Aplicações
No processo de extrusão, a vazão da rosca de extrusão pode ser regulada por meio de dosadores gravimétricos ou por uma bomba de engrenagens posicionada antes da matriz de extrusão, que mantém o fluxo de material constante, independentemente da quantidade introduzida pelos dosadores.
A bomba de fusão de polímeros é particularmente utilizada em roscas de extrusão para a produção de perfis ou tubos, onde a estabilidade da vazão é essencial para garantir a qualidade e a uniformidade do produto final.
Necessidade:
Termoregulação
Um comportamento escoamento estável e a consequente constância dimensional do extrudado são obtidos graças a uma correta Termoregulação. É fundamental, portanto, que os sistemas a jusante do processo primário não afetem as propriedades obtidas na extrusão. A Bomba de fusão de polímeros deve, portanto, garantir a estabilidade térmica, evitando possíveis defeitos (instabilidade superficial, variações de espessura ou alterações na qualidade óptica do produto).
A tecnologia Gefran para controle térmico industrial baseia-se na integração de relés de estado sólido, controladores PID e termopares, oferecendo um controle preciso e confiável da temperatura em processos de extrusão e transformação de polímeros.
- Cada resistência elétrica é gerenciada em malha fechada por meio de regulação PID, integrada ao PLC ou confiada a controladores dedicados, como o controlador Gefran 1850. Essa solução permite manter a temperatura do melt dentro de ±0,5 °C do setpoint, garantindo viscosidade constante e a ausência de defeitos superficiais ou dimensionais.
- O relé de estado sólido GRP-H, compacto e com dissipador de calor integrado, assegura um controle preciso da corrente até 120 A. A comunicação IO-Link permite reduzir as placas de E/S, graças ao gerenciamento integrado de comandos, alarmes e corrente absorvida.
A solução Gefran é escalável e compatível com controladores PID integrados em PLCs ou em módulos remotos. As funções de memorização de receitas e de historizaç��o de tendências suportam mudanças rápidas na produção e promovem a melhoria contínua da qualidade do processo.
Necessidade:
Controle de vazão
A regulação da velocidade da bomba e a força correspondente com que o polímero é empurrado para a matriz são reguladas pelos acionamentos. O controle destes últimos é normalmente confiado ao PLC do próprio rosca de extrusão. A bomba é regulada por meio de um controle de malha fechada, baseado em leituras de pressão na entrada e saída.
A Gefran utiliza dois sensores MELT de alta precisão, instalados na entrada e na saída da bomba de fusão, para regular a velocidade da bomba e manter estável a pressão e constante a vazão do polímero fundido, garantindo controle preciso do processo de extrusão.
Os sensores de pressão MELT da série Impact são ideais para ambientes industriais críticos e para a integração em lógicas de segurança, oferecendo confiabilidade elevada mesmo em condições operacionais severas.
Características principais:
- Projetados com membrana reforçada, elemento sensível piezo-resistivo e sem fluido de transmissão, assegurando robustez e precisão de medição.
- Estabilidade térmica inferior a 1% FS entre 20 e 350 °C, tornando-os ideais também para polímeros regenerados ou materiais abrasivos.
- A certificação PLc e a saída elétrica redundante aumentam a segurança funcional e a confiabilidade do sistema.
- A ausência de fluido interno torna o sensor adequado também para aplicações médicas e alimentares, onde higiene e segurança do processo são essenciais.
O Princípio de Funcionamento:
A bomba de fusão de polímeros é um dispositivo volumétrico constituído por duas rodas dentadas contrarrotativas alojadas em um corpo fechado. O polímero fundido entra entre os dentes na zona de entrada, é capturado nas cavidades e transportado de forma contínua até a zona de saída.
Durante o movimento, o material fundido é progressivamente comprimido e empurrado para a matriz, com pressão constante regulada por um sistema de controle. As folgas e tolerâncias são cuidadosamente otimizadas para minimizar perdas internas e garantir uma elevada eficiência volumétrica, superior a 98%.
O controle da velocidade das engrenagens e da pressão de saída é realizado por meio de uma malha de controle em circuito fechado, com regulação PID, assegurando estabilidade do processo e repetibilidade operacional.
Os principais componentes — como rodas dentadas, carcaça e rolamentos — são projetados para operar com o material fundido como lubrificante e resistir a altas temperaturas e a diferenciais de pressão superiores a 300 bar.
A integração da bomba de fusão permite desacoplar a velocidade de rotação do parafuso de extrusão da quantidade de material extrudado pela matriz, promovendo a estabilização da pressão e a melhoria significativa da qualidade do extrudado.
Requisitos e Tecnologia:
A bomba de fusão de polímeros deve garantir um fluxo constante e preciso do polímero fundido em direção à matriz de extrusão, assegurando estabilidade do processo e qualidade do produto final.
A regulação precisa da temperatura de fusão evita variações dimensionais e defeitos superficiais, enquanto o monitoramento da pressão do polímero na entrada e na saída da bomba fecha a malha de regulação da pressão, fornecendo feedback contínuo aos algoritmos PID responsáveis pelo acionamento da bomba.
A Gefran oferece uma linha completa de plataformas de controle, sensores de pressão, sensores de temperatura de fusão e soluções modulares, facilmente integráveis em qualquer instalação de extrusão, para garantir eficiência operacional, segurança do processo e qualidade constante na extrusão de polímeros.
