La ricerca sui nuovi materiali utilizza degli strumenti che garantiscono precisione, continuità operativa e capacità di analizzare ogni fase del processo. Gli estrusori da laboratorio soddisfano esattamente queste esigenze, per diversi motivi: trattano quantità ridotte di polimeri, e permettono di verificare in modo controllato come una formulazione reagisce a variazioni di temperatura, pressione, coppia e velocità di rotazione. La macchina gestisce tali volumi minimi senza compromettere l’affidabilità dei risultati, e riproduce le condizioni tipiche delle linee produttive, così da fornire dei dati utili per la definizione delle ricette destinate alla produzione industriale.
Come funzionano gli estrusori da laboratorio
Il funzionamento degli estrusori da laboratorio, si basa su una camera di processo all’interno della quale una vite o due viti trascinano, fondono e miscelano il materiale. Le configurazioni con rapporto L/D 19 o 30 rispondono ad esigenze differenti, perché modificano la permanenza della massa all’interno del cilindro e influenzano la qualità della fusione e della miscelazione. Un rapporto L/D 19 risulta più adatto per le prove rapide su materiali con un comportamento prevedibile, mentre un rapporto L/D 30 propone un’azione più estesa e controllata. Ciò risulta utile quando la formulazione richiede un lavoro meccanico maggiore, o quando la miscela contiene additivi sensibili.
Gli estrusori bivite da laboratorio, come il già citato MD 30, rafforzano ulteriormente l’efficacia delle prove: ciò avviene perché impiegano due viti co-rotanti, che movimentano la massa con un’azione di taglio più omogenea e più prevedibile rispetto ad un sistema monovite. La miscelazione risulta più fine e costante, e il materiale raggiunge un livello superiore di omogeneità: una condizione essenziale quando la formulazione include pigmenti, rinforzi o plastificanti. La coppia applicata rimane stabile e il processo registra delle variazioni minime, così da mostrare con chiarezza eventuali punti critici che richiedono una modifica.
Sensori, nuove tecnologie e AI
Il controllo della temperatura risulta decisivo, dato che ogni polimero possiede una finestra termica specifica che condiziona viscosità, fusione e stabilità. Gli estrusori da laboratorio moderni mantengono un profilo termico costante attraverso delle zone indipendenti, così da evitare qualsiasi degradazione o sovra-riscaldamento. I sensori monitorano in modo continuo pressione, coppia e velocità, inviando i dati all’interfaccia digitale integrata. Questo sistema elabora le informazioni in tempo reale, producendo grafici e tabelle che facilitano la comprensione del comportamento del materiale. L’AI analizza il flusso dei dati e propone delle azioni correttive durante i test, come la modifica della velocità delle viti o del setpoint termico. In questo modo si evitano gli sprechi e le ripetizioni inutili delle prove.
La digitalizzazione rende la gestione delle prove molto più efficiente, perché registra ogni parametro e conserva l’intera cronologia dei test. La piattaforma permette di confrontare formulazioni diverse, e di individuare le correlazioni tra condizioni operative e risultati finali. Consente inoltre di prevedere l’andamento delle nuove ricette sulla base dei dati raccolti nel tempo. La tracciabilità completa produce, così, dei report automatici per l’analisi interna e per la documentazione richiesta nei progetti di ricerca. L’accesso remoto consente poi agli operatori di controllare lo stato della macchina, e di verificare in sicurezza l’avanzamento della prova anche a distanza.