A műanyag extrudálás egy nagy volumenű gyártási folyamat, amelyben a nyersanyagot megolvasztják és folyamatos profilvá alakítják. Az extrudálás olyan termékeket állít elő, mint a cső / cső, csomózás , kerítés, fedélzeti korlátok , ablakkeretek , műanyag filmek és lemezek, hőre lágyuló bevonatok és huzal szigetelés.
Ez a folyamat a műanyagból (pelletek, granulátumok, pelyhek vagy porok) a tartályból az extruder hordójába kerül. Az anyagot fokozatosan megolvasztják a csavarok és a henger mentén elrendezett melegítők által termelt mechanikai energia. Az olvadt polimert ezután egy szerszámba kényszerítik, amely a polimert olyan formává alakítja, amely hűtés közben megkötődik.
Történelem
Csővezeték extrudálás
A modern extruder első előfutára a 19. század elején fejlődött ki. 1820-ban Thomas Hancock kitalált egy gumi "masztixát", melynek célja a feldolgozott gumilapok visszanyerése, és 1836-ban Edwin Chaffee kifejlesztett egy kéthengős gépezetet az adalékanyagok gumiból történő keveréséhez . Az első termoplasztikus extrudálás 1935-ben Paul Troester és felesége, Ashley Gershoff Hamburgban , Németországban. Nem sokkal később Roberto Colombo az LMP-től fejlesztette ki Olaszországban az első kétcsigás extrudereket.
Folyamat
A műanyagok extrudálásában a nyers összetett anyag általában üregek formájában van (kis gyöngyök, gyakran nevezik gyanta), amelyeket gravitációként egy felülről szerelt tartályból táplálnak az extruder hordójába. Az adalékok, mint a színezékek és az UV-inhibitorok (folyékony vagy pellet alakban) gyakran használatosak és a gyantaba keverhetők, mielőtt a garatba érkezne. Az eljárás nagyban hasonlít a műanyag fröccsöntéssel az extrudertechnika pontjától, bár ez különbözik abban az értelemben, hogy általában egy folyamatos folyamat. Míg a pultrúzió sok hasonló profilot kínál, folyamatos hosszúságú, rendszerint hozzáadott megerősítéssel, ez úgy érhető el, hogy a kész terméket húzzuk ki egy szerszámból, ahelyett, hogy a polimer olvadékot egy szerszámon keresztül extrudálnák.
Az anyag belép a takarmány torkán keresztül (egy nyílás a cső hátsó részéhez közel), és érintkezésbe kerül a csavarral. A forgó csavar (normális esetben 120 fordulat / perc fordulattal) forrasztja a műanyag gyöngyöket a fűtött hordóba. A kívánt extrudálási hőmérséklet ritkán egyenlő a hordó beállított hőmérsékletével a viszkózus fűtés és más hatások következtében. A legtöbb eljárásnál a hengerre egy fűtési profil van beállítva, amelyben három vagy több független PID-szabályozott fűtő zóna fokozatosan növeli a henger hőmérsékletét hátulról (ahol a műanyag belép) az elejére. Ez lehetővé teszi, hogy a műanyag gyöngyök fokozatosan megolvadjanak, miközben átszivárognak a hordóban, és csökkenti a túlmelegedés veszélyét, ami a polimerben degradálódást okozhat.
Az extra hőt az erőteljes nyomás és súrlódás járja a hordó belsejében. Valójában, ha egy extrudálási vonal bizonyos anyagokat elég gyorsan halad, a fűtőtestek le lehetnek kapcsolva, és az olvadék hőmérséklete a nyomáson és a súrlódáson belül a hordó belsejében marad. A legtöbb extruderben hûtõventilátorok vannak jelen, hogy a hõmérsékletet beállított érték alatt tartsák, ha túl sok hõ keletkezik. Ha a kényszerített levegő hűtés nem bizonyul elegendőnek, akkor beöntő hűtőköpenyeket használnak.
A műanyag extruder félre van vágva az alkatrészek megjelenítéséhez
A hordó elején az olvadt műanyag elhagyja a csavart, és egy szűrőcsomagoláson keresztül halad, hogy eltávolítsa az ömledék szennyező anyagait. A képernyőket egy megszakító lemez erősíti (vastag fém korong, amelyen számos furat van fúrva), mivel a nyomás ezen a ponton meghaladhatja a 35 MPa-t . A szűrőcsomagolás / megszakító lemezszerkezet szintén megteremtette a nyomást a hordóban. Az egyenletes olvadáshoz és a polimer megfelelő keveréséhez hátsó nyomásra van szükség, és a nyomást előidéző "csípés" a szita-csomag összetételének megváltoztatásával (a képernyők száma, a szövetszövet mérete és egyéb paraméterek). Ez a megszakító lemez és a szűrőcsomag kombináció szintén kiküszöböli az olvadt műanyag "rotációs memóriáját" és "hosszanti memóriát".
Miután áthaladt a megszakító lemezen, az olvadt műanyag belép a szerszámba. A szerszám a végtermék profilját adja, és úgy kell megtervezni, hogy az olvadt műanyag egyenletesen áramoljon egy hengeres profilból a termék profiljának alakjához. A nem egyenletes áramlás ebben a szakaszban olyan terméket eredményezhet, amely a profil bizonyos pontjaiban nemkívánatos maradék feszültségeket eredményez, ami hűtés hatására sodródik. Formák széles skáláját lehet létrehozni, folyamatos profilokra korlátozva.
A terméket most le kell hűteni, és ez általában úgy érhető el, hogy az extrudátumot vízfürdőn húzza. A műanyagok nagyon jó hőszigetelő anyagok, ezért nehéz gyorsan lehűlni. Az acélhoz képest a műanyag lassan 2000-szer lassúbbá teszi a hőt. Egy cső vagy csővezeték extrúziós vonalban egy lezárt vízfürdőt óvatosan szabályozott vákuum segítségével határoznak meg, hogy az újonnan kialakult és még megolvadt cső vagy cső összeomlik. Olyan termékeknél, mint pl. Műanyag burkolat, a hűtést hűtőhengerek húzásával érik el. A filmek és a nagyon vékony lemezek esetében a léghűtés kezdeti hűtési szakaszként hatékony lehet, mint a fúvott film extrudálásnál.
A műanyag extrudereket széles körben használják az újrahasznosított műanyag hulladékok vagy más nyersanyagok újrafeldolgozására tisztítás, válogatás és / vagy keverés után. Ezt az anyagot általában extrudáljuk olyan szálakká, amelyek alkalmasak a gyöngyök vagy pelletállományok aprítására, hogy a további feldolgozás előfutárjaként használhassák.
Folytatás ...
