Extrusores de parafuso único vs parafuso duplo Principais diferenças no processamento de plásticos

Imagine este cenário: Uma empresa de fabricação de plásticos planeja expandir a produção e precisa adquirir novos equipamentos de extrusão. Diante de uma grande variedade de extrusoras no mercado, o gerente se encontra em um dilema: Extrusoras de rosca única são acessíveis e fáceis de operar, mas parecem carecer de capacidade de mistura. Extrusoras de rosca dupla oferecem mistura superior e maior aplicabilidade, mas vêm com um custo mais alto e manutenção mais complexa. Qual extrusora atende melhor às necessidades reais da empresa? Este é um desafio comum que muitos processadores de plástico enfrentam ao selecionar equipamentos.

Como o nome sugere, as extrusoras de rosca dupla possuem duas roscas dentro do cilindro. Comparadas às extrusoras de rosca única, os designs de rosca dupla oferecem maior flexibilidade — as roscas podem ser cônicas ou paralelas, girar na mesma direção (corrotacional) ou em direções opostas (contrarrotacional) e ter diferentes graus de engrenamento. Essa versatilidade permite que as extrusoras de rosca dupla se adaptem a uma gama mais ampla de materiais e requisitos de processo.

O princípio de funcionamento das extrusoras de rosca dupla é semelhante aos modelos de rosca única: o material entra no cilindro através da tremonha, e a rotação das roscas o transporta para frente. Durante este processo, o material é comprimido, aquecido, derretido e misturado uniformemente para formar uma massa homogênea. No entanto, as extrusoras de rosca dupla superam suas contrapartes de rosca única no transporte de material, mistura e plastificação.

Normalmente, as extrusoras de rosca dupla paralelas dividem o processamento do material em quatro estágios principais:

• Estágio de Transporte: Esta fase foca no transporte estável do material, monitorando potenciais bloqueios para garantir a progressão suave para os estágios subsequentes.
• Estágio de Fusão: Aqui, o material derrete completamente sob o aquecimento do cilindro e as forças de cisalhamento da rosca, enquanto passa por uma mistura inicial. A uniformidade e a velocidade de fusão afetam diretamente a plastificação subsequente e a qualidade do produto.
• Estágio de Plastificação: O cerne da extrusão de rosca dupla, este estágio derrete e mistura ainda mais o material, enfatizando a dispersão uniforme e a mistura fina para uma plastificação ideal. O design da rosca e as configurações de parâmetros são críticos.
• Estágio de Descarga: O material é compactado, pressurizado pelo transporte da rosca e finalmente extrudado através da matriz. Esta fase garante a densidade e a uniformidade do material para um fornecimento de massa estável para a conformação downstream.

Com capacidade de mistura excepcional, controle de processo preciso, alta eficiência e adaptabilidade, as extrusoras de rosca dupla são amplamente utilizadas na extrusão de plásticos, incluindo:

• Composição (Compounding): Mistura de polímeros, cargas e aditivos para criar plásticos especiais com propriedades personalizadas. As extrusoras de rosca dupla alcançam mistura eficiente e uniforme para modificação consistente.
• Extrusão de PET: Processamento de tereftalato de polietileno (PET) para garrafas, chapas, etc., controlando a degradação para melhorar a qualidade do produto.
• Extrusão Direta de Chapas: Produção de chapas plásticas diretamente de matérias-primas sem peletização intermediária, garantindo espessura e qualidade de superfície consistentes.
• Extrusão de Espuma: Fabricação de produtos plásticos espumados (por exemplo, painéis, perfis) com incorporação precisa de agente espumante e expansão uniforme.

As extrusoras de rosca única, com apenas uma rosca no cilindro, são conhecidas por sua confiabilidade, durabilidade, simplicidade e acessibilidade. Modelos típicos têm diâmetros de rosca de 25–150 mm (1–6 pol) e relações comprimento/diâmetro (L/D) de 20–30, sendo 24 a mais comum.

Sua operação é simples: o material sólido entra pela tremonha e a rotação da rosca o transporta para frente. O calor do cilindro e o cisalhamento mecânico transformam os sólidos em massa uniforme para extrusão pela matriz. Uma extrusora de rosca única compreende três sistemas principais:

• Sistema de Extrusão: O núcleo da máquina, composto pelo sistema de alimentação, rosca, cabeçote, matriz e cilindro, converte o polímero sólido em massa homogênea. A rosca é o coração deste processo.
• Sistema de Acionamento: Geralmente inclui motor, caixa de engrenagens e rolamentos para fornecer a velocidade e o torque da rosca necessários. A rotação constante da rosca garante a consistência do produto, embora velocidades ajustáveis (10–100 rpm) acomodem diferentes materiais.
• Sistema de Aquecimento/Resfriamento: Crítico para manter temperaturas ideais. O aquecimento elétrico (indução ou resistência) aquece o cilindro, enquanto o resfriamento a água ou ar evita o superaquecimento que poderia degradar o plástico.

O transporte de material que depende principalmente do atrito limita o desempenho da alimentação, dificultando a incorporação de fibras de vidro, cargas inorgânicas ou pós. Além disso, o transporte, bombeamento, fusão e mistura ocorrem simultaneamente e interdependentemente, complicando o controle do processo e reduzindo a eficiência — especialmente sob alta pressão. Ainda assim, as extrusoras de rosca única são adequadas para aplicações específicas:

• Composição Básica: Para requisitos de mistura menos exigentes.
• Extrusão de Chapas: Produção de chapas onde a uniformidade de espessura e a qualidade da superfície são menos críticas.
• Extrusão de Perfis: Fabricação de perfis plásticos (por exemplo, quadros de janelas/portas, acabamentos decorativos).
• Extrusão de Tubos: Produção de tubos plásticos para abastecimento de água, drenagem, etc.

No geral, as extrusoras de rosca dupla superam os modelos de rosca única em vários aspectos:

• Capacidade de Mistura: Rosca dupla proporciona mistura completa e uniforme devido ao engrenamento e cisalhamento.
• Desempenho de Ventilação: Rosca dupla corrotacional renova continuamente as superfícies do material para degaseificação superior.
• Eficiência: Velocidades de extrusão mais rápidas e menor consumo de energia por unidade de produção.
• Autolimpeza: Limpeza automatizada reduz o acúmulo de resíduos.

No entanto, as extrusoras de rosca única permanecem vantajosas para:

• Controle de Processo: Mais fáceis de operar com controles mais simples.
• Custo: Significativamente mais baratas devido ao design mais simples.
• Versatilidade: Ainda aplicáveis em muitos processos padrão.

Cada tipo de extrusora se destaca em diferentes aplicações devido aos princípios de design inerentes:

Extrusoras de Rosca Única:

• Composição básica
• Extrusão de chapas
• Extrusão de perfis
• Extrusão de tubos

Extrusoras de Rosca Dupla:

• Composição de alto desempenho
• Processamento de PET
• Extrusão direta de chapas
• Extrusão de espuma