Estrusori da laboratorio:
caratteristiche, applicazioni e tecnologie

Gli estrusori da laboratorio sono strumenti fondamentali per la ricerca applicata, la validazione di materiali e lo sviluppo di nuove formulazioni plastiche. Utilizzati nei dipartimenti R&D di aziende e centri di ricerca, consentono di simulare in scala ridotta il comportamento dei materiali plastici durante il processo di estrusione.

Grazie alla loro versatilità e alla possibilità di controllare con estrema precisione i parametri operativi, gli estrusori da banco rappresentano una soluzione efficace per test di miscelazione, omogeneizzazione, compatibilità tra polimeri, o verifica di additivi e cariche. In questo articolo analizziamo il ruolo, le configurazioni tecniche e i vantaggi offerti da questi strumenti nei processi di innovazione industriale.

Cos’è un estrusore da laboratorio

Un estrusore da laboratorio è una macchina in scala ridotta che riproduce fedelmente i meccanismi di un estrusore industriale, permettendo però di lavorare con quantità molto limitate di materiale. Pur essendo più compatti, questi dispositivi mantengono tutte le principali funzionalità operative: alimentazione, fusione, miscelazione, trasporto e sagomatura tramite matrice.

Vengono utilizzati prevalentemente per test di laboratorio su termoplastici, studi di comportamento reologico, prove su compound innovativi, e simulazioni di processo in fase di pre-industrializzazione. Gli estrusori da laboratorio possono anche essere impiegati per la produzione di micro-campioni per analisi meccaniche, fisiche e chimiche.

Componenti principali e specifiche tecniche

Un estrusore da laboratorio condivide le stesse componenti di base delle versioni industriali:

• Gruppo di alimentazione: introduce il materiale nella vite tramite tramoggia, eventualmente con dosatori volumetrici o gravimetrici.

• Cilindro riscaldato e vite: responsabili della fusione, omogeneizzazione e trasporto del materiale verso la testa di estrusione.

• Testa con matrice: definisce la geometria del campione in uscita, che può essere un filo, una lastra o un profilo specifico.

• Sistema di raffreddamento: regola il raffreddamento del materiale post-estrusione, fondamentale per la stabilità dimensionale.

• Quadro di controllo: permette il monitoraggio e la regolazione precisa di tutti i parametri (temperatura, coppia, pressione, velocità).

Le versioni più avanzate possono includere anche sensori per l’acquisizione dati in tempo reale, software di controllo per la ripetibilità dei test e interfacce digitali compatibili con l'ecosistema Bausano Sphera.

Applicazioni nella ricerca e nel controllo qualità

Gli estrusori da laboratorio sono strumenti preziosi in una vasta gamma di contesti applicativi, specialmente nelle fasi di ricerca e sviluppo. Nei laboratori di aziende e centri di innovazione vengono impiegati per studiare il comportamento di materiali plastici nuovi o modificati, con l’obiettivo di valutarne la processabilità, la compatibilità tra polimeri diversi e le prestazioni finali. Permettono, ad esempio, di sviluppare compound su misura, formulati con additivi, cariche o rinforzi specifici, utili a soddisfare esigenze tecniche molto precise.

Allo stesso tempo, questi strumenti si rivelano estremamente efficaci anche nelle attività di controllo qualità. Le aziende li utilizzano per verificare la costanza di produzione tra diversi lotti, oppure per confrontare materiali vergini con quelli riciclati, valutandone l’idoneità all’impiego industriale. Il loro utilizzo si estende anche allo studio di materiali biocompatibili per applicazioni medicali, o alla sperimentazione di soluzioni orientate alla sostenibilità, come i biopolimeri e le plastiche rigenerate.

Vantaggi dell’estrusione in scala laboratorio

Utilizzare un estrusore da laboratorio comporta numerosi vantaggi strategici:

• Riduzione dei costi e dei consumi: quantità minime di materiale, consumo energetico ridotto, nessuna necessità di avviare linee produttive.

• Tempi rapidi di test: ideale per iterazioni rapide e confronti tra formulazioni.

• Flessibilità sperimentale: facilità di cambio matrice, vite, parametri.

• Alta ripetibilità: i sistemi di controllo avanzati garantiscono la coerenza tra le prove.

• Minimo spreco: perfetto per test su materiali costosi o difficilmente reperibili.

Dalla sperimentazione alla produzione: lo scale-up

Uno degli obiettivi principali dell’uso di estrusori da laboratorio è trasferire i risultati dei test alla scala industriale. Per garantire un scale-up efficace, è fondamentale che le condizioni operative del laboratorio siano il più possibile rappresentative del processo produttivo.
I dati raccolti in fase di test (curva di coppia, temperatura di fusione, comportamento viscoso) vengono utilizzati per dimensionare la vite industriale, impostare i parametri di processo, selezionare i sistemi di alimentazione e ottimizzare la matrice.
Questo approccio consente di ridurre i rischi in fase di avvio impianto e accorciare il time-to-market di nuovi prodotti.
 
Gli estrusori da laboratorio rappresentano un anello fondamentale tra l’idea progettuale e la produzione su scala industriale. Offrono un ambiente controllato per testare materiali innovativi, ottimizzare compound e ridurre i tempi e i costi legati allo sviluppo di nuovi prodotti.
Grazie alla gamma di estrusori da laboratorio progettati da Bausano, è possibile simulare con precisione i processi reali, garantendo coerenza tra test e produzione e contribuendo all’evoluzione della trasformazione delle materie plastiche in ottica innovativa e sostenibile.