Leccion10.PLASTICOS.problemas.extrusion.2005
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PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION _________________________________ HOJA 1 .
P1 (JUNIO 2003).- Para fabricar un perfil rectangular de Nylon de seccin transversal: 20 mm x 5 mm, se
utiliza un tornillo extrusor simple. La velocidad de salida es de 50 m/min.
Despreciando el efecto de hinchamiento a la salida del dado y suponiendo comportamiento newtoniano del
polmero fundido ( )2.400 N sm
= , determinar la velocidad de rotacin del tornillo, en revoluciones por
minuto, as como la presin de operacin.
Los parmetros geomtricos de la zona de dosificacin del tornillo y del dado son:
Zona de dosificacin
Dado.
Longitud : L1 = 600 mm Longitud L2 = 80 mm
Dimetro : D = 150 mm Anchura T = 20 mm.
Profundidad del canal: H = 4 mm Espesor h = 5 mm.
Angulo de la hlice: = 17 R.- 12.8 MPa, 45.8 rpm
P2.- Calcular la presin de operacin y el caudal volumtrico de salida ( )3m s , de la siguiente configuracin extrusor-dado:
Extrusor
Dado.
Longitud zona dosificacin: L1 = 500 mm Longitud L2 = 40 mm
Dimetro: D = 40 mm Radio R2 = 2.5 mm.
Profundidad del canal: H = 4 mm
Angulo de la hlice: = 17 Velocidad de rotacin del tornillo N = 60 rpm
La viscosidad del polmero fundido, que se considerar newtoniano, es de 1000 N.s/m2.
P3 (JUNIO 2003).- Para fabricar una tubera de polietileno de alta densidad (PEAD) se utiliza un tornillo
extrusor simple que opera a una velocidad de rotacin de 60 rpm y un dado anular. Los parmetros
geomtricos de la zona de dosificacin del tornillo y del dado son:
Zona de dosificacin Dado.
Longitud: L1 = 500 mm Longitud: L2 = 200 mm
Dimetro: D = 160 mm Radio interior: R1 = 40 mm.
Profundidad del canal: H = 6 mm Radio exterior R2 = 45 mm.
Angulo de la hlice: = 17
Despreciando el efecto de hinchamiento a la salida del dado y suponiendo comportamiento
newtoniano durante el flujo del polmero fundido ( )2.1000 N sm
= , determinar la velocidad de
produccin de salida (m/s) as como la presin de operacin.
R.- 13.71 MPa, 0.143 m/s
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PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 2.
P4.- Una barra acrlica se extruye a travs de un dado en forma de capilar cuyas dimensiones son:
Longitud = 10 mm, Dimetro = 2 mm
Si el caudal volumtrico de salida es de 33 mm3/s, determinar el dimetro final de la barra despus de
extruida.
P5.- Calcular la presin de operacin y la velocidad de salida (m/s), de las siguientes configuraciones
extrusor-dado:
Se despreciar el hinchamiento a la salida del dado.
R.- (a).- 26.2 MPa, 0.589 m/s (b).- 18.86 MPa, 0.708 m/s
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PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 3.
P6.- Un tubo de polietileno se extruye a travs de un dado anular uniforme con radio interior de 9 mm y
exterior de 11 mm, con una velocidad de salida de 33 mm/s (antes del hinchamiento). Despreciando los
efectos de tensin en el flujo, calcular el dimetro y el espesor del producto extruido.
R.- 13.6mm, 3.7.mm
P7 (JUNIO 2004).- Una barra acrlica de 20 mm de dimetro se extruye a una velocidad de salida de 3
m/min (despus del hinchamiento). Los dados disponibles tienen los siguientes dimetros: 12 mm, 14 mm
y 16 mm. Determinar el dado ms conveniente y calcular el error que nos da en el dimetro del producto
extruido.
La variacin del hinchamiento radial con la deformacin de cizalladura recuperable, es como sigue:
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
BR 1.0 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1
El mdulo de cizalladura, G, de la resina acrlica es 3x104 N/m
2.
R.- 12 mm, 3.15 %
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PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 4
P8(JUNIO 2004).-Para fabricar un perfil rectangular (20 mm x 5 mm) de polimetacrilato de metilo (PMMA)
se utiliza un tornillo extrusor simple, que opera a una velocidad de rotacin de 60 min
revoluciones
uto y un dado
de seccin transversal rectangular.
Los parmetros geomtricos de la zona de dosificacin del tornillo y del dado son:
Zona de dosificacin Dado.
Longitud , L1 = 600 mm Longitud , L2 = 80 mm
Dimetro, D = 150 mm Anchura W = 20 mm.
Profundidad del canal, H = 4 mm Espesor d = 5 mm.
Angulo de la hlice, = 17
Despreciando el efecto de hinchamiento a la salida del dado y el flujo de fuga y suponiendo comportamiento
newtoniano durante el flujo del polmero fundido 2
.1000
N s
m =
, determinar la velocidad de produccin de
salida min
m
uto
, as como la presin de operacin.
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PROBLEMAS PLASTICOS . - LECCION 10 / EXTRUSION HOJA 5
P9 (SETIEMBRE 2004).- Se ha de fabricar una barra rectangular de resina acrlica de anchura 25 mm y
espesor 2 mm a una velocidad de 2 min
m (despus del hinchamiento). Las boquillas disponibles tienen las
dimensiones siguientes:
12 mm x 0.7 mm , 15 mm x 0.85 mm y 18 mm x 1 mm
Determinar cual es la ms adecuada y calcular el error absoluto del rea de la seccin transversal que tendr
la barra rectangular extruida.
El modulo de cortadura del polmero fundido es 4
6 10x 2
N
m y se supondr que las boquillas son lo
suficientemente largas de tal modo que el hinchamiento es debido solamente a deformacin por corte. Los
datos de viscosidad se dan en la figura 1 y las relaciones entre hinchamiento y la deformacin por corte
recuperable en la figura 2.
FIGURA 1
FIGURA 2