Plastik boru ekstrüzyonu söz konusu olduğunda bu 11 temel prensibe uyulmalıdır!

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.birmekanik ekipman üreticisiyaklaşık 30 yıllık tecrübemizleplastik boru ekstrüzyon ekipmanları, yeni çevre koruma ve yeni malzeme ekipmanı. Fangli kurulduğu günden bu yana kullanıcının talepleri doğrultusunda geliştirildi. Sürekli iyileştirme, temel teknolojiye ilişkin bağımsız Ar-Ge ve ileri teknoloji ve diğer araçların sindirimi ve emilimi yoluyla, şunları geliştirdik:PVC boru ekstrüzyon hattı, PP-R boru ekstrüzyon hattı, PE su temini / gaz borusu ekstrüzyon hattıÇin İnşaat Bakanlığı tarafından ithal ürünlerin yerine kullanılması önerildi. “Zhejiang Eyaletinde Birinci Sınıf Marka” unvanını kazandık.

01  Mmekanik prensipler

Ekstrüzyonun temel mekanizması çok basittir; bir vida namlu içinde döner ve plastiği ileri doğru iter. Vida aslında merkezi tabakanın etrafında bulunan eğimli bir yüzey veya eğimdir. Amacı, daha büyük direncin üstesinden gelmek için basıncı arttırmaktır. bir içinekstruderaşılması gereken üç tür direnç vardır: katı parçacıkların (besleme) namlu duvarına karşı sürtünmesi ve bunların vidanın ilk birkaç dönüşü sırasındaki (besleme bölgesi) karşılıklı sürtünmesi; eriyiğin namlu duvarına yapışması; ve eriyik ileri doğru itildiğinde içindeki lojistik direnç.

Newton bir keresinde, eğer bir nesne belirli bir yönde hareket etmiyorsa o nesnenin üzerindeki kuvvetlerin o yönde dengelendiğini açıklamıştı. Bir vida eksenel yönde hareket etmez, ancak çevre yakınında yanal ve hızlı bir şekilde dönebilir. Bu nedenle, vida üzerindeki eksenel kuvvet dengelidir ve eğer plastik eriyik üzerinde büyük bir ileri itme kuvveti uygularsa, o zaman nesne üzerinde de eşit derecede geriye doğru bir itme kuvveti uygular. Bu durumda uyguladığı itme kuvveti, girişin arkasındaki yatakta, yani baskı yatağındadır.

Tekli vidaların çoğu, ağaç işleme ve makinelerde kullanılan vidalar ve cıvatalar gibi sağ dişlidir. Arkadan bakıldığında ters yönde dönüyorlar çünkü namluyu mümkün olduğu kadar geriye doğru vidalamaya çalışıyorlar. Bazılarındaçift ​​vidalı ekstruderler, iki vida geriye doğru döner ve her iki kovanda da birbirini çaprazlar, dolayısıyla biri sağ yönlü, diğeri sol yönlü olmalıdır. Diğer tıkalı ikiz vidalarda iki vida aynı yönde döner ve bu nedenle aynı yönelime sahip olmalıdır. Ancak her iki durumda da geriye doğru kuvveti emen baskı yatakları vardır ve Newton ilkesi hala geçerlidir.

02  Termal prensip

Ekstrüde edilebilir plastikler termoplastiklerdir; ısıtıldıklarında erir ve soğutulduğunda tekrar katılaşırlar. Plastikleri eritmek için gereken ısı nereden geliyor? Besleme ön ısıtması ve fıçı/kalıp ısıtıcıları bir rol oynayabilir ve başlatma sırasında önemlidir, ancak motor giriş enerjisi (motor, viskoz eriyiğin direncine karşı vidayı döndürürken fıçıda üretilen sürtünme ısısı) küçük sistemler, düşük hızlı vidalar, yüksek erime sıcaklığına sahip plastikler ve ekstrüzyon kaplama uygulamaları hariç tüm plastikler için en önemli ısı kaynağıdır.

Diğer tüm işlemlerde, varil ısıtıcısının işlemdeki ana ısı kaynağı olmadığını ve bu nedenle ekstrüzyonda beklediğimizden daha küçük bir rol oynadığını bilmek önemlidir (bkz. Prensip 11). Arka namlu sıcaklığı yine de önemli olabilir çünkü beslemedeki katı madde aktarım hızını veya bağlantıyı etkiler. Vernikleme, sıvı dağıtımı veya basınç kontrolü gibi özel bir amaç için kullanılmadıkları sürece, kalıp ve kalıp sıcaklıkları normal olarak istenen erime sıcaklığı veya buna yakın olmalıdır.

03  Yavaşlama prensibi

Çoğundaekstruderler, vida hızı motor hızı ayarlanarak değiştirilir. Motor genellikle yaklaşık 1750 rpm'lik tam hızda döner, ancak bu bir ekstruder vidası için çok hızlıdır. Bu kadar hızlı dönerse çok fazla sürtünme ısısı oluşur ve plastiğin tutulma süresi homojen, iyi karışmış bir eriyik hazırlamak için çok kısa olur. Tipik indirgeme oranları 10:1 ile 20:1 arasındadır. İlk kademe dişli ya da kasnak takımı olabilir ancak ikinci kademe tüm dişlilerden oluşur ve vida son büyük dişlinin ortasına konumlandırılır.

Bazı yavaş çalışan makinelerde (örn.UPVC için ikiz vidalarÇekirdek konumlandırma için braketlere sahip örümcek kalıpları kullanılarak yapılan borular gibi içi boş bileşenler üretirken, ayrı lojistiğin yeniden birleştirilmesine yardımcı olmak için kalıbın içinde yüksek basınç oluşturulmalıdır. Aksi takdirde kaynak hattı boyunca ürün zayıflayabilir ve kullanım sırasında sorunlarla karşılaşılabilir.

Bazen yavaşlama hızı göreve yanlış şekilde eşleştirilir - kullanılacak çok fazla enerji olacaktır - ve motor ile maksimum hızı değiştiren ilk yavaşlama aşaması arasına bir makara bloğu eklemek mümkündür. Bu, ya vida hızını önceki sınırın üzerine çıkarır ya da maksimum hızı azaltarak sistemin maksimum hızın daha büyük bir yüzdesinde çalışmasına olanak tanır. Bu, mevcut enerjiyi artıracak, amperi azaltacak ve motor sorunlarını önleyecektir. Her iki durumda da çıktı, malzemeye ve soğutma ihtiyaçlarına bağlı olarak artabilir.

04  Soğutma sıvısını besleme

Ekstrüzyon, enerjinin bir motordan (bazen bir ısıtıcıdan) soğuk plastiğe aktarılması ve böylece katı halden eriyiğe dönüştürülmesidir. Giriş beslemesi, besleme bölgesindeki namlu ve vida yüzeylerinden daha soğuktur. Ancak besleme bölgesindeki namlu yüzeyi neredeyse her zaman plastik erime aralığının üzerindedir. Besleme parçacıklarıyla temas yoluyla soğutulur, ancak ısı, sıcak ön uçtan arka uca ısı transferi ve kontrollü ısıtma ile korunur. Ön uç ısısı viskoz sürtünmeyle tutulduğunda ve kartuş ısı girişi gerekmediğinde bile arka ısıtıcıyı açmak gerekebilir. En önemli istisna, neredeyse yalnızca HDPE için olan yuva besleme kartuşudur.

Vida kök yüzeyi ayrıca besleme yoluyla soğutulur ve plastik besleme parçacıkları (ve parçacıklar arasındaki hava) aracılığıyla namlu duvarından adyabatik olarak soğutulur. Vida aniden durursa, besleme de durur ve ısı, daha sıcak olan ön uçtan geriye doğru hareket ettiğinden, besleme bölgesindeki vida yüzeyi daha sıcak hale gelir. Bu, parçacıkların kökte yapışmasına veya köprülenmesine neden olabilir.

08  Vidanın ucundaki basınç çok önemlidir

Tek vidalı ekstruderin düzgün namlulu besleme bölgesinde katı partikül taşınmasını en üst düzeye çıkarmak için partiküllerin namluya yapışması ve vidanın üzerine kayması gerekir. Saçaklar vidanın köküne yapışırsa onları çıkaracak hiçbir şey kalmaz; Kanal hacmi ve katıların giriş hacmi azalır. Kökteki zayıf yapışmanın bir başka nedeni de plastiğin burada ısıyla yoğunlaşabilmesi ve jeller ve benzeri kirletici parçacıklar üretebilmesi veya çıkış hızındaki değişikliklerle aralıklı olarak yapışıp kopabilmesidir.

Çoğu plastik doğal olarak kök üzerinde kayar çünkü içeri girdiklerinde soğukturlar ve sürtünme henüz kökü namlu duvarı ile aynı ısı seviyesine ısıtmamıştır. Bazı malzemelerin yapışma olasılığı diğerlerinden daha yüksektir: son derece plastikleştirilmiş PVC, amorf PET ve son kullanım için arzu edilen yapışkan özelliklere sahip belirli poliolefin kopolimerleri.

Namlu için, plastiğin vida dişi tarafından kazınabilmesi ve ileri itilebilmesi için yapışması gerekir. Parçacıklar ile namlu arasında yüksek bir sürtünme katsayısı bulunmalıdır ve bu da arka namlunun sıcaklığından güçlü bir şekilde etkilenir. Parçacıklar yapışmazsa, kendi yerlerine dönerler ve ilerlemezler; bu nedenle düzgün besleme kötüdür.

Beslemeyi etkileyen tek faktör yüzey sürtünmesi değildir. Pek çok parçacık hiçbir zaman silindirle veya vida köküyle temas etmez, bu nedenle parçacıkların içinde sürtünme ve mekanik viskozite bağlantısı olmalıdır.

İlerlemeyi etkileyen tek faktör yüzey sürtünmesi değildir. Pek çok parçacık asla namluya veya vida köküne temas etmez, bu nedenle granülat içinde sürtünme ve mekanik ve viskozite kenetlenmesi olmalıdır.

Yivli silindir özel bir durumdur. Oluk, termal olarak yalıtılmış ve silindirin geri kalanından derinlemesine suyla soğutulan besleme alanında bulunur. İplik parçacıkları oluğun içine iter ve nispeten kısa bir mesafede yüksek bir basınç oluşturur. Bu, aynı çıkışla daha düşük vida hızları için ısırma toleransını artırır, ön uçta üretilen sürtünme ısısında bir azalmaya ve daha düşük bir erime sıcaklığına neden olur. Bu, soğutmanın şişirilmiş film üretim hatlarında daha hızlı üretimi sınırladığı anlamına gelebilir. Oluk, perflorlu plastiğin yanı sıra en pürüzsüz sıradan plastik olan HDPE için özellikle uygundur.

06  En yüksek malzeme maliyeti

Bazı durumlarda, tıbbi kateterler gibi kalitesi ve ambalajı özellikle önemli olan birkaç ürün hariç, malzeme maliyetleri üretim maliyetlerinin %80'ini (diğer tüm faktörlerin toplamından daha fazla) oluşturabilir. Bu prensip doğal olarak iki sonuca yol açmaktadır: İşleyiciler, hammaddeleri değiştirmek için hurdaları ve atıkları mümkün olduğunca yeniden kullanmalı ve hedef kalınlıktan sapmayı ve ürün sorunlarını önlemek için toleranslara sıkı sıkıya bağlı kalmalıdır.

07  Enerji maliyetleri nispeten önemsizdir

Her ne kadar bir fabrikanın çekiciliği ve gerçek sorunları artan enerji maliyetleri ile aynı seviyede olsa da, bir ekstruderin çalıştırılması için gereken enerji hala toplam üretim maliyetinin küçük bir kısmını oluşturmaktadır. Malzeme maliyeti çok yüksek olduğundan ve extruder etkili bir sistem olduğundan durum hep böyle oluyor. Çok fazla enerji verilirse plastik hızla çok ısınır ve düzgün şekilde işlenemez.

08  Vidanın ucundaki basınç çok önemlidir

Bu basınç, vidanın aşağısındaki tüm nesnelerin direncini yansıtır: filtre eleği ve kirlilik kırıcı plaka, adaptör konveyör borusu, sabit karıştırıcı (varsa) ve kalıbın kendisi. Bu sadece bu bileşenlerin geometrisine değil aynı zamanda sistemdeki sıcaklığa da bağlıdır; bu da reçine viskozitesini ve üretim hızını etkiler. Sıcaklığı, viskoziteyi ve verimi etkilemediği sürece vida tasarımına bağlı değildir. Güvenlik nedeniyle sıcaklığın ölçülmesi önemlidir; eğer sıcaklık çok yüksekse kalıp kafası ve kalıp patlayabilir ve yakındaki personele veya makinelere zarar verebilir.

Basınç, özellikle tek vidalı sistemin son alanında (ölçüm alanı) karıştırma için faydalıdır. Bununla birlikte, yüksek basınç aynı zamanda motorun daha fazla enerji üretmesi gerektiği anlamına da gelir - dolayısıyla erime sıcaklığı daha yüksektir - bu da basınç sınırını belirleyebilir. Çift vidalı sistemde, iki vidanın birbirine kenetlenmesi daha etkili bir karıştırıcıdır, dolayısıyla bu amaç için herhangi bir basınca gerek yoktur.

Çekirdek konumlandırma için braketlere sahip örümcek kalıpları kullanılarak yapılan borular gibi içi boş bileşenler üretirken, ayrı lojistiğin yeniden birleştirilmesine yardımcı olmak için kalıbın içinde yüksek basınç oluşturulmalıdır. Aksi takdirde kaynak hattı boyunca ürün zayıflayabilir ve kullanım sırasında sorunlarla karşılaşılabilir.

09 Çıktı

Son ipliğin yer değiştirmesine normal akış adı verilir ve bu yalnızca vidanın geometrisine, vida hızına ve eriyik yoğunluğuna bağlıdır. Bu, aslında çıktının azaltılmasının direnç etkisini (en yüksek basınçla temsil edilir) ve artan çıktının beslemesindeki herhangi bir aşırı ısırma etkisini içeren basınç lojistiği tarafından düzenlenir. İplikteki sızıntı her iki yönde de olabilir.

Belirli bir zamanda vidanın pompalama kapasitesinde herhangi bir azalmayı temsil ettiğinden, her devir/dakikanın (devir) çıktısını hesaplamak da faydalıdır. İlgili başka bir hesaplama, kullanılan beygir gücü veya kilowatt başına çıktıdır. Bu verimliliği temsil eder ve belirli bir motor ve sürücünün üretim kapasitesini tahmin edebilir.

10 Kesme hızı viskozitede önemli bir rol oynar

Tüm sıradan plastiklerin kesme kuvveti azaltma özelliği vardır; bu, plastiğin giderek daha hızlı hareket etmesiyle viskozitenin azaldığı anlamına gelir. Bazı plastiklerin etkisi özellikle belirgindir. Örneğin bazı PVC'ler, itme kuvveti iki katına çıktığında akış hızlarını 10 kat veya daha fazla artırır. Aksine LAYPE'nin kesme kuvveti çok fazla azalmaz ve çıkarım iki katına çıkarıldığında akış hızı yalnızca 3-4 kat artar. Azaltılmış kesme kuvveti azaltma etkisi, ekstrüzyon koşulları altında yüksek viskozite anlamına gelir, bu da daha fazla motor gücünün gerekli olduğu anlamına gelir.

Bu, LLDPE'nin neden LDPE'den daha yüksek bir sıcaklıkta çalıştığını açıklayabilir. Akış hızı, vida kanalında yaklaşık 100s-1, çoğu kalıp ağzı şeklinde 100 ile 100s-1 arasında ve diş ile silindir duvarı arasındaki boşlukta ve bazı küçük kalıp boşluklarında 100s-1'den büyük olan kesme hızı olarak ifade edilir.

Erime katsayısı, viskozite için yaygın olarak kullanılan bir ölçüm yöntemidir, ancak ters çevrilmiştir (itme/akış hızı yerine akış hızı/itme gibi). Ne yazık ki, kesme hızı 10s-1 veya daha az olan ve hızlı eriyik akış hızına sahip bir ekstrüderde ölçümü, gerçek bir ölçüm değeri olmayabilir.

11  Motor namlunun karşısındadır ve namlu da motorun karşısındadır

Namlunun kontrol etkisi neden özellikle ölçüm alanı içerisinde her zaman beklendiği gibi olmuyor? Namlu ısıtılırsa namlu duvarındaki malzeme tabakasının viskozitesi azalır ve motorun bu daha pürüzsüz namluda çalışması için daha az enerji gerekir. Motor akımı (amper) azalır. Aksine, eğer namlu soğursa, namlu duvarındaki eriyiğin viskozitesi artar ve motorun daha kuvvetli dönmesi gerekir, bu da amper sayısını artırır. Namludan geçerken çıkan ısının bir kısmı daha sonra motor tarafından geri gönderilir. Genellikle varil regülatörünün eriyik üzerinde bir etkisi vardır ki bu da beklediğimiz bir şeydir, ancak herhangi bir yerdeki etki bölgesel değişken kadar önemli değildir. Ne olduğunu gerçekten anlamak için erime sıcaklığını ölçmek en iyisidir.

11. prensip kalıp kafası ve kalıpta vida dönüşü olmadığından geçerli değildir. Bu nedenle dış sıcaklık değişimleri orada daha etkilidir. Bununla birlikte, eriyik sıcaklığındaki değişiklikler ve karıştırma için etkili bir araç olan sabit bir karıştırıcıda eşit şekilde karıştırılmadığı sürece bu değişiklikler içten dışa doğru eşit değildir.

Daha fazla bilgiye ihtiyacınız varsa,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.Detaylı bir soruşturma için iletişime geçmenizi memnuniyetle karşılıyoruz, size profesyonel teknik rehberlik veya ekipman tedarik önerileri sunacağız.