Diseño y construcción de un dado de extrusión para la producción de probetas de polímeros

Abstract

El proceso de extrusión es un tipo de conformado de polímeros, el cual consiste en forzar un material a través de una sección determinada con el fin de obtener un producto largo y continuo cuya sección transversal se asemeje a la forma del pasaje conductor. El laboratorio de plásticos de la facultad de Mecánica de la ESPOL requiere el diseño y construcción de un dado de extrusión para producir probetas de plástico que serán utilizadas en ensayos mecánicos. Actualmente existe un modelo empleado para este propósito, sin embargo, presenta problemas de diseño que no permiten extruir las probetas a la razón óptima de funcionamiento de la extrusora. Para resolver el problema, se seleccionó polietileno de baja densidad como material de trabajo y se modeló su trayectoria a través de la cavidad del dado empleando el modelo de viscosidad de Cross, ya que los polímeros son fluidos no newtonianos, cuya viscosidad es variante con la tensión de corte, determinando que existió un gradiente de presión significativo que provocó atascamiento y forzó el sistema de sujeción del dado. Un diseño mejorado fue propuesto, en el cual se pudo reducir el gradiente de presión a aproximadamente la mitad del valor original y se estimuló el flujo de velocidad a la salida. Se propone una metodología en caso de que se consideren condiciones de energía y se recomienda que la fabricación sea de aluminio por su facilidad de mecanización y calidad superficial.