اکسترودرهای پلاستیکی قطعات اصلی تجهیزات در صنعت پردازش پلاستیک هستند که به طور گسترده در تولید محصولاتی مانند لوله ها ، پروفایل ها ، فیلم ها و سیم و کابل مورد استفاده قرار می گیرند. این فرآیند شامل چندین مرحله ، از جمله تهیه مواد اولیه ، گرمایش و ذوب ، پلاستیک سازی و اکسترود کردن ، قالب گیری و خنک کننده و پردازش {1} است. هر مرحله تأثیر قابل توجهی در کیفیت محصول نهایی دارد. در این مقاله به طور سیستماتیک جریان فرایند استاندارد و نقاط فنی کلیدی یک اکسترودر پلاستیکی توضیح داده شده است.
1. آماده سازی و پیش درمانی مواد اولیه
اولین قدم در فرآیند اکستروژن پلاستیکی غربالگری و پیش درمانی مواد اولیه است. بسته به نیاز محصول ، مواد اولیه می توانند یک رزین منفرد (مانند پلی اتیلن (PE) یا پلی پروپیلن (PP)) یا فرمولاسیون کامپوزیتی از مواد متعدد (مانند آنهایی که حاوی پرکننده های کربنات کلسیم یا masterbatches) هستند. مواد اولیه باید شرایط زیر را برآورده کنند:
خلوص: از آلودگی با ناخالصی ها (مانند ذرات فلزی و ضایعات کاغذی) خودداری کنید ، که می تواند باعث آسیب تجهیزات یا نقص محصول شود.
خشکی: مواد Hygroscopic (مانند Nylon PA و PC پلی کربنات) باید در یک خشک کن با دمای 80-120 برای چند ساعت خشک شوند تا از حباب در هنگام اکستروژن جلوگیری شود.
یکنواختی مخلوط کردن: اگر فرمولاسیون حاوی مواد افزودنی است ، Masterbatch یا سایر مواد افزودنی را در میکسر سرعت بالا- برای اطمینان از پراکندگی یکنواخت پیش بینی کنید.
ii. مرحله تغذیه و انتقال
مواد اولیه تحت درمان از طریق قیف وارد بشکه اکسترودر می شوند. اکسترودرهای مدرن غالباً مجهز به فیدر اجباری یا فیدر ارتعاش هستند تا از نرخ خوراک مداوم و پایدار اطمینان حاصل شود. ملاحظات مهم در این مرحله شامل موارد زیر است:
تطبیق نرخ خوراک: این باید با سرعت پیچ و ظرفیت ذوب هماهنگ شود تا از تجمع مواد یا بیکار شدن در بشکه جلوگیری شود.
Anti - طراحی پل: دیواره داخلی قیف اغلب برای جلوگیری از پل زدن و انسداد به دلیل عدم سیالیت ، مجهز یا مجهز به یک همزن است.
iii گرمایش ، ذوب و پلاستیک سازی
پس از ورود مواد اولیه به بشکه ، آنها به تدریج با عمل ترکیبی چرخش پیچ و گرمایش خارجی ذوب و پلاستیک می شوند. این فرآیند به سه منطقه عملکردی تقسیم می شود:
بخش انتقال (بخش تغذیه): پیچ با سرعت کم می چرخد و مواد را به جلو سوق می دهد. برای جلوگیری از ذوب زودرس ، دمای بشکه پایین است (به طور معمول 80-120 درجه).
بخش فشرده سازی (بخش ذوب): دمای بشکه به تدریج به بالاتر از نقطه ذوب پلاستیک (به عنوان مثال ، تقریباً 160-180 درجه برای PE) افزایش می یابد. عمق شیار پیچ کاهش می یابد ، نیروهای برشی را افزایش می دهد و ذرات جامد را به ذوب چسبناک تبدیل می کند.
بخش اندازه گیری (بخش همگن سازی): دما ثابت نگه داشته می شود (کمی بالاتر از نقطه ذوب) ، و پیچ با سرعت بالایی عمل می کند تا از فشار ذوب پایدار و ترکیب یکنواخت اطمینان حاصل شود.
پارامترهای فنی کلیدی: گرادیان دمای بشکه ، سرعت پیچ (به طور معمول 50-300 دور در دقیقه) و فشار ذوب (5-20 مگاپاسکال) باید مطابق با خصوصیات ماده تنظیم شود. به عنوان مثال ، پردازش PVC برای جلوگیری از تجزیه حرارتی به دمای پایین تر (150-180 درجه) نیاز دارد.
IV اکستروژن و شکل دادن
ذوب پلاستیکی از طریق سر قالب اکسترود می شود تا شکل مقطعی (مانند لوله های گرد یا پروفایل های مستطیل) صلیب - را تشکیل دهد. طراحی قالب مستقیماً بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد و باید شرایط زیر را برآورده کند:
تعادل کانال جریان: فشار یکنواخت را در همه جهات در سراسر ذوب تضمین می کند تا از زیر فشار یا فشار بیش از حد موضعی جلوگیری شود.
کنترل دما: دمای قالب به طور معمول کمی پایین تر از دمای بشکه برای جبران اتلاف گرما و حفظ سیالیت است.
V. خنک کننده و نقاشی
ذوب اکسترود شده داغ باید به سرعت خنک و تشکیل شود. روشهای متداول عبارتند از:
خنک کننده آب: این کار با غوطه وری در یک مخزن آب یا سیستم اسپری (مانند خطوط تولید لوله) حاصل می شود. دمای آب خنک کننده باید بر اساس مواد (معمولاً 15-40 درجه) تنظیم شود.
خنک کننده هوا: مناسب برای فیلم های نازک یا محصولات دیواری نازک {{0} ، با استفاده از یک فن یا رول خنک برای کاهش دما.
در همین حال ، دستگاه نقاشی محصول را با سرعت ثابت می کشد تا از ثبات بعدی اطمینان حاصل شود. نسبت سرعت ترسیم به سرعت اکستروژن (نسبت قرعه کشی) چگالی و خصوصیات فیزیکی محصول را تعیین می کند.
vi برش و ارسال - پردازش
پس از خنک شدن ، این محصول به بخش هایی (به عنوان مثال ، لوله های 6 متری) برش داده می شود و یا با استفاده از یک برش آنلاین ، به رول ها (به عنوان مثال فیلم ها ، سیم ها و کابل ها) زخم می شود. برخی از محصولات نیاز به پردازش بیشتر دارند ، مانند:
تصفیه سطح: درمان شعله یا درمان تاج برای تقویت چسبندگی چاپ.
بازرسی کیفیت: نظارت بر یکنواختی ضخامت دیواره با استفاده از ضخامت مادون قرمز یا بازرسی بصری برای نقص سطح.
فرآیند اکستروژن پلاستیک تخصص چند رشته ای (علوم مواد پلیمر ، مهندسی مکانیک و ترمودینامیک) را ادغام می کند. بهینه سازی پارامترها در هر مرحله (به عنوان مثال ، مشخصات دما و پیکربندی پیچ) می تواند به طور قابل توجهی راندمان تولید و کیفیت محصول را بهبود بخشد. با پیشرفت فن آوری تولید هوشمند ، تجهیزات مدرن اکستروژن یکپارچه شده است-}} سیستم های بازخورد و خودکار ، صنعت پردازش پلاستیک را به سمت فرآیندهای High-} دقیق و سازگار با محیط زیست سوق می دهد.
