Troqueles anulares para tubería de PVC/PE

Los troqueles con secciones transversales anulares se utilizan para extruir tuberías, tubos, películas tubulares y preformas para moldeo por soplado. Las matrices de alimentación central se usan comúnmente para extruir tuberías, mientras que las matrices de alimentación lateral se usan para películas tubulares y preformas. A continuación se muestran los cuatro diseños básicos de matrices anulares que se utilizan en la actualidad. Estos incluyen (1) matrices de mandril con soporte de araña de alimentación central, (2) matrices de paquete de criba de alimentación central, (3) matrices de mandril de alimentación lateral y (4) matrices de mandril en espiral. En la salida del troquel suele haber un anillo exterior que forma la base del troquel. Los tubos de plástico se extruyen principalmente utilizando matrices alimentadas por el centro. La corriente de masa fundida procedente de la extrusora pasa desde la abertura circular hasta la matriz anular por medio de la punta de soporte del mandril. Luego, la masa fundida pasa sobre las patas de araña que sostienen el mandril y a través de una región anular convergente, que en el caso de las tuberías suele ser de 10° a 15°. A la región convergente le sigue una región anular con paredes paralelas que confiere las dimensiones finales a la tubería. El diámetro exterior del tubo puede variar desde unos pocos milímetros hasta aproximadamente 1,6 m. La relación entre el radio del mandril y el radio de la pared exterior suele estar en el intervalo de 0,8 a 0,925. Las patas de araña suelen provocar problemas porque no sólo se ven marcas de flujo, sino que también se generan zonas mecánicamente débiles. Estas líneas de flujo también se conocen como líneas de soldadura y se deben a un mayor grado de orientación molecular causado por las altas tensiones impartidas a la masa fundida y la incapacidad de las moléculas de volver a entrelazarse durante el tiempo que la masa fundida pasa en la matriz. Lo más probable es que la resistencia de la línea de soldadura esté relacionada con el grado de reentrelazamiento de las moléculas, lo que ocurre cuando la masa fundida pasa a través del troquel a la temperatura de fusión. El tiempo de reentrelazamiento parece ser mucho más largo que el tiempo de relajación más largo. A partir de experimentos de cizallamiento interrumpido con poliestireno, por ejemplo, se ha estimado que es del orden de 300 segundos y está relacionado con la autodifusión de moléculas de polímero.