¿Cuál es el proceso del extrusor de film soplado?

El extrusor de film soplado es un equipo importante para la producción de películas plásticas, que se utiliza ampliamente en empaques, agricultura, industria y artículos de uso diario. Al fundir, extruir y soplar las materias primas plásticas para convertirlas en películas delgadas, el proceso de film soplado logra el proceso completo de conversión desde partículas hasta película. Entonces, ¿cuál es el flujo de proceso específico del extrusor de film soplado? Este artículo comenzará con el flujo del proceso, explicará sistemáticamente cada una de sus etapas clave y puntos de control técnico, y ayudará a los lectores a comprender plenamente el proceso de extrusión de film soplado.

1. ¿Qué es el Extrusión de película soplada Proceso?

La extrusión de film soplado es un proceso de moldeo de plástico termoplástico, adecuado principalmente para la producción de películas fabricadas con materias primas como polietileno (PE) y polipropileno (PP). El plástico es calentado y fundido por el extrusor y extruido desde la cabeza de extrusión, expandiéndose en una película bajo la acción de gas a alta presión. Al mismo tiempo, todo el proceso de fabricación de la película se completa mediante tracción, enfriamiento y bobinado.

2. Composición y estructura del extrusor para film soplado

Un extrusor estándar para film soplado incluye generalmente las siguientes partes:

• Sistema de extrusión (tolva, tornillo, cilindro, sistema de calefacción)
• Sistema de cabeza de extrusión (para formar el embrión de la película)
• Sistema de anillo de aire (enfriamiento e inyección de aire)
• Dispositivo de tracción (controla el espesor y la estabilidad de la película)
• Dispositivo de bobinado (completa la recolección de los rollos de película)
• Sistema de control electrónico (control automático de temperatura, velocidad, presión de aire, etc.)
• Cada parte desempeña un papel fundamental en todo el proceso.

3. Flujo del proceso del soplado de películas

3.1 Preparación y alimentación de la materia prima

El primer paso en el proceso de soplado de películas es la preparación de la materia prima. Generalmente se utilizan partículas plásticas termoplásticas, tales como polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o polipropileno (PP). Se pueden añadir masterbatch, antioxidantes, lubricantes y otros aditivos según las necesidades específicas.
Estas partículas son alimentadas al cilindro de la extrusora mediante un sistema automático de alimentación, y entran en la zona de calentado del tornillo por gravedad o mediante un dispositivo de alimentación por tornillo.

3.2 Fusión y plastificación (extrusión)

Las partículas plásticas se calientan, comprimen y funden gradualmente durante la rotación del tornillo. El tornillo y el cilindro están divididos en tres zonas:
Zona de alimentación: el plástico comienza a calentarse y a moverse hacia adelante;
Zona de compresión: el material se funde y aumenta la presión;
Zona de medición: garantiza que la masa fundida sea uniforme y esté lista para la extrusión.
Todo el proceso requiere un control estricto de la temperatura de cada sección, generalmente entre 160°C y 250°C (dependiendo del material), para asegurar que el material se funda completamente y no se descomponga.

3.3 Moldeo por Extrusión (Preforma de Película)

El plástico fundido es extruido uniformemente y formado en una preforma tubular mediante una boquilla anular. El diseño de la estructura de la boquilla tiene una gran influencia sobre la uniformidad y estabilidad del espesor de la película. La temperatura de la boquilla también debe mantenerse dentro de un rango adecuado, generalmente ligeramente superior a la de la sección de extrusión, para evitar que el material se enfríe y aglomere en la boquilla.

3.4 Película Inflada

El aire comprimido se inyecta en el centro del dado para inflar el embrión de película desde el diámetro original hasta el tamaño objetivo. El diámetro del tubo de película formado se denomina "relación de inflado", la cual generalmente está entre 2:1 y 4:1. Al ajustar la presión interna, la velocidad de enfriamiento y la velocidad de tracción, se puede controlar el espesor y las propiedades mecánicas de la película.
El proceso de inflado es clave para el control del moldeado, y tiene un impacto significativo en las propiedades de tracción, la transparencia y la planitud de la película.

3.5 Enfriamiento y Formación

Después de que el embrión de película se infla y forma, debe enfriarse rápidamente para mantener su forma y evitar el colapso de la película o la inestabilidad de las burbujas. El método de enfriamiento comúnmente utilizado es el enfriamiento mediante anillo de aire (anillo de aire sencillo o doble), soplando un flujo de aire a temperatura ambiente que rodea la burbuja de película y la enfría uniformemente desde el exterior.
La eficiencia de refrigeración afecta directamente la velocidad de producción y la transparencia de la película. Los modelos de alta velocidad suelen estar equipados con sistemas de refrigeración de aire de alta eficiencia.

3.6 Tracción y plegado

El cilindro de película enfriado es elevado por el rodillo de tracción e ingresa al dispositivo de aplanado. El rodillo de aplanado prensa la película cilíndrica para convertirla en una película plana de doble capa y, al mismo tiempo, recorta los bordes para prepararla para el bobinado. La velocidad de tracción es un parámetro importante para ajustar el espesor de la película, generalmente coordinado con la velocidad de extrusión.
El sistema de tracción debe contar con una función de control automático de tensión para garantizar una tensión uniforme de la película y un espesor estable.

3.7 Bobinado en rollos

La película plana final se envía al sistema de bobinado y se enrolla en un rollo de película a una velocidad preestablecida. Las modernas máquinas de soplado de películas suelen estar equipadas con mecanismos de bobinado por fricción superficial o central, y admiten funciones de cambio automático de rollo. Un buen efecto de bobinado puede mejorar la eficiencia de los pasos posteriores de procesamiento, como la impresión y el corte.

4. Factores críticos que afectan la calidad de la película soplada

4.1 Técnicas de optimización del control de temperatura

La regulación térmica precisa mantiene la integridad del polímero durante la extrusión. Los sistemas modernos utilizan calentamiento del cilindro por múltiples zonas con retroalimentación en bucle cerrado (precisión ±1°C) para evitar su degradación. Los gradientes de temperatura en la matriz deben minimizarse mediante calentadores segmentados.

4.2 Cálculos de la relación de soplado y propiedades de la película

La relación de soplado (BUR) cuantifica la expansión de la película dividiendo el diámetro de la burbuja por el diámetro de la matriz. Los valores estándar de BUR oscilan entre 1.5 y 4.0:

4.3 Paradoja industrial: equilibrar la velocidad de producción con la calidad cristalina

La producción a alta velocidad suele entrar en conflicto con la perfección cristalina. Cuando la velocidad de la línea excede los 40 m/min, el enfriamiento rápido suprime la formación cristalina en un 15–30 %, debilitando las propiedades de barrera. Los sistemas avanzados resuelven este problema mediante anillos de aire modulados que aplican enfriamiento diferencial.

5. Solución de problemas en la operación de la extrusora de película soplada

5.1 Solución de problemas de variación del espesor de la película

El espesor inconsistente de la película suele ser el resultado de desequilibrios en la abertura de la matriz o irregularidades en el enfriamiento. La calibración de la matriz debe garantizar una distribución uniforme del fundido de polímero, normalmente dentro de una tolerancia del ±5%.

5.2 Prevención de fenómenos de inestabilidad en la burbuja

La inestabilidad de la burbuja se origina por inconsistencias en la viscosidad del material o fluctuaciones en la presión del aire. Mantenga la estabilidad de la viscosidad mediante el control de la humedad de la resina (<0.02%) y temperaturas uniformes del tornillo. Los reguladores automáticos de presión deben modular el flujo del anillo de aire dentro de tolerancias de ±2.5 Pa.

Preguntas Frecuentes

1. ¿Qué es la extrusión de película soplada?

La extrusión de film soplado es un proceso que consiste en extruir continuamente resina fundida para formar una burbuja que se infla y estira convirtiéndose en películas.

2. ¿Cuáles son los beneficios de la extrusión de película soplada?

El proceso permite la producción de películas personalizadas desde envolturas de barrera monocapa hasta laminados complejos multilayer, con propiedades mecánicas ajustables.

3. ¿Qué materiales se utilizan comúnmente en la fabricación de películas sopladas?

Los polímeros comunes utilizados incluyen polietileno (LDPE, LLDPE, HDPE), polipropileno, PVC y polímeros especializados biodegradables o diseñados como el EVOH.

4. ¿Cómo puedo evitar la inestabilidad de la burbuja durante la extrusión?

Mantener la estabilidad de la viscosidad y asegurar una presión de aire uniforme mediante reguladores automáticos puede ayudar a prevenir fenómenos de inestabilidad de burbujas.