Il processo di estrusione, come funziona?

Il processo industriale di estrusione consiste in una deformazione plastica attraverso la quale si ha la possibilità di generare pezzi a sezione costante, come per esempio delle lastre, dei profilati, delle barre o dei tubi. L’assortimento di materiali per i quali può essere utilizzata l’estrusione è molto ampio: non solo quelli plastici (materiali termoplastici o gomma), ma anche i metalli come il rame, il piombo, l’alluminio e l’acciaio. In linea generale, comunque, l’estrusione è adatta ai materiali che si caratterizzano per una plasticità elevata.

Come avviene l’estrusione

Che si tratti di realizzare dei tubi flessibili in ptfe o qualsiasi altro tipo di manufatto, il processo di estrusione prevede di forzare il materiale, che è allo stato pastoso, per compressione, in modo che passi attraverso la matrice. Questa non è altro che la sagoma che replica la forma esterna del componente che si desidera. Nel caso in cui la sezione sia cava, un’anima riproduce il profilo della cavità dentro. Il materiale, quando esce dalla matrice, è sottoposto a raffreddamento; se si tratta di gomma, invece, viene applicato un processo di vulcanizzazione.

L’estrusione diretta e l’estrusione inversa

I processi di estrusione possono essere distinti in diretti o inversi. Quando si procede con l’estrusione diretta, una parte del pistone comprime il materiale che esce dall’altra parte, quella in cui si trova la matrice. Questo vuol dire che la direzione del moto del pistone è la stessa di quella di efflusso del materiale. A mano a mano che la quantità di materiale che deve essere estruso presente dentro al recipiente si riduce, diminuisce la forza che occorre per l’estrusione. La parte conclusiva del processo, tuttavia, richiede una maggiore forza dal momento che la fuoriuscita del materiale, con uno spessore minimo, potrà avvenire in senso radiale rispetto alla matrice. Con l’estrusione inversa, si ha a che fare con forze di attrito minori, con la matrice che è solidale al pistone. Il prodotto estruso, in pratica, esce in direzione contraria rispetto al moto del pistone dalla sua cavità centrale. L’attrito è minore proprio per la mancanza di moto relativo fra la parete e il materiale.

Le materie plastiche

L’estrusione di una materia plastica, come per esempio quella che occorre per ottenere un tubo corrugato, prevede che il materiale a monte della matrice sia compresso con una vite di Archimede, vale a dire una vite senza fine semplice o doppia grazie a cui il materiale può essere spinto in direzione della testa di estrusione. Il materiale può essere introdotto in polvere o in granuli, per poi essere rammollito o fuso a seconda che si tratti di polimeri amorfi o di polimeri cristallini per effetto delle resistenze elettriche e dell’attrito con le pareti dell’estrusore che generano calore.

Gli altri materiali

Come si è detto, il processo di estrusione può essere applicato a una grande varietà di materiali. Con la gomma, per esempio, è possibile realizzare dei profilati a sezione variabile attraverso degli accorgimenti ad hoc, usando delle matrici con parti mobili: è questo il procedimento che viene utilizzato per ottenere, tra l’altro, speciali tipologie di guarnizione destinati alle porte delle auto. Nel caso dei metalli, la lavorazione richiede l’impiego di macchine a pistone, mentre per le fibre tessili si ricorre a una particolare testa di estrusione che prende il nome di filiera.

Gli altri materiali

Nel novero dei materiali che si prestano a essere lavorati con un processo di estrusione meritano di essere citati polimeri come il polietilene, il pvc e il poliammide, ma anche il polietilene a bassa densità e quello ad alta densità. In questo elenco sono presenti anche il poliuretano termoplastico e il policarbonato. Grazie all’estrusione si ha l’opportunità di realizzare tubi flessibili, guide in laminato plastico, profilati, tubi o piastre con sezione costante e senza saldature. Esiste, poi, una variante dell’estrusione che prende il nome di blow molding, o stampaggio per soffiaggio, grazie a cui possono essere realizzati serbatoi per carburante, barattoli, bottiglie e in generale contenitori in plastica.

Il processo di estrusione nel settore alimentare

Anche in ambito alimentare si fa ricorso al processo di estrusione per finalità produttive: questa, infatti, è la lavorazione grazie alla quale è possibile fare la pasta. L’impasto necessario viene fatto passare in un cilindro che si conclude con una trafila, vale a dire un cilindro che a seconda del modo in cui è sezionato permette di avere i tortiglioni, le penne o qualsiasi altro tipo di formato di pasta. Il cilindro che accoglie l’impasto si attiva con un motore o a mano: il principio è lo stesso sia che si tratti di un macchinario a uso industriale, sia che si tratti di un dispositivo domestico.