Diferencias entre extrusoras de un solo tornillo y de doble tornillo

Las extrusoras de un solo tornillo y de dos tornillos presentan diferencias significativas en cuanto a estructura, principios de funcionamiento y escenarios de aplicación. Las extrusoras de un solo tornillo presentan una estructura relativamente simple, cuyo componente principal es un tornillo helicoidal único alojado en un cilindro cilíndrico. Durante el funcionamiento, el tornillo gira para impulsar el material. El material se ablanda y funde gradualmente bajo los efectos combinados del calentamiento del cilindro y el cizallamiento del tornillo, y finalmente se extruye a través de una matriz para obtener la forma deseada. Dado que el material se transporta y plastifica únicamente por la fricción entre el tornillo y el cilindro, su capacidad de mezcla es relativamente baja. Son adecuadas para procesar materiales de un solo componente con buena fluidez, como el polietileno (PE) y el polipropileno (PP). En la producción de productos plásticos convencionales, como películas, tubos y láminas, las extrusoras de un solo tornillo se utilizan ampliamente debido a su bajo coste y facilidad de uso.

Por el contrario, las extrusoras de doble tornillo están equipadas con dos tornillos, con o sin engrane, que se clasifican en dos tipos según su sentido de rotación: corrotativos y contrarrotativos. En las extrusoras de doble tornillo corrotativos, los dos tornillos giran sincronizadamente. La zona de engrane entre los tornillos genera fuertes fuerzas de cizallamiento y efectos de autolimpieza. El material no solo es empujado axialmente por los tornillos, sino que también es volteado y mezclado en los huecos, lo que resulta en una excelente capacidad de dispersión y mezcla. Esto las hace adecuadas para procesos complejos que requieren la adición de grandes cantidades de rellenos, fibras o múltiples materias primas. Las extrusoras de doble tornillo contrarrotativos, por otro lado, son adecuadas para procesar materiales de alta viscosidad y sensibles al calor (como el cloruro de polivinilo (PVC)) debido al mayor tiempo de residencia del material en la zona de engrane. Sus características de transporte forzado evitan que el material se estanque y se descomponga dentro del cilindro.

En términos de parámetros de rendimiento, la relación longitud-diámetro (L/D) de las extrusoras de un solo tornillo suele oscilar entre 20 y 30, con velocidades de tornillo relativamente bajas (generalmente no superiores a 150 rpm), lo que resulta en una eficiencia de producción limitada. Sin embargo, debido a sus bajas tasas de cizallamiento, ejercen una tensión termomecánica mínima sobre los materiales, lo que las hace adecuadas para materiales sensibles a la temperatura. La relación longitud-diámetro de las extrusoras de doble tornillo puede alcanzar 40 o más, con velocidades de tornillo que generalmente oscilan entre 200 y 600 rpm. Gracias a su alta velocidad de rotación y a su fuerte cizallamiento, pueden mejorar significativamente la capacidad de producción y la eficiencia de la mezcla. Sin embargo, velocidades excesivamente altas pueden provocar el sobrecalentamiento del material, lo que requiere el uso de un sistema de refrigeración eficiente. Además, las extrusoras de doble tornillo tienen una estructura más compleja y mayores costes de fabricación, lo que se traduce en precios de equipo que suelen ser entre 2 y 3 veces superiores a los de las extrusoras de un solo tornillo. El mantenimiento y la conservación también son relativamente más engorrosos.

En la práctica, ambos tipos de extrusoras presentan ventajas. Para la producción de productos plásticos comunes, como bolsas y preformas de botellas de agua mineral, las extrusoras de un solo tornillo pueden satisfacer las necesidades a un menor coste; sin embargo, en situaciones que requieren una mezcla exhaustiva, como la preparación de aleaciones de plástico y la peletización de plástico reciclado, las extrusoras de doble tornillo son la opción preferida debido a su excelente dispersión y adaptabilidad. La selección de una extrusora debe considerar factores como las propiedades del material, los requisitos del producto y los costes de producción para lograr una eficiencia de producción óptima y beneficios económicos.