L'
estrusione
e un processo di produzione
industriale
di
deformazione plastica
che consente di produrre pezzi a sezione costante (ad esempio tubi, barre, profilati, lastre). Viene utilizzata per i
materiali metallici
(come l'
acciaio
, l'
alluminio
, il
piombo
, o il
rame
),
materie plastiche
(come la
gomma
o
materiali termoplastici
) e in generale per quei
materiali
che abbiano elevata
plasticita
.
[1]
Possiamo trovare traccia di primi tentativi di procedimenti di estrusione gia sul finire dell'800, ma soltanto al termine della seconda guerra mondiale l'incremento dello sviluppo di materie termoplastiche come
polipropilene
e
polietilene
fece si che tali procedimenti ottenessero lo status di principali tecnologie utilizzate per la lavorazione delle materie plastiche
[2]
L'estrusione consiste essenzialmente nel forzare per compressione il materiale, allo stato pastoso, a passare attraverso una
sagoma
("matrice" o "filiera") che riproduce la forma esterna del pezzo che si vuole ottenere.
[3]
Se la sezione di questo e cava, sara presente un'anima che riprodurra il profilo della cavita interna. All'uscita dalla matrice il materiale viene raffreddato o, nel caso della
gomma
, sottoposto a
vulcanizzazione
. Nel caso delle
materie plastiche
, la compressione del materiale a monte della matrice e ottenuta attraverso una vite senza fine semplice o doppia (
vite di Archimede
), che spinge il materiale verso la testa di estrusione. Nel caso delle materie plastiche il materiale viene introdotto sotto forma di granuli ("
pellet
") o in polvere; il calore prodotto dall'attrito con le pareti dell'
estrusore
e da
resistenze elettriche
ne causa la "fusione" (nel caso di polimeri cristallini) o il "rammollimento" (nel caso di polimeri amorfi o semicristallini). Nel caso delle
fibre
tessili la testa di estrusione e chiamata
filiera
. Per i metalli si usano
macchine
a
pistone
.
Mediante opportuni accorgimenti (matrici con parti mobili) si riescono ad ottenere profilati in gomma a sezione variabile, come ad esempio alcuni tipi di
guarnizione
per le porte degli
autoveicoli
.
L'estrusione puo avvenire secondo due metodologie:
- estrusione diretta
- estrusione inversa.
Nel caso dell'estrusione diretta, il materiale viene compresso da una parte dal pistone e fuoriesce dalla parte opposta, dove e posizionata la matrice. In altre parole la direzione di efflusso del materiale e concorde al moto del pistone. In questo caso la forza necessaria all'estrusione decresce in modo costante con la diminuzione della quantita di materiale da estrudere all'interno del recipiente. Nella parte finale del processo si avra un aumento della forza necessaria all'estrusione poiche il materiale, diventato molto sottile, potra fuoriuscire radialmente dalla matrice.
Nel caso dell'estrusione inversa invece la matrice e solidale al pistone, il quale presenta una cavita centrale in modo da permettere l'uscita del prodotto estruso, in direzione opposta al moto del pistone.
Nell'estrusione inversa si ha il vantaggio di avere minori
forze di attrito
. Infatti non vi e moto relativo tra il materiale e la parete del contenitore. Le pressioni che invece possono essere esercitate dall'azione del pistone sono minori rispetto al caso dell'estrusione diretta e rimangono pressoche costanti durante l'intera durata del processo.
Una variante del processo di estrusione e la
coestrusione
, in cui si lavorano contemporaneamente materiali diversi, che escono dalla matrice accoppiati, cosicche si ottengono, ad esempio guarnizioni con un'anima rigida (che funge da supporto) e una parte esterna morbida (che garantisce una buona ermeticita).
La
pultrusione
(dall'inglese
Pulling-extrusion
, ovvero "tirare" e "estrusione") e un processo affine all'estrusione, che permette di ottenere profilati plastici rinforzati da fibre, ad esempio
polimeri
rinforzati da
fibre di carbonio
o di
vetro
.
In questa tecnologia le fibre vengono tirate attraverso la matrice, e contemporaneamente si estrude il materiale plastico (in genere
termoindurente
) che le impregna e le ingloba. I prodotti sono
tubi
, pali e simili elementi strutturali cilindrici.
Alcuni materiali che possono essere lavorati tramite estrusione sono:
Con l'estrusione possono essere fabbricate ad esempio
piastre
,
tubi
e
profilati
senza saldature con sezione costante per tutta la loro lunghezza, ma anche guide in
laminato plastico
o tubi flessibili di lunghezza indefinita e generalmente avvolti su bobine.
Mediante una particolare variante dell'estrusione, detta "
stampaggio per soffiaggio
" (in
inglese
blow molding
), vengono fabbricati contenitori in materiale plastico, come bottiglie o
barattoli
, ma anche serbatoi per carburante. Nello stampaggio per soffiaggio un tubo flessibile estruso ("
preforma
" o "
parison
") viene circondato da uno stampo e soffiato con aria compressa contro la parete interna dello stampo.
La quasi totalita della
pasta
alimentare (pasta lunga e pasta corta) viene prodotta per estrusione. All'uscita dalla filiera la pasta viene tagliata ed
essiccata
.
Molti
laterizi
, come i mattoni pieni e forati, vengono prodotti per estrusione e taglio di argilla.
- AA.VV.,
Rassegna Enciclopedica Labor, 1935-1951
, 1ª ed., Milano,
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http://www.asminternational.org/pdf/spotlights/Extrusion.pdf
[
collegamento interrotto
]
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A. Lopez,
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URL consultato il 4 dicembre 2010
(archiviato dall'
url originale
il 26 giugno 2011)
.