L’ESTRUSIONE NON E’ UN ARTE, MA UNA SCIENZA!

Premessa

Questo corso nasce dalla ricerca svolta dall’autore per spiegare tutti i fenomeni che si presentano durante l’estrusione dei materiali plastici. In particolare vengono evidenziate le leggi fisiche che regolano i movimenti del solido e del fuso che passano nella vite e raggiungono la filiera.
La ricerca della vera causa che permette dapprima di fondere e poi di spingere il fuso fuori dalla filiera evidenzia come molte delle spiegazioni che comunemente vengono date ai fenomeni “strani” che si presentano durante l’estrusione vanno riviste ripensate e corrette.
Dato che in natura il flusso del polimero fuso è regolato dalle leggi della reologia (Reologia vuol dire studio del flusso) nel corso è previsto di spiegare cos’è la reologia e far conoscere ai partecipanti le leggi del flusso, che sono così semplici che chiunque abbia fatto la terza media può capire ed usare.
In particolare nel corso viene evidenziato che l’estrusione è un processo stabile e che quindi ogni variazione ha una causa, la causa deve e può essere individuata e quindi l’instabilità può essere eliminata.
Il corso prevede l’esposizione organica della materia, ma in qualsiasi momento i partecipanti possono intervenire per fare domande sull’argomento trattato e per esporre esperienze o fenomeni che non hanno saputo spiegarsi e sapere come il docente, ossia la fisica, li spiega.
Il corso base (due giornate di 3 x 2 ore), che viene indicato qui di seguito, viene dato come documentazione scritta a tutti i partecipanti, inoltre durante lo svolgimento del corso vengono fornite ulteriori documentazioni scritte in funzione delle esigenze dei partecipanti e della ditta.

Il corso completo si svolge in due giornate con due sezioni di 3 ore per un totale di 12 ore

Documentazione fornita

Reologia applicata all’estrusione

• Reologia
• Flusso del fuso all’interno di percorsi limitati da pareti
• Grandezze reologiche
• Curva reologica
• Correlazioni pressione-portata-forma per diverse sezioni
• Applicazione ed affidabilità della reologia nella progettazione di teste e distributori

Descrizione dell’estrusore monovite e delle sue attrezzature

• Descrizione delle varie parti dell’estrusore, del perché sono usate forme diverse della bocca di alimentazione e della prima parte del cilindro, perché le viti hanno forme diverse, perché e quando si usano gli elementi di “shearing” ed i miscelatori dinamici
• Viti Barriera; vantaggi
• Pulsazioni; come si eliminano
• Indicatori di pressione; a cosa servono oltre che ad indicare la pressione
• Indicatori di temperatura: a cosa servono oltre che ad indicare la pressione
• Cosa sono e come funzionano i miscelatori statici: vantaggi e svantaggi dei vari tipi
• Pompe dosatrici: vantaggi
• Filtri; vantaggi e svantaggi
• “Breaker plate”: vantaggi e svantaggi
• Teste di estrusione: progettazione e calcoli di verifica

Complesso testa –estrusore, Analisi del processo di estrusione

• Modello pragmatico del funzionamento di un complesso Testa-Estrusore
• Visualizzazione di quanto succede all’interno di un estrusore, ossia qual è la situazione (stato del materiale plastico) in ciascuna sezione della vite
• Influenza delle variabili di processo sulla qualità
• Viti a due stadi per estrusori con degasaggio (Su richiesta)

ESTRUSIONE DEL FUTURO PER LA PRODUZIONE DI PROFILI
COME GARANTIRE LA COSTANZA DI QUALITÀ di FILM, LASTRE, TUBI, REGGETTE, FILATI, ECC.
Docente: Ing. Mario Miani

Nel Corso intitolato Estrusione del Futuro, che l’Ing. Mario Miani tiene presso il CESAP e presso le ditte che lo richiedono, i partecipanti possono apprendere nei minimi particolari tutto quello che succede al polimero che entra solido nel Complesso di estrusione (Estrusore – Testa) ed esce fuso dalla filiera. Inoltre, durante la lezione, rispondendo alle domande riguardanti gli inconvenienti che si riscontrano sugli impianti dei partecipanti, il docente diagnosticherà la probabile Causa di ciò che succede (Effetto) e indicherà come si può eliminare la Causa e logicamente anche l’Effetto.
Infine, e questa è la novità, il docente farà conoscere la strategia, che è suggerita dall’Estrusione del Futuro (EdF), per far si che tutti i profili prodotti (tubi, lastre, film, reggette, rafia, filati, ecc.) su tutte le linee di estrusione della ditta abbiano sempre, ma proprio sempre, la Qualità costante, ossia l’aspetto e le caratteristiche fisico-meccaniche assolutamente costanti ad ogni avviamento e per tutta la produzione.
Il docente, ing. Miani, garantisce che quanto è stato affermato è un’Innovazione che vale per qualsiasi profilo e qualsiasi linea di produzione esistente.
Il Progetto è quello di passare dall’estrusione Tradizionale, (che, salvo eccezioni a me sconosciute, non è in grado di garantire la produzione di profili di qualità costante), all’Estrusione del Futuro che garantisce un profilo di qualità assolutamente costante (entro i limiti concessi dalle leggi della scienza Reologia). Vedi L’Estrusione sconosciuta e L’Estrusione del Futuro.

La garanzia vale per tutte le ditte che:

• Faranno fare un Corso di estrusione di 3 giorni al responsabile del Progetto di Evoluzione della conduzione delle linee di estrusione ed ai conduttori delle linee di estrusione. Il Corso permette di conoscere l’estrusione a tutti quelli che non sanno cosa succede al polimero durante l’estrusione, il che vuol dire, durante l’avanzamento del solido e del fuso, durante la fusione, durante il passaggio nella testa e di conoscere tutti gli eventi noti e non noti del processo di estrusione.
• Dopo il Corso, faranno applicare dal responsabile del Progetto di Evoluzione le seguenti regole di conduzione delle linee di produzione dei profili, che attualmente non vengono applicate e che sono indispensabili per eliminare tutte le cause di instabilità delle linee.

Come controllare la produzione per eliminare qualsiasi difetto del prodotto e quindi garantire una Qualità costante del Profilo.

Il responsabile del Progetto dovrà:

1) Dotare le linee di produzione dei profili dell’Indicatore di Temperatura del fuso all’uscita dell’estrusore.

2) Garantire che dopo l’uscita dalla filiera la velocità di deformazione del fuso ed il raffreddamento (calorie estratte durante la fase di raffreddamento) siano costanti. Ossia che la velocità della linea e la distanza dalla zona di raffreddamento siano costanti durante la produzione del profilo e che le calorie sottratte al fuso siano costanti. (Come si fa è intuitivo, ma verrà spiegato durante il Corso)

3) Controllare che i conduttori delle linee di produzione dei profili raccolgano i dati che caratterizzano il processo almeno ad ogni turno (inizio e/o fine turno). Le variabili di processo da registrare sono:
a) Ora e giorno
b) Portata (Kg/h)
c) Pressione dopo la vite (Bar)
d) Giri della vite (giri/min.)
e) Temperatura del fuso (°C)
f) Energia consumata dal motore Kwh

4) Far copiare i dati in una pagina di Excel

5) Elaborare i dati per ricavare le correlazioni (invariabili) tra le variabili di processo.

6) Fornire le correlazioni (sotto forma di diagrammi o di tabelle) ai conduttori che saranno, così, in grado di garantire la qualità costante del profilo.

Garantisco che la conduzione continua di tutte le linee secondo questo schema permetterà di ottenere un continuo miglioramento della qualità di tutti i prodotti della ditta con una conseguente diminuzione degli scarti e dei costi di produzione.
Inoltre ogni produttore potrà trovare dei Know How per certi profili che è impensabile che si possano ottenere con la conduzione tradizionale delle attuali linee di produzione.
Un ulteriore vantaggio di condurre le linee secondo le indicazioni date dalle correlazioni sarà quello di potersi creare dei programmi per far condurre le linee in modo continuo da microprocessori e riservare al personale solo il compito di alimentare le linee e raccogliere il profilo prodotto.
Praticamente per ogni profilo ci sarà un programma che controlla la conduzione della linea per garantire la produzione di un profilo di qualità costante.

Quanto ci vorrà per raggiungere il massimo di qualità e di produttività? Questo dipende da chi vuole realizzare i progetti, ma sicuramente chi si impegnerà di più otterrà di più in minor tempo e tutti gli eventuali costi avranno un Ritorno dell’Investimento in qualche mese dato che si avrà sia la diminuzione degli scarti sia una diminuzione dei costi di produzione. Saranno investimenti preventivabili perché la raccolta dei dati permette di quantizzare, prima dell’investimento, sia il risparmio di energia (garantito) sia i probabili aumenti della produttività. Si pensi che per garantire la Qualità Certificata dei prodotti è sufficiente garantire che la temperatura del fuso (Qualità dell’estruso) non è cambiata durante la produzione.

L’Estrusione del Futuro è una strategia che porta a sempre nuovi traguardi e quindi ad un’Innovazione continua sia della conduzione delle linee che della loro costruzione oltre che all’evoluzione delle menti di chi la pratica.

Una considerazione personale
Non avrei mai pensato che la mia inventiva potesse migliorarmi in 2 anni più che nei precedenti 48, quando conoscevo l’estrusione, ma non la conoscevo l’EdF! Se siete degli operativi, pensate che molti di voi potrebbero avere più inventiva di me. Se siete titolari di una ditta pensate che tra i vostri operatori quasi sicuramente ci sono degli operatori che mi supereranno! Io ho davanti pochi anni loro alcune decine e per quanto riguarda le garanzie ricordatevi che ve le dà la fisica e non l’ing. Miani che ne è il tramite.