Extrusão - o que é, como é o processo, tipos de extrusão

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Extrudar é forçar a passagem de um material através de um orifício. Na indústria em geral, a extrusão de um material é usada para dar forma a ele e conferir determinadas características.

Nas indústrias metalúrgicas ou automobilísticas, a extrusão é um processo de conformação mecânica (ou conformação plástica) de materiais plásticos ou metálicos, assim como a trefilação, laminação ou estampagem (terminologias usadas para metais). Podem ser extrudadas peças longas com a seção transversal no formato que se desejar e, posteriormente, secioná-las de modo a produzir diversas peças com a mesma seção transversal de uma só vez.

Nesse processo a peça é conformada pela ação combinada de tensões (tração e compressão), mas o que faz com que a peça adquira o formato desejado é a resistência imposta pela matriz (molde ou orifício) à passagem da peça. Assim dizemos que a extrusão é um processo de conformação onde a força predominante é a compressão indireta (desenvolvida pela matriz).

A extrusão é um método muito comum que faz parte do processo produtivo de filmes plásticos, chapas, barras e peças de metal e até mesmo de alimentos. Basicamente, seu principal componente é a prensa hidráulica, ou extrusora, que irá forçar a passagem do material pela matriz e controlar o curso e a velocidade de extrusão.

As prensas mais comuns nas indústrias metalúrgicas são horizontais, e também existem prensas que realizam a diminuição do perfil externo do material gradativamente, em estágios. Na indústria alimentícia as extrusoras podem possuir ao invés de um êmbolo, uma rosca que tem a função de transportar e dar forma ao material extrudado.

O processo de extrusão de metais pode ser classificado de acordo com o método em: direto, onde o material é forçado pela prensa a passar pela matriz ocasionando grande atrito – método de alto impacto. Uma variação do processo direto é a denominada extrusão vertical, onde a direção de escoamento do material forma um ângulo reto com a direção da força exercida pelo êmbolo. Outro processo de extrusão é o indireto no qual o material permanece fixo enquanto a matriz é deslocada em direção a ele ocasionando a conformação. Esse processo não permite a aplicação de grandes pressões.

Um terceiro método de extrusão de metais é a extrusão hidrostática. Inventada na década de 1950 e depois aperfeiçoado para o processo fluido a fluido ¹, esse método consiste na extrusão sem que haja contato do material com a superfície da câmara (reduzindo o atrito). O material é colocado em uma câmara de diâmetro maior que o seu e contendo um fluido de lubrificação (que pode ser um óleo vegetal). Então ele é empurrado em direção à matriz por meio de pressão hidrostática.

De acordo com a temperatura o processo de extrusão do metal pode ser classificado em: extrusão a quente ou extrusão a frio. A extrusão a quente torna mais fácil o processo de conformação, mas a extrusão a frio permite um melhor acabamento e elimina a oxidação do material. O que irá determinar qual desses processos será usado é a ductilidade da peça (metais não muito dúcteis passam pelo processo a frio), o custo (o processo a quente é mais barato) e exigências técnicas (a alta temperatura e pressão podem ter efeitos indesejáveis sobre a peça a longo prazo). Qualquer processo de extrusão, seja de materiais plásticos ou alimentos, pode variar de temperatura de acordo com as características do material.

Os polímeros termoplásticos (aqueles que podem ser amolecidos com o aumento da temperatura) também podem ser extrudados pelo método hidrostático fluido a fluido dando origem a tubos, bastões e diversos tipos de materiais. Os tipos de plásticos utilizados no processo de extrusão são: polietileno de baixa ou alta densidade (PEBD e PEAD), o vinil, o PVC, acrílico, PETG, butirato, polipropileno e poliestireno.

Os alimentos extrudados também são muito comuns. A indústria alimentícia utiliza o método para a produção dos mais diversos alimentos destinados ao consumo humano e, também, para produzir comidas destinadas aos animais (ração para cachorros, peixes, gatos, etc.).

A extrusão de alimentos além de consistir em um método que permite a obtenção de formas e texturas diferentes, também agrega algumas vantagens. As características gerais do produto irão depender de sua constituição inicial e do tipo de processo à que ele é submetido. Mas, de modo geral, o processo de extrusão aumenta a biodisponibilidade de alguns nutrientes como o ferro (Fe²), ao mesmo tempo em que torna as proteínas mais fáceis de digerir e as fibras e o amido mais solúveis (aumentando seus efeitos benéficos ao organismo). A extrusão também elimina a presença de micro-organismos. Por outro lado, o processo diminui a biodisponibilidade de zinco (Zn), magnésio (Mg), cobre (Cu) e fósforo (P), além de perda da vitamina C e tiamina.

¹No processo fluido a fluido há outra câmara na saída do material extrudado com pressão menor que a câmara anterior. Isso permite melhor acabamento da peça e controle do processo.