de la zona de dosificacin del tornillo y del dado son:

Zona de dosificacin Dado.

Longitud , L1 = 600 mm Longitud , L2 = 80 mm

Dimetro, D = 150 mm Anchura W = 20 mm.

Profundidad del canal, H = 4 mm Espesor d = 5 mm.

Angulo de la hlice, = 17

Despreciando el efecto de hinchamiento a la salida del dado y el flujo de fuga y suponiendo comportamiento

newtoniano durante el flujo del polmero fundido 2

.1000

N s

m =

, determinar la velocidad de produccin de

salida min

m

uto

, as como la presin de operacin.

PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 5

P9 (SETIEMBRE 2004).- Se ha de fabricar una barra rectangular de resina acrlica de anchura 25 mm y

espesor 2 mm a una velocidad de 2 min

m (despus del hinchamiento). Las boquillas disponibles tienen las

dimensiones siguientes:

12 mm x 0.7 mm , 15 mm x 0.85 mm y 18 mm x 1 mm

Determinar cual es la ms adecuada y calcular el error absoluto del rea de la seccin transversal que tendr

la barra rectangular extruida.

El modulo de cortadura del polmero fundido es 4

6 10x 2

N

m y se supondr que las boquillas son lo

suficientemente largas de tal modo que el hinchamiento es debido solamente a deformacin por corte. Los

datos de viscosidad se dan en la figura 1 y las relaciones entre hinchamiento y la deformacin por corte

recuperable en la figura 2.

FIGURA 1

FIGURA 2