Elementos de husillo para extrusoras de doble husillo
Un fabricante de compuestos de plásticos técnicos retardantes de llama (PA6, PA66, PBT, PP, ABS y PC/ABS) destinados a vehículos de nuevas energías, equipos eléctricos y electrónicos, conectores y electrodomésticos necesitaba obtener productos que cumplieran de forma consistente los requisitos UL 94 V-0, GWFI y GWIT, manteniendo al mismo tiempo las propiedades mecánicas, el aspecto y la fiabilidad a largo plazo. El principal desafío de estos sistemas consiste en dispersar uniformemente el retardante de llama sin provocar la degradación del polímero ni la pérdida de eficacia del aditivo durante el procesamiento. La configuración de los husillos influye tanto en la dispersión como en la historia térmica del material, la estabilidad del proceso y la uniformidad del producto final.
La vida útil de los elementos de la zona crítica de mezcla aumentó de 4–5 a 12–16 meses. Además, la resistencia a la tracción mejoró aproximadamente un 5–10 % y el comportamiento al impacto, un 8–15 %. También aumentó la tasa de aprobación en los ensayos UL 94 y los costes operativos totales se redujeron aproximadamente un 18–22 %, según los resultados declarados para el proyecto.
La clasificación de resistencia al fuego de una misma formulación variaba entre lotes. Algunos productos no superaban de forma consistente los requisitos UL 94 debido a una dispersión insuficientemente uniforme del retardante en la masa fundida y a variaciones locales de su concentración.
La configuración original de los husillos utilizaba una elevada proporción de elementos de amasado para lograr la dispersión mediante una mezcla intensa. Sin embargo, el exceso de energía de cizalladura dañaba las cadenas poliméricas, reducía la viscosidad de la masa fundida y deterioraba las propiedades mecánicas, además de aumentar el riesgo de fragilización y las variaciones entre lotes.
Algunos retardantes, especialmente los sistemas sin halógenos de alta concentración y elevada polaridad, tendían a aglomerarse cuando la mezcla era insuficiente. Esto provocaba motas negras y blancas, variaciones de color y defectos superficiales que también afectaban a las operaciones posteriores.
El uso prolongado de retardantes a base de fósforo y de algunos retardantes que contienen halógenos podía generar medios ácidos durante el procesamiento a alta temperatura, favoreciendo la erosión de las superficies de los elementos de husillo y del cuerpo de extrusora. Los componentes de las zonas de mezcla y desgasificación sufrían desgaste y corrosión, lo que reducía significativamente su vida útil.
El proveedor anterior podía suministrar repuestos estándar, pero no disponía de la capacidad de diseño especializada que requerían los sistemas retardantes de llama. Su enfoque dependía en exceso de la mezcla de alta cizalladura para dispersar el aditivo, lo que aumentaba el riesgo de degradación del polímero. Además, aplicaba un mismo criterio de selección de materiales resistentes al desgaste a todo el conjunto de husillos, sin tener suficientemente en cuenta el entorno corrosivo. El cliente buscaba un proveedor capaz de ofrecer una solución integral que abordara tanto la vida útil de los componentes como la estabilidad del proceso.
El equipo técnico de LESUN rediseñó la secuencia de mezcla para equilibrar la dispersión del retardante y controlar la historia térmica del material:
Adaptamos las condiciones de procesamiento al sistema de materiales del cliente para limitar la degradación y conservar las propiedades del polímero sin comprometer la eficacia del retardante de llama:
Distribuimos los materiales según las condiciones de corrosión de cada zona del sistema retardante de llama:
Preparamos una base de datos específica para los equipos clave del cliente, con seguimiento de la vida útil, los patrones de desgaste y los mecanismos de fallo de los componentes. Este registro facilita la planificación del mantenimiento y ayuda a reducir las paradas imprevistas.
| Indicador | Resultado |
| Tasa de aprobación en UL 94 | Mejora declarada y menor variación entre lotes |
| Uniformidad del producto | Dispersión más uniforme; menos motas y defectos de variación de color |
| Resistencia a la tracción | +5–10 % |
| Comportamiento al impacto | +8–15 % |
| Vida útil de los elementos de la zona crítica de mezcla | De 4–5 a 12–16 meses |
| Costes operativos totales | Reducción aproximada del 18–22 % |
En el compounding de compuestos retardantes de llama, los elementos de husillo influyen tanto en la resistencia al desgaste como en la dispersión del aditivo, la historia térmica del polímero y la estabilidad del proceso. En este proyecto, LESUN adaptó la secuencia de mezcla, controló la energía de cizalladura y seleccionó materiales resistentes a la corrosión según las condiciones de cada zona. De acuerdo con los resultados declarados, estos cambios mejoraron la uniformidad del producto y las propiedades mecánicas, además de prolongar la vida útil de los componentes.