Testa innovativa e più efficiente per l’estrusione di tubi in PVC

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Nel 2022 il PVC rappresentava il 9,1% dei 58,7 milioni di tonnellate di materiali plastici prodotti nell’UE. Sempre all’interno della compagine europea, il mercato dei tubi a scopi edili ha registrato circa 6,3 milioni di tonnellate di PVC, costituite per il 60% dai tubi in PVC rigido e per il 40% da quelli flessibili. Come evidenzia l’ultimo rapporto Euroconstruct, negli ultimi tre anni il settore delle costruzioni ha fatto registrare una netta ripresa in pressoché tutti gli stati membri dell’Eurozona, con un tasso di crescita del +2,1% calcolato sul triennio 2020-2023. Una buona notizia, dunque, per i player specializzati nella produzione e nella lavorazione industriale del PVC, la cui domanda continuerà a essere positivamente influenzata dai recenti investimenti nell’edilizia pubblica e privata.

Le sfide dell’estrusione di PVC

Per mettere a punto la nuova testa, Bausano ha dovuto vincere le principali sfide dell’estrusione di tubi in PVC in termini di: flessibilità produttiva, controllo dei parametri e riduzione dei tempi di setup

La produzione di tubi in PVC è connotata da numerose sfide: ampio range di diametri, resistenza del tubo, qualità costante dell’output estruso e minimizzazione degli scarti. Le performance di una linea sono quindi strettamente correlate non solo all’ottimizzazione del singolo processo di estrusione, ma anche alla capacità stessa dell’impianto di raggiungere elevati livelli di flessibilità produttiva, per soddisfare le esigenze eterogenee dei diversi ambiti applicativi del tubo. 

Inoltre, le proprietà fisiche del PVC rendono particolarmente delicato il processo di estrusione. Questo polimero è infatti caratterizzato da un’alta sensibilità termica e tende a degradarsi già a 180°C, parametro prossimo alla sua temperatura di fusione. In tal senso, per evitare di compromettere la qualità dell’output è necessario limitarne il tempo di permanenza nella testa. Una volta fuso, il materiale procede nel cilindro, per cui i parametri principali da controllare sono: la temperatura del cilindro, la portata dell’estrusore, la velocità delle viti, la pressione e la temperatura del fuso.

In virtù della crescente flessibilità produttiva e dei parametri da rispettare per il setup di una linea d’estrusione, nasce l’esigenza di ridurre i tempi di attrezzaggio degli impianti. Nel caso specifico dei tubi in PVC, il cambio di diametro e spessore del prodotto richiede un setup complesso, caratterizzato da un intervento orizzontale di montatura di nuovi componenti, ricalibrazione e regolazione della configurazione su tutta la linea, con un impatto complessivo pari a 83 h/anno di lavoro non direttamente finalizzate alla produzione.

L’expertise di settore che fa la differenza

Dettaglio dell’innovativa testa per tubi in PVC progettata e fabbricata da Bausano

Azienda leader a livello internazionale nella progettazione e nella produzione di linee d’estrusione personalizzate per la trasformazione delle materie plastiche, Bausano risponde a queste sfide sviluppando un’innovativa testa per tubi in PVC in grado di coprire un range di diametri compreso tra i 125 e i 400 mm, con basse portate (circa 500 kg/h), evitando il degrado del materiale e tempi di permanenza eccessivi, in un perfetto equilibrio tra volume, portata e gamma di produzione.

Oltre a essere compatta nelle dimensioni, questa soluzione unica firmata Bausano permette di ridurre le teste da due a una, con ricadute positive sia in termini d’investimento complessivo che di diminuzione dei tempi di attrezzaggio. In più, il design modulare di alcune parti della testa agevola le operazioni di pulitura e manutenzione per l’operatore nelle fasi di montaggio e smontaggio. La speciale testa è abbinabile a un estrusore MD 92/30 Nextmover, senza induzione, caratterizzato da viti concepite appositamente per processare diverse formulazioni di dry blend, dai più ai meno caricati.

Analisi reologica per l’ottimizzazione del design

Simulazione di pressione, velocità e temperatura del fuso all’interno della testa d’estrusione

In termini di progettazione, Bausano ha operato in maniera scientifica rispettando i parametri molto stretti in relazione sia ai valori di compressione sia ai tempi di residenza del polimero.

Per raggiungere questo risultato, le informazioni raccolte sono state processate inizialmente tramite un plastografo Brabender. In dettaglio, i materiali di partenza sono stati immessi nella camera, dove, riscaldati, hanno subito l’applicazione di sforzi di taglio tra due rotori controrotanti. Durante questa lavorazione, il team di progettazione ha misurato la coppia applicata sulle viti in rotazione, grazie alla quale ha ottenuto informazioni sulla viscosità del fuso e quindi su eventuali modifiche prodotte dalla lavorazione sul sistema (gelation, branching, degradazioni).

Il team coinvolto nel progetto ha successivamente condotto un’approfondita analisi sulle curve reologiche mediante l’ausilio di un reometro capillare e di un software di simulazione fluidodinamica, al fine di ottimizzare il design della nuova testa e delle viti d’estrusione, prevedendo esattamente il comportamento del materiale durante l’intero processo di lavorazione.

Caratteristiche tecniche della nuova testa e dell’impianto

Un’eccellenza tecnologica, frutto della consolidata expertise dell’azienda nella progettazione di impianti personalizzati: l’inedita soluzione Bausano si connota per la testa multidiametro in acciaio al carbonio C45, compatta, modulare e cromata nella superficie dove scorre il materiale, e per il cilindro e le viti nitrurate.

Queste ultime, relative al modello S16, sono state ingegnerizzate ad hoc per garantire elevate performance con diverse formulazione di dry blend. La linea è altresì dotata di: tre dosatori volumetrici (uno per il PVC, uno per lo stabilizzante termico, al fine di evitare bruciature, e uno per il master), due zone di fresature contrarie prima della zona di degasaggio, che aumentano e anticipano la capacità di alimentazione e gelificazione, e fine linea con vasca, marcatrice a getto d’inchiostro, traino, taglierina e bicchieratrice.

“La grande sfida in termini di efficienza produttiva, a fronte di una domanda sempre più diversificata e di tempi di consegna ristretti, sta nel saper coniugare elevata varietà e bassi volumi di produzione, senza scendere a compromessi sulla qualità”, dichiara Massimiliano Fenili, direttore tecnico di Bausano, che così conclude: “Bausano si impegna a realizzare impianti con un valore di OEE prossimo all’80%, affinché i clienti possano essere sempre più flessibili, energeticamente performanti e con produzioni a spreco zero”.


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