Che cos’è l’estrusione?

L’estrusione è un tipo di processo di produzione industriale che presuppone una deformazione plastica, grazie a cui è possibile ottenere dei pezzi a sezione costante: si può trattare, per esempio, di lastre, di profilati, di barre o di tubi. I materiali che possono essere estrusi sono quelli caratterizzati da un alto livello di plasticità: in particolare le materie plastiche (tra cui i materiali termoplastici e la gomma) e i materiali metallici, quali il rame, il piombo, l’alluminio e l’acciaio.

Come funziona l’estrusione

Il processo di estrusione prevede che il materiale oggetto di lavorazione venga forzato per compressione a passare in una filiera o matrice, vale a dire una sagoma che riproduce in maniera fedele la conformazione esterna del prodotto che si desidera. Nel caso in cui il prodotto abbia una sezione cava, il profilo della cavità interna può essere riprodotto tramite un’anima. Quando il materiale esce dalla matrice, viene raffreddato (solo se si tratta di gomma è sottoposto a vulcanizzazione).

L’estrusione delle materie plastiche

La compressione delle materie plastiche, a monte della matrice, viene effettuata tramite la cosiddetta vite di Archimede, grazie a cui il materiale viene spinto in direzione della testa di estrusione. Il materiale è in polvere o in granuli, per poi essere rammollito o fuso per effetto del calore che viene generato da resistenze elettriche e dall’attrito con le pareti. L’estrusione può essere diretta o inversa. Nel primo caso si comprime il materiale da una parte, in modo che esso fuoriesca dalla parte opposta, in cui è presente la matrice: ciò vuol dire che il moto del pistone e la direzione di efflusso del materiale sono uguali. Nel secondo caso, la matrice risulta solidale al pistone. Con l’estrusione inversa, il prodotto estruso esce in direzione opposta rispetto al moto del pistone, che è dotato di una cavità centrale. Le forze di attrito sono minori, dal momento che manca il moto relativo fra la parete del contenitore e il materiale.

Che prodotti si possono ottenere con l’estrusione

Nel novero dei materiali che si prestano a essere lavorati con l’estrusione ci sono il poliammide, il PVC, il polietilene a bassa densità, il polietilene ad alta densità e il poliuretano termoplastico. È davvero ampio l’assortimento di prodotti che si possono fabbricare, dai tubi estrusi in silicone ai profilati privi di saldature; e, ancora, le piastre, le guide in laminato plastico, e così via. I barattoli, le bottiglie e altri contenitori realizzati in materiale plastico, inclusi i serbatoi per il carburante, vengono fabbricati per estrusione, con il cosiddetto stampaggio per soffiaggio: in pratica, uno stampo circonda il preforma, che consiste in un tubo flessibile estruso, il quale viene soffiato contro la parete interna tramite aria compressa. Ma l’estrusione trova applicazione anche in ambiti più “insospettabili”, come per esempio l’edilizia e il settore alimentare. I mattoni forati e pieni, per esempio, sono realizzati tramite estrusione, e perfino la pasta che mangiamo tutti i giorni si produce con questo meccanismo.

L’estrusione a caldo

Una particolare tipologia di estrusione può essere individuata nell’estrusione a caldo: si tratta di una lavorazione metallurgica che opera mediante una forza di compressione. La forma desiderata viene ottenuta attraverso il passaggio del materiale nelle matrici, e il processo si svolge a caldo allo scopo di diminuire la resistenza del materiale alla deformazione. Si ottengono, in questo modo, semilavorati di forma complessa o semplice che, dopo essere stati raffreddati, si fanno apprezzare per le loro prestazioni funzionali e le loro proprietà meccaniche. Prima si pela la materia prima a un diametro specifico; dopodiché si tagliano le barre pelate in masselli di una lunghezza specifica. Se devono essere realizzati dei profili cavi si procede anche alla foratura. Quindi si riscaldano i masselli, e a quel punto un punzone spinge il metallo dentro la matrice, la cui sagoma consente di generare le barre con la sezione voluta. Infine si attua un processo di finitura.

I metalli e l’estrusione a caldo

Scegliere l’estrusione a caldo per la lavorazione dei metalli vuol dire poter usufruire di molteplici benefici, tanto sul piano economico, quanto a livello tecnico. Prima di tutto stiamo parlando di un processo che offre la possibilità di ottenere sagome anche complesse, cave o piene che siano, e che può essere impiegato anche per produrre lotti piccoli. I tempi di attrezzaggio sono contenuti, e sono minimi anche i costi. Il principale vantaggio va individuato, comunque, nella possibilità di includere nella produzione sagome che non potrebbero essere ottenute con tecnologie differenti.

I vantaggi dell’estrusione

Una delle caratteristiche più interessanti dell’estrusione consiste nella possibilità di ottenere e realizzare profili su misura, anche in presenza di esigenze progettuali molto complesse: si pensi, per esempio a profili di diverse forme e senza saldatura. È possibile, inoltre, lavorare e trasformare materiali come il titanio e gli acciai alto-legati, oltre alla gomma e ai polimeri citati in precedenza.