Extrusora de doble husillo SAT65 a prueba de explosiones para compounding de PLA/PETG/ABS
Línea de peletizado de hebras SAT65 con clasificación Ex tb IIIC para el compounding de PLA, PETG y ABS con fibra de carbono y aditivos en polvo, a 500–700 kg/h.
USEON entregó a un fabricante de materiales avanzados una línea de peletizado de hebras con extrusora de doble husillo SAT65 y clasificación Ex tb IIIC, diseñada para el compounding de PLA, PETG y ABS con fibra de carbono y aditivos en polvo, que permite una producción continua y estable de 500–700 kg/h.
Un fabricante chino de materiales avanzados, especializado en plásticos de ingeniería de alto valor y materiales de base biológica (muy utilizados en el compounding de materiales para impresión 3D y en materiales modificados funcionales), necesitaba ampliar sus operaciones. Para aumentar su capacidad y mejorar sus formulaciones, el cliente requería una nueva línea de extrusión y compounding. El proyecto fijaba una capacidad objetivo de 500–700 kg/h y una configuración de línea capaz de cumplir los requisitos de seguridad frente a polvo combustible del taller.
Especificaciones principales
| Modelo de máquina | Extrusora de doble husillo SAT65 |
|---|---|
| Aplicación | Compounding de PLA, PETG y ABS |
| Capacidad objetivo | 500–700 kg/h |
| L/D | 44 |
| Motor principal | Motor síncrono de imanes permanentes de 160 kW |
| Sistema de alimentación | Dosificadores gravimétricos por pérdida de peso multicomponente |
| Aditivos | Mezclas de polvos, fibra de carbono |
| Método de peletizado | Línea de peletizado de hebras |
| Protección contra explosiones | Ex tb IIIC T4 para el motor, la central hidráulica y el sistema de vacío; Ex tb IIIC T2 para los calefactores y la caja de engranajes; grado de protección IP65 |
| Sistema de control | Sistema de control con PLC Siemens y pantalla táctil HMI |
Retos de procesamiento
Protección estricta contra explosiones de polvo
En el entorno de proceso existía riesgo de acumulación de polvo, por lo que todo el sistema (motores, unidades de calentamiento, sistemas de dosificación y equipos aguas abajo) debía cumplir normas específicas de protección contra explosiones.
Dosificación estable de materiales multicomponente complejos
La formulación incluía pellets de polímero base, mezclas de polvos propensas a formar puentes y la alimentación de fibra de carbono. Esto exigía más al sistema de dosificación en cuanto a hermeticidad, precisión y flujo continuo de material.
Eficiencia energética y mantenimiento
Los sistemas de accionamiento convencionales de alta potencia pueden elevar el consumo energético. El cliente buscaba un accionamiento más eficiente para reducir los costos de operación a largo plazo y las necesidades de mantenimiento rutinario.
Protección de los equipos a nivel de sistema
Se requería un mecanismo integral de protección por enclavamientos para gestionar posibles sobrepresiones o atascos de material durante la producción.
Solución de USEON
Para resolver estos retos, el equipo de USEON diseñó a medida una línea de peletizado de hebras con extrusora de doble husillo SAT65. El proyecto no se limitó al suministro de una extrusora: fue una configuración a nivel de sistema que abarcó el manejo de materiales, la protección frente a polvo combustible, la estabilidad de alimentación, la eficiencia del accionamiento, el peletizado de hebras y los enclavamientos de toda la línea. Todo el sistema, desde el manejo de la materia prima hasta el peletizado final, cuenta con un diseño cerrado y protegido contra explosiones de forma sistemática. Integra un sistema de dosificación gravimétrica por pérdida de peso de alta precisión, un alimentador lateral modular y un sistema de control con PLC Siemens + HMI para la supervisión y el control de enclavamientos de toda la línea.
Diseñada para los requisitos de seguridad frente a polvo combustible
El diseño de protección contra explosiones de polvo Ex tb IIIC en toda la línea ayuda a reducir los riesgos de seguridad relacionados con el polvo durante la adición de polvos especiales y fibras de carbono.
Dosificación estable y precisa
La integración de varios dosificadores gravimétricos por pérdida de peso cerrados y de alta precisión, junto con silos antipuente y alimentadores laterales modulares, ayuda a resolver la alimentación de materiales de baja densidad aparente. Permite dosificar de forma estable formulaciones complejas y mantener limpio el taller.
Optimización de energía y mantenimiento
El motor síncrono de imanes permanentes de 160 kW mejora la eficiencia del accionamiento, responde con rapidez y está pensado para reducir el mantenimiento rutinario a lo largo de la vida útil del equipo.
Enclavamientos múltiples para proteger los componentes clave
El sistema de control con PLC Siemens y pantalla táctil HMI vincula, mediante lógica de enclavamiento, la presión del fundido en el cabezal con la extrusora principal, la bomba de aceite de lubricación de la caja de engranajes y los dosificadores. Junto con el acoplamiento de seguridad R+W, puede provocar una parada ante sobrecargas anómalas para proteger la caja de engranajes y los elementos de husillo.
Video en planta
Aceptación en planta y resultados de producción
La línea de producción SAT65 superó con éxito la aceptación y la puesta en marcha en la planta del cliente. Durante la puesta en marcha, el equipo técnico se centró en verificar varios parámetros clave: cambios de material, continuidad de la alimentación de polvo, estabilidad de la alimentación lateral de fibra de carbono, homogeneidad del fundido, continuidad de las hebras y uniformidad de los pellets.
El equipo mostró una excelente adaptabilidad de proceso en los cambios de producción entre PLA, PETG y ABS. La capacidad real de operación se mantiene estable en 500–700 kg/h, y todo el sistema antiexplosión cumplió los requisitos de seguridad definidos para el proyecto, lo que respalda una producción continua y eficiente para el cliente.
Aplicaciones adecuadas
Esta configuración está pensada para empresas de materiales avanzados cuyos entornos de producción exigen una protección estricta contra explosiones de polvo. Sus características de proceso se adaptan muy bien al compounding de materiales para impresión 3D, aleaciones de plásticos de ingeniería, materiales de base biológica (como PLA/PBAT) y la producción de masterbatch funcional con alta carga de polvo o refuerzo de fibra de vidrio o de carbono.
Hablemos de su proyecto de compounding
¿Busca una solución de extrusión que cumpla su capacidad objetivo, los requisitos de seguridad frente a polvo combustible y las exigencias de formulaciones complejas? Contacte hoy mismo al equipo técnico de USEON. Para diseñar la línea de compounding y peletizado a medida más adecuada para su proyecto, indique en su consulta los siguientes datos:
- Capacidad objetivo
- Tipo de material
- Forma del aditivo
- Contenido de polvo o fibra
- Requisitos de protección contra explosiones o de seguridad del taller
Preguntas frecuentes
¿Para qué entornos está diseñada esta línea de extrusora de doble husillo a prueba de explosiones?
R: La línea se configuró según los requisitos de protección contra explosiones de polvo Ex tb IIIC del proyecto (clase de temperatura T2/T4, grado de protección IP65), por lo que es adecuada para las condiciones de polvo combustible definidas para esta aplicación.
¿Cómo se garantiza la estabilidad de alimentación de la fibra de carbono y de los polvos propensos a formar puentes?
R: El sistema utiliza silos equipados con dispositivos vibratorios antipuente y tolvas de dosificadores por pérdida de peso optimizadas con agitación horizontal. Junto con alimentadores laterales específicos, esto favorece un flujo continuo y regular de materiales ligeros o de forma irregular.
¿Qué ventajas prácticas ofrece el motor síncrono de imanes permanentes?
R: Los motores síncronos de imanes permanentes ofrecen un amplio rango de regulación de velocidad y ocupan poco espacio. Al eliminar algunas etapas de las transmisiones reductoras tradicionales, mejoran la eficiencia del accionamiento y reducen el mantenimiento rutinario.
¿Cómo protege la línea la caja de engranajes ante una sobrecarga inesperada?
R: Implementamos una doble protección mecánica y eléctrica. En lo mecánico, cuenta con un acoplamiento limitador de torque. En lo eléctrico, el PLC supervisa en tiempo real la presión del fundido y la vincula, mediante lógica de enclavamiento, con el motor principal y la bomba de aceite de lubricación de la caja de engranajes, y ejecuta una parada inmediata ante cualquier anomalía para evitar daños en los componentes clave.
¿Es adecuada esta línea para producir compuestos para filamento de impresión 3D?
R: Sí. La línea SAT65 está diseñada para el compounding de PLA, PETG y ABS con aditivos en polvo o fibra. Su sistema de dosificación cerrado, la sección de compounding de doble husillo y la línea de peletizado de hebras ayudan a lograr pellets homogéneos, buena dispersión y una buena procesabilidad posterior en aplicaciones de materiales para impresión 3D.
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Souder Chen
Director de la división de compounding
En USEON desde 2008. Líneas de compounding, desvolatilización y reciclaje con extrusoras de doble husillo.