Analiżi tat-Teknoloġija tal-Ipproċessar tal-Plastik - Dwar il-Prinċipju Mekkaniku tal-Estrużjoni tal-Molding

Prinċipju mekkaniku

Il-mekkaniżmu bażiku ta 'estrużjoni huwa sempliċi - kamin idur fil-kanna u jimbotta l-plastik' il quddiem. Il-kamin huwa attwalment ċanfrin jew inklinazzjoni li hija mgeżwra madwar is-saff taċ-ċentru. L-iskop tiegħu huwa li żżid il-pressjoni sabiex tegħleb ir-reżistenza kbira. Fil-każ ta 'estrużur, hemm tliet tipi ta' reżistenza li għandhom jiġu megħluba: il-frizzjoni tal-partiċelli solidi (għalf) kontra l-ħajt taċ-ċilindru u l-frizzjoni reċiproka bejn il-kolji qabel ir-rotazzjoni tal-kamin (żona ta 'għalf ); Adeżjoni fuq il-ħajt tal-kanna; Ir-reżistenza interna tal-fluss tat-tidwib hekk kif hija mbuttata 'l quddiem.

Jekk oġġett ma jiċċaqlaqx f'direzzjoni partikolari, il-forza fuq l-oġġett hija bbilanċjata f'din id-direzzjoni. Il-kamin ma jiċċaqlaqx fid-direzzjoni assjali, għalkemm jista 'jdur lateralment malajr ħdejn iċ-ċirkonferenza. Għalhekk, il-forza assjali fuq il-kamin hija bbilanċjata, u jekk tapplika spinta kbira 'l quddiem fuq id-dewweb tal-plastik, tapplika wkoll imbottatura identika b'lura għall-oġġett. Hawnhekk, l-ispinta applikata hija l-bearing li jaġixxi fuq l-ispinta li jkollha wara l-port tal-għalf.

Il-biċċa l-kbira tal-viti singoli huma ħjut tal-lemin, bħal viti u boltijiet użati fix-xogħol tal-injam u l-makkinarju. Jekk iħarsu mid-dahar, huma jduru fid-direzzjoni opposta minħabba li jippruvaw iduru l-kanna kemm jista 'jkun. F’xi estrużuri tal-kamin twin, iż-żewġ viti jduru f’direzzjonijiet opposti f’żewġ ċilindri u jaqsmu lil xulxin, u għalhekk wieħed għandu jkun fuq il-lemin u l-ieħor irid ikun ix-xellug. Fi viti ġemellati oħra okklussivi, iż-żewġ viti jduru fl-istess direzzjoni u għandu jkollhom l-istess orjentazzjoni. Madankollu, fi kwalunkwe każ, hemm imbuttatura li tassorbi l-forza b'lura, u l-prinċipju ta 'Newton għadu japplika.

2. Prinċipju termali

Il-plastik estrużibbli huma termoplastiċi - huma jdubu meta jsaħħnu u jissolidifikaw mill-ġdid malli tkessaħ. Minn fejn ġej is-sħana tal-plastik imdewweb? It-tisħin minn qabel tal-għalf u l-ħiters tal-kanna / die jistgħu jaħdmu u huma importanti fil-bidu, madankollu, l-enerġija tal-input tal-mutur - il-frizzjoni tal-mutur kontra d-dewweb viskuż - is-sħana frizzjonali ġġenerata fil-kanna meta ddawwar il-kamin - hija l-iktar Sors tas-sħana importanti għall-plastik, ħlief għal sistemi żgħar, viti ta 'veloċità baxxa, plastik b'temperatura għolja ta' tidwib u applikazzjonijiet ta 'kisi ta' estrużjoni.

Għall-operazzjonijiet l-oħra kollha, huwa importanti li wieħed jagħraf li l-heater tal-kanna mhuwiex is-sors primarju ta 'sħana li qed jaħdem, u għalhekk l-effett fuq l-estrużjoni huwa inqas minn dak li stennew (ara l-Prinċipju 11). It-temperatura ta 'wara ċ-ċilindru tista' xorta tkun importanti minħabba li taffettwa r-rata tat-trasport tas-solidi fis-snien jew fl-għalf. It-temperaturi tad-die u l-moffa għandhom ġeneralment ikunu t-temperatura mixtieqa ta 'tidwib jew viċin din it-temperatura sakemm ma jintużawx għal skop speċifiku bħal ħġieġ, distribuzzjoni tal-fluwidu jew kontroll tal-pressjoni.

3. Prinċipju ta 'deċellerazzjoni

Fil-biċċa l-kbira tal-estrużuri, il-bidla fil-veloċità tal-kamin tinkiseb billi tiġi aġġustata l-veloċità tal-mutur. Il-mutur tipikament idur b'veloċità sħiħa ta 'madwar 1750 rpm, iżda dan huwa mgħaġġel wisq għal kamin estruż. Jekk tkun imdawra b'veloċità mgħaġġla, hija ġġenerata wisq sħana frizzjonali u l-ħin tar-residenza tal-plastik huwa qasir wisq biex tipprepara uniformi u mdewweb sew. Il-proporzjonijiet tipiċi ta 'deċellerazzjoni jvarjaw minn 10: 1 sa 20: 1. L-ewwel stadju jista 'jkun jew irkaptu jew taljola, iżda t-tieni stadju juża gerijiet u l-kamin huwa mqiegħed fiċ-ċentru ta' l-aħħar irkaptu kbir.

F’xi magni li jmexxu bil-mod (bħal screws twin għal UPVC), jista ’jkun hemm 3 stadji ta’ deċellerazzjoni u l-veloċità massima tista ’tkun baxxa daqs 30 rpm jew inqas (proporzjon sa 60: 1). Fl-estrem l-ieħor, xi screws twin twal ħafna għall-aġitazzjoni jistgħu jaħdmu f'600 rpm jew aktar malajr, u b'hekk jeħtieġu rata baxxa ħafna ta 'deċellerazzjoni u ħafna tkessiħ fil-fond.

Kultant ir-rata ta 'deċellerazzjoni ma tkunx imqabbla mal-kompitu - se jkun hemm wisq enerġija biex tużah - u huwa possibbli li żżid blokka tat-taljola bejn il-mutur u l-ewwel fażi ta' deċellerazzjoni li tbiddel il-veloċità massima. Dan jew iżid il-veloċità tal-kamin 'il fuq mil-limitu preċedenti jew inaqqas il-veloċità massima biex jippermetti li s-sistema taħdem f'perċentwali akbar ta' veloċità massima. Dan iżid l-enerġija disponibbli, inaqqas l-amperaġġ u jevita problemi bil-mutur. Fiż-żewġ każijiet, il-produzzjoni tista 'tiżdied skont il-materjal u l-bżonnijiet tat-tkessiħ tiegħu.

4. It-tmigħ bħala likwidu li jkessaħ

L-estrużjoni tittrasferixxi l-enerġija tal-mutur, xi kultant il-heater, lejn il-plastik kiesaħ, u tikkonvertiha minn solidu għal tidwib. L-għalf tal-input huwa aktar frisk mit-temperaturi tal-kanna u tal-wiċċ tal-kamin fiż-żona tal-għalf. Madankollu, il-wiċċ tal-kanna fiż-żona tal-għalf huwa kważi dejjem 'il fuq mill-firxa tat-tidwib tal-plastik. Huwa mkessaħ b'kuntatt mal-partiċelli ta 'l-għalf, iżda s-sħana tinżamm mis-sħana trasferita lura lejn it-tarf ta' quddiem sħun u t-tisħin ikkontrollat. Anke wara li s-sħana tat-tarf kurrenti tkun miżmuma mill-frizzjoni viskuż u l-ebda input tas-sħana tal-kanna huwa meħtieġ, il-heater ta 'wara jista' jkun meħtieġ. L-iktar eċċezzjoni importanti hija l-iskartoċċ tal-għalf slott, li huwa kważi esklussivament għall-HDPE.

Il-wiċċ tal-għerq tal-kamin huwa mkessaħ ukoll mill-għalf u huwa iżolat mill-ħajt tal-kanna mill-partiċelli tal-għalf tal-plastik (u l-arja bejn il-partiċelli). Jekk il-kamin jieqaf f'daqqa, l-għalf jieqaf ukoll, u hekk kif is-sħana timxi lura mit-tarf ta 'quddiem sħun, il-wiċċ tal-kamin isir aktar sħun fiż-żona tal-għalf. Dan jista 'jikkawża adeżjoni jew pontijiet tal-partiċelli fl-għeruq.

5. Fiż-żona tat-tmigħ, jeħel maċ-ċilindru u aqleb fuq il-kamin

Sabiex timmassimizza l-ammont ta 'solidi trasportati fiż-żona ta' l-għalf tal-kanna lixxa ta 'estrużur tal-kamin wieħed, il-partiċelli għandhom jeħlu mal-kanna u jiżżerżqu fuq il-kamin. Jekk il-partiċelli jeħel mal-għerq tal-kamin, xejn ma jiġbedhom; Il-volum tal-passaġġ u l-ammont ta 'solidi huma mnaqqsa. Raġuni oħra għal adeżjoni ħażina għall-għeruq hija li l-plastik jista 'jsaħħan hawn u jipproduċi ġellijiet u partiċelli kontaminanti simili, jew jaderixxu b'mod intermittenti u jkissru ma' bidliet fil-veloċità tal-ħruġ.

Il-biċċa l-kbira tal-plastik jiżżerżaq b'mod naturali fl-għeruq minħabba li huma kesħin meta jidħlu, u l-frizzjoni ma ssaħħanx l-għeruq sħan daqs il-ħitan. Xi materjali huma aktar probabbli li jaderixxu minn oħrajn: PVC plastifikat ħafna, PET amorfu, u xi kopolimeri bbażati fuq il-polyolefin bi proprjetajiet li jwaħħlu mixtieqa għall-użu aħħari.

Għall-kanna, huwa meħtieġ li l-plastik jaderixxi hawn sabiex ikun mibrux u mbuttat 'il quddiem mill-ħajt tal-kamin. Għandu jkun hemm koeffiċjent għoli ta 'frizzjoni bejn il-granuli u l-kanna, u l-koeffiċjent ta' frizzjoni huwa influwenzat sew mit-temperatura tal-kanna ta 'wara. Jekk il-partiċelli ma jeħlux, huma sempliċement iduru f'posthom mingħajr ma jimxu 'l quddiem - u huwa għalhekk li l-għalf bla xkiel mhuwiex tajjeb.

Il-frizzjoni tal-wiċċ mhix l-uniku fattur li jaffettwa l-għalf. Ħafna partiċelli qatt ma jmissu l-kanna jew l-għerq tal-kamin, u għalhekk għandu jkun hemm frizzjoni u konnessjonijiet mekkaniċi u tal-viskożità ġewwa l-partiċelli.

Ċilindru bil-kanal huwa każ speċjali. Il-ħawt jinsab fiż-żona ta 'l-għalf u ż-żona ta' l-għalf hija iżolata termalment mill-bqija tal-kanna u hija mkessħa ħafna fl-ilma. Il-ħajta timbotta l-partiċelli fil-kanal u toħloq pressjoni għolja ħafna fuq distanza relattivament qasira. Dan iżid it-tolleranza tal-gidma tal-ħruġ aktar baxx tal-istess kamin fl-istess output, sabiex is-sħana frizzjonali ġġenerata fit-tarf ta 'quddiem titnaqqas u t-temperatura tat-tidwib tkun aktar baxxa. Dan jista 'jfisser produzzjoni aktar mgħaġġla f'linji ta' films minfuħa b'limitati. It-tank huwa partikolarment adattat għall-HDPE, li huwa l-iktar plastik komuni lixx ħlief għall-plastik fluworinat.

6. L-iktar materjal għali

F’xi każijiet, l-ispejjeż materjali jistgħu jammontaw għal 80% tal-ispiża tal-produzzjoni-aktar mill-fatturi l-oħra kollha - ħlief għal prodotti li huma partikolarment importanti fil-kwalità u l-imballaġġ, bħal kateters mediċi. Dan il-prinċipju naturalment iwassal għal żewġ konklużjonijiet: il-proċessuri għandhom jerġgħu jużaw il-fdal u r-ruttam kemm jista 'jkun minflok il-materja prima, u jaderixxu strettament mat-tolleranzi kemm jista' jkun biex jevitaw devjazzjonijiet mill-ħxuna tal-mira u problemi tal-prodott.

7. L-ispejjeż tal-enerġija huma relattivament mhux importanti

Għalkemm l-attrazzjoni u l-problemi reali ta 'fabbrika huma fl-istess livell bħall-ispejjeż tal-enerġija li qed jiżdiedu, l-enerġija meħtieġa biex titħaddem estrużur għadha frazzjoni żgħira mill-ispiża totali tal-produzzjoni. Dan huwa dejjem il-każ minħabba li l-ispejjeż materjali huma għoljin ħafna u l-estrużur huwa sistema effettiva. Jekk tiġi introdotta wisq enerġija, il-plastik malajr isir tant sħun li ma jistax jiġi pproċessat kif suppost.

8. Il-pressjoni fit-tarf tal-kamin hija importanti ħafna

Din il-pressjoni tirrifletti r-reżistenza tal-oġġetti kollha 'l isfel mill-kamin: l-iskrin tal-filtru u l-pjanċa tat-tqattiegħ ikkontaminat, it-tubu tat-trasferiment tal-adapter, il-ħawwad fiss (jekk hemm), u l-moffa nnifisha. Jiddependi mhux biss fuq il-ġeometrija ta 'dawn il-komponenti iżda wkoll fuq it-temperatura fis-sistema, li min-naħa tagħha taffettwa l-viskożità u l-fluss tar-reżina. Dan ma jiddependix fuq id-disinn tal-kamin, ħlief meta jaffettwa t-temperatura, il-viskożità u l-fluss. Għal raġunijiet ta 'sigurtà, il-kejl tat-temperatura huwa importanti - jekk huwa għoli wisq, id-die u l-moffa jistgħu jisplodu u jagħmlu ħsara lil nies jew magni fil-viċin.

Il-pressjoni hija ta 'vantaġġ għall-aġitazzjoni, speċjalment fl-aħħar żona tas-sistema tal-kamin uniku (żona tal-kejl). Madankollu, pressjoni għolja tfisser ukoll li l-mutur għandu joħroġ aktar enerġija - u għalhekk it-temperatura tat-tidwib hija ogħla - li tista 'tiddetta l-limitu tal-pressjoni. Fi kamin twin, l-ingaġġ taż-żewġ viti ma 'xulxin huwa aġitatur aktar effiċjenti, u għalhekk mhi meħtieġa l-ebda pressjoni għal dan il-għan.

Fil-manifattura ta 'partijiet vojta, bħal tubi magħmula minn forom ta' brimba ċċentrati fuq il-brimba bl-użu ta 'parentesi, għandha tinħoloq pressjoni għolja fil-moffa biex tgħin fir-rikombinazzjoni ta' flussi separati. Inkella, il-prodott tul il-linja tal-weldjatura jista 'jkun dgħajjef u jistgħu jseħħu problemi waqt l-użu.

9. Output = Spostament ta 'l-aħħar ħajt / - Fluss ta' pressjoni u tnixxija

L-ispostament tal-aħħar ħajta jissejjaħ fluss pożittiv u jiddependi biss fuq il-ġeometrija tal-kamin, il-veloċità tal-kamin u d-densità tat-tidwib. Huwa rregolat mill-fluss tal-pressjoni u fil-fatt jinkludi effett ta 'tkaxkir li jnaqqas il-ħruġ (indikat bl-ogħla pressjoni) u kwalunkwe effett żejjed fl-għalf li jżid il-produzzjoni. It-tnixxija fuq il-ħajta tista 'tkun f'waħda miż-żewġ direzzjonijiet.

Huwa wkoll utli li tiġi kkalkulata l-output għal kull rpm (rotazzjoni) peress li dan jirrappreżenta kwalunkwe waqgħa fil-kapaċità tal-ippumpjar tal-kamin kull darba. Kalkolu ieħor relatat huwa l-ħruġ għal kull horsepower jew kilowatt. Dan jirrappreżenta l-effiċjenza u huwa kapaċi jistma l-kapaċità tal-produzzjoni ta 'mutur u sewqan partikolari.

10. Ir-rata ta 'shear għandha rwol ewlieni fil-viskożità

Il-plastik komuni kollha għandhom proprjetajiet li jnaqqsu l-shear, fis-sens li l-viskożità ssir inqas hekk kif il-plastik jimxi aktar malajr u aktar malajr. Dan l-effett ta 'xi plastik huwa partikolarment notevoli. Pereżempju, xi PVCs iżidu r-rata tal-fluss b'fattur ta '10 jew aktar meta l-ispinta tkun irduppjata. Għall-kuntrarju, il-forza tal-shear LLDPE ma titnaqqasx wisq, u r-rata tal-fluss tiżdied biss bi 3 sa 4 darbiet meta r-raġunament ikun irduppjat. L-effett imnaqqas ta 'tnaqqis ta' shear ifisser viskożità għolja taħt kondizzjonijiet ta 'estrużjoni, li min-naħa tiegħu tfisser aktar enerġija tal-mutur. Dan jista 'jispjega għaliex LLDPE jaħdem f'temperatura ogħla minn LDPE. Ir-rata tal-fluss hija espressa fir-rata tal-shear, madwar 100 s-1 fil-kanal tal-kamin, bejn 100 u 100 s-1 fil-biċċa l-kbira tal-profili tad-die, u akbar minn 100 s-1 fid-distakk bejn il-ħjut u l-ħajt u ftit żgħar die lakuni. Il-koeffiċjent ta 'tidwib huwa miżura ta' viskożità użata b'mod komuni iżda hija maqluba (eż. Fluss / imbottatura minflok imbottatura / fluss). Sfortunatament, il-kejl mhuwiex kejl veru fi estrużur b'rata ta 'shear ta' 10 S-1 jew inqas u rata ta 'fluss ta' tidwib mgħaġġel ħafna.

11. Il-mutur huwa oppost għaċ-ċilindru, u ċ-ċilindru huwa oppost għall-mutur.

Għaliex l-effett ta 'kontroll taċ-ċilindru mhux dejjem l-istess kif mistenni, speċjalment fiż-żona tal-kejl? Jekk iċ-ċilindru jissaħħan, iċ-ċilindru