Extrusão: O que é e como funciona?

A extrusão é o nome de um processo de moldagem de materiais em que se força uma substância líquida ou viscosa por um orifício para obter alguma forma. Por exemplo, a moldagem de borrachas ou a fabricação de salsichas utilizam muito esse método.

Seu uso não é restrito a nenhum setor, então conhecer como ela funciona é importante para profissionais de muitas áreas. Engenheiros mecânicos, químicos industriais, designers de produtos e por aí vai. E conhecer os detalhes da fabricação permitirá avançar nos estudos ou nos seus investimentos.

No texto abaixo, você descobrirá tudo o que você precisa saber sobre extrusão. O que é, como funciona e as principais formas de uso. Também conhecerá a diferença entre esse processo e outros da indústria.

Faça uma boa leitura!

Extrusão: o que é? Como funciona?

Extrusão é o nome do processo mecânico em que se produz peças através da forçação de materiais através de uma matriz – assim, adquire-se a forma desejada. Um exemplo fácil de pensar é o da indústria de alimentos. Você já viu uma máquina que fabrica salsichas?

Você coloca a carne moída junto com outros ingredientes em uma máquina que pressiona toda essa substância para passar por um cano e receber o formato de salsicha. Mas a extrusão serve para outros materiais também.

Na indústria da borracha, a extrusão permite criar produtos flexíveis e leves, principalmente por facilitar a vedação de peças. Com isso, pode-se produzir amortecedores, buchas e bastões de borracha, guarnições, absorção acústica em aplicações automobilísticas etc.

Equipamentos de Extrusão

A máquina usada nesse processo é chamada de extrusora, que possui uma matriz pela qual o material é forçado para adquirir uma forma pré determinada. Normalmente, as matrizes são transversais e vazadas, mas também podem ser cheias.

Componentes da Extrusora

A máquina extrusora de cada processo depende das suas necessidades. A mais comum é constituída por componentes cujo formado, peso e dimensão podem mudar de uma para outra.

Ela varia, pois cada diferença pode afetará várias características no controle de produção – como a temperatura, o cisalhamento, a pressão e a vazão. São os quatro componentes:

• Rosca: Essa peça faz o cisalhamento do material e serve para plastificá-lo e/ou fundi-lo durante o processo. Quanto mais roscas e quanto maiores forem seu comprimento e seu diâmetro, maior o cisalhamento – ou seja, mais fácil para fundir materiais com maiores resistência a fusão;
• Matriz: É a parte da extrusora que dá forma ao material para que atinja o formato e espessura que o produto precisa, que sairá de forma contínua para que seja cortado no comprimento desejado;
• Barril de Aquecimento: É a peça responsável por aumentar a temperatura do material conforme a necessidade para ajudar na fusão do material;
• Motor: É uma peça que faz o que se espera de seu tipo, que é ser responsável por fazer a máquina funcionar. Mais especificamente, ela rotaciona a rosca e quaisquer outras peças acessórias.

Tipos Comuns de Extrusão

O processo de extrusão possui diversas variáveis conforme a indústria. Na lista abaixo, você conhecerá as principais e, em seguida, como funciona a extrusão na indústria alimentícia em específico. As variações desse processamento depende das formas e dos meios distintos de reação química utilizados.

Conheça os 5 tipos de extrusão mais comuns:

Extrusão Direta

A extrusão direta de materiais é aquela na qual se prensa a matéria-prima através da matriz para causar atrito. É um método de alto impacto e possui uma variação chamada extrusão vertical, na qual o material passa por um ângulo reto devido à direção da força do êmbolo. 

Extrusão Indireta

É um dos processos mais usados em indústrias como a automotiva. Ele funciona mantendo a matéria-prima fixa e deslocando a matriz em sua direção, até formar e desenhar a peça. O problema desse tipo de extrusão é que não aguenta grandes pressões.

Extrusão hidrostática

É um modelo de extrusão criado nos anos 50 que foi aperfeiçoado para o processo fluído a fluído onde o material não entra em contato com a superfície da câmara, reduzindo os atritos gerados.

Exerce-se uma pressão hidrostática e permite produzir produtos como arames de alumínio ou cobre, assim como tarugos, oferecendo algo parecido com a trefilação.

Extrusão a quente

É um tipo de extrusão aplicada com adição de calor para materiais de baixa ductilidade em temperaturas ambientes. Alguns dos metais que precisam desse tipo de processo são o chumbo, o aço, o cobre, o alumínio e ligas desses elementos.

Extrusão a frio

Se trata de um processo que combina a extrusão direta, a indireta e ainda o forjamento. É bastante aceito em indústrias que produzem ferramentas e componentes de bicicletas, motos, automóveis e equipamento agrícola.

Etapas do Processo de Extrusão

O processo de extrusão, dependendo do material, da máquina, da indústria e diversos outros fatores, pode ser dividido em diferentes etapas. Por exemplo, no caso da extrusão a quente, pode-se dizer que aquecer o material ou a máquina é um passo do processo.

Confira quais são as etapas do processo de extrusão que se repetem em todos os seus tipos:

• Seções da Rosca: É a etapa em que se conduz o material através de um funil no sistema de alimentação da máquina. É aqui que ele será processado, cisalhado, aquecido (quando necessário), misturado com outros materiais (também quando necessário), entre outros passos acessórios que a peça pedir);
• Matriz: O material processado pela rosca é empurrado pela zona de dosagem em direção à matriz para atravessá-la, recebendo a forma que se deseja para o produto, incluindo espessura e largura, mas não o comprimento, que é definido na próxima etapa;
• Corte: Como diz o próprio nome, é o momento em que você corta a peça depois de ter sido moldada e formatada pela matriz, com o tamanho do produto final determinado pelo tempo que você dá entre cada partição do material.

Extrusão na Indústria Alimentícia

A extrusão na indústria alimentícia possui características específicas que valem a pena ser conferidas a parte. A pluralidade de ingredientes, formatos e processos é o que gera essa situação.

No processo de extrusão de alimentos, a massa que serve como matéria-prima para certos produtos (por exemplo, de nugget de frango ou ração de cachorro) costuma ser bem pastosa. Logo, é preciso usar o processo extrusor para moldar dentro de formatos adequados e/ou desejados para consumo.

Isso inclui também fazer uma medição de temperatura frequente, já que assim o processo ainda consegue ajudar a reduzir a possibilidade de ter organismos patogênicos. 

Em termos operacionais e tecnológicos, usar uma extrusora na produção de alimentos permite juntar vários processos e trabalhos em uma máquina só. Isso traz muitas vantagens de otimização de tempo e gastos de energia, além da segurança alimentar que já dissemos antes.

A extrusão da Indústria Alimentícia resulta em produtos como:

• Salgadinhos;
• Bolachas;
• Massas;
• Caramelos;
• Confeitos;
• Ração animal;
• Proteína de soja;
• Nuggets de frango e outros empanados;
• Salsichas, linguiças e embutidos no geral;
• Cereais para desjejum;
• Pães;
• Proteína vegetal texturizada;
• Alimentos para bebês;
• Entre outros.
• Importância da Extrusão
• A extrusão é um dos processos básicos da indústria e possui total importância na humanidade. Existe desde os primórdios da nossa história cultural e é intrínseca à nossa sobrevivência.
• É graças a ela que conseguimos produzir certas peças, máquinas, estruturas, alimentos, medicamentos, entre diversos outros produtos. Sem ela, assim como sem outros processos como usinagem e trefilação, não estaríamos aqui. Nem eu escrevendo este texto em um teclado, nem você o lendo através de um monitor.

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