Controllo temperatura nell’estrusione:
perché è cruciale

La temperatura è uno dei parametri chiave nella lavorazione delle materie plastiche per estrusione. Incide direttamente sulla qualità del prodotto finito, sull’efficienza del processo e sulla durata delle componenti meccaniche dell’impianto.

Mantenere un controllo termico preciso significa assicurare la corretta fusione del polimero, evitare difetti superficiali o dimensionali e ridurre al minimo gli scarti. In questo articolo analizziamo perché la gestione della temperatura è così determinante, quali sono i range ottimali per alcuni materiali comuni, e quali strumenti vengono impiegati per monitorare e regolare il processo in modo efficace.

Perché il controllo della temperatura è fondamentale nell’estrusione

Nel processo di estrusione, il materiale plastico viene portato allo stato fuso attraverso una combinazione di calore e attrito meccanico. La temperatura influisce:

• sulla viscosità del polimero e quindi sulla sua scorrevolezza all’interno del cilindro;

• sul grado di omogeneizzazione e miscelazione degli additivi;

• sulla qualità della finitura superficiale e la stabilità dimensionale del prodotto;

• sulla stabilità termica del materiale stesso, che potrebbe degradarsi se sottoposto a temperature eccessive.

Un controllo termico errato può compromettere l’intero ciclo produttivo. Ecco perché la gestione accurata di ogni zona termica dell’estrusore — tramoggia, cilindro, testa di estrusione — è un elemento non negoziabile per garantire performance ottimali.

Fattori che influenzano la temperatura nell’estrusione

La temperatura ideale non è un valore fisso, ma dipende da numerosi fattori, tra cui:

• la natura del polimero (semi-cristallino o amorfo);

• la presenza di cariche, fibre o pigmenti;

• la configurazione della vite e la lunghezza del cilindro;

• il profilo di riscaldamento delle diverse zone;

• la velocità di rotazione della vite e il tempo di permanenza nel cilindro.

Questi parametri devono essere adattati per ogni specifica applicazione, in base alle caratteristiche del materiale e agli obiettivi di produzione.

Range di temperatura ideali per materiale

Ogni materiale plastico presenta una finestra termica ottimale entro la quale deve essere lavorato. Qui di seguito alcuni esempi indicativi, validi per estrusione standard con vite monostadio:

Temperatura di estrusione ABS

L’ABS (acrilonitrile butadiene stirene) richiede temperature comprese tra i 200°C e i 240°C. Temperature troppo basse generano prodotti non omogenei o porosi, mentre valori eccessivi possono provocare ingiallimento e degrado superficiale.

Temperatura di estrusione PLA

Il PLA (acido polilattico), biopolimero sensibile al calore, si lavora generalmente tra 170°C e 210°C. Occorre evitare surriscaldamenti prolungati che possono compromettere la biodegradabilità o indurre cristallizzazione indesiderata.

Temperatura di estrusione PETG

Il PETG (glicole polietilene tereftalato modificato) ha un comportamento termico più stabile rispetto al PLA, con un range operativo di 220°C – 250°C. È fondamentale garantire una fusione omogenea per evitare difetti ottici o bolle interne.
Questi valori sono indicativi: ogni produttore può stabilire range specifici in base alla formulazione del materiale, alla viscosità e all’applicazione finale.

Problemi comuni causati da temperature non corrette

Una gestione inadeguata della temperatura può generare diversi problemi a livello produttivo:

• Difetti superficiali come striature, bruciature, ingiallimenti o bolle.

• Incoerenza dimensionale, con variazioni nello spessore o nella sezione del profilo.

• Rotture del prodotto durante il raffreddamento per stress termici residui.

• Degrado del materiale, con conseguente perdita delle proprietà meccaniche.

• Accumulo di residui carbonizzati nel cilindro e nella matrice, che necessitano frequenti pulizie.

L’effetto domino può portare a tempi di fermo macchina, aumento degli scarti e costi di manutenzione più alti.

Sistemi di controllo e monitoraggio della temperatura

Le moderne linee di estrusione sono dotate di sistemi integrati di riscaldamento e raffreddamento attivo, suddivisi in zone termiche gestite singolarmente da sensori e termoregolatori. Il controllo avviene tramite:

• Resistenze elettriche a cartuccia, a fascia o ceramiche.

• Termocoppie tipo J o K, per il rilevamento preciso delle temperature in ogni zona.

• Ventole di raffreddamento per il controllo dinamico della temperatura.

• Software di supervisione, che permette la regolazione automatica dei setpoint e l’archiviazione dei dati di produzione.

I sistemi sviluppati da Bausano includono soluzioni digitali per il monitoraggio avanzato di tutti i parametri termici, consentendo una gestione predittiva ed efficiente delle condizioni operative.
 
Un controllo preciso della temperatura nell’estrusione non è solo una condizione tecnica da rispettare, ma uno strumento strategico per ottimizzare il ciclo produttivo, ridurre i costi operativi e garantire la qualità finale del prodotto. Investire in sistemi di regolazione termica avanzata significa migliorare l’efficienza dell’intero impianto e rispondere in modo flessibile alle esigenze del mercato.