اکسترودر وسیله ای مکانیکی است که مواد گرمانرم مذاب را از طریق قالب سفارشی-شکل برای تولید پروفیل های پیوسته مانند لوله ها، نوارهای کششی یا رشته ها مجبور می کند. یک اکسترودر پلاستیکی کامل شامل یک قیف مواد خام، یک بشکه استوانه ای گرم شده، یک پیچ دوار داخلی، یک سر قالب و یک سیستم خنک کننده پایین دست است. شکل دادن به مذاب پلیمری در حین خروج از قالب یک بخش ساده است. مجبور کردن مواد برای حفظ هندسه دقیق خود هنگام عبور از مرحله خنک کننده، یک چالش واقعی برای اپراتورها در کارگاه است.
اکسترودر پلاستیک چگونه کار می کند؟
فرآیند اکستروژن پلاستیک در درجه اول به اصطکاک مکانیکی متکی است، نه فقط نوارهای گرمایش خارجی، تا پلیمر اصلی را ذوب کند. برای درک نحوه عملکرد اکسترودرهای پلاستیکی، از قاب TSC: دما، برش و شکل‌دهی استفاده می‌کنیم. این دنباله به دقت تعیین می کند که چگونه ذرات مواد خام به محصول نهایی سخت تبدیل می شوند.
مرحله 1: دما (منطقه تغذیه)
این فرآیند زمانی آغاز می شود که نیروی جاذبه ذرات پلاستیکی فرآوری نشده را از قیف به داخل گلوگاه تغذیه می کشد. ناحیه تغذیه پیچ دوار این ذرات را گرفته و به سمت جلو به داخل بشکه می برد. اپراتور نوار گرمایش خارجی را در این ناحیه اولیه روی دمای نسبتاً پایین تنظیم می کند. این امر از ذوب شدن زودرس پلاستیک و چسبیدن آن به گلوی تغذیه جلوگیری می کند که می تواند منجر به انسدادی شود که به آن پل می گویند.
مرحله 2: برش (منطقه انتقال و منطقه اندازه گیری)
برش مکانیکی تا 80 درصد گرمای لازم برای ذوب پلاستیک را تولید می کند. همانطور که پیچ ذرات را به منطقه انتقال فشار می دهد، قطر ریشه پیچ افزایش می یابد. این طرح پلاستیک را به دیواره بشکه فشار می دهد. اصطکاک شدید بین ذرات و بشکه فلزی زنجیره های پلیمری را پاره کرد و گرمای داخلی عظیمی تولید کرد. هنگامی که مواد به منطقه اندازه گیری در انتهای پیچ می رسد، به مذاب یکنواخت و تحت فشار تبدیل می شود و آماده ورود به قالب است.
مرحله 3: شکل گیری (مرگ)
قالب، مذاب پلیمر تحت فشار را وادار می کند تا شکل مقطع نهایی-ش را تشکیل دهد. مذاب در اطراف سنبه داخلی تقسیم می شود و قبل از خروج از لبه قالب دوباره ترکیب می شود. سرعت خروج مواد از قالب باید کاملاً با سرعت دستگاه کشش پایین دست مطابقت داشته باشد. هر گونه عدم تطابق در این نسبت پیش نویس به طور غیر طبیعی باعث کشیده شدن مواد و به خطر افتادن یکپارچگی ساختاری پروفیل می شود.
چرا نمایه پلاستیکی استخراج شده من در حین خنک شدن تاب می یابد؟
نرخ انقباض ناهموار در مقطع{0}}پلاستیک شدت تغییر شکل را تعیین می‌کند. وقتی می‌پرسید "چرا پروفیل پلاستیکی که من اکسترود کردم در طول خنک شدن تغییر شکل می‌دهد؟" وقتی، تقریباً همیشه می توان پاسخ را به گرادیان حرارتی ردیابی کرد. بخش دیواره ضخیم-پروفایل گرما را برای مدت زمان بسیار بیشتری نسبت به قسمت دیواره- نازک حفظ می کند.
علت اصلی 1: انقباض نامتقارن
پس از اینکه دیواره های نازک مجاور از قبل جامد شدند، دیواره های ضخیم به سرد شدن و کوچک شدن ادامه می دهند. در توده‌های ضخیم‌تر، این انقباض تاخیری بخش دیواره نازک و سخت را به‌طور فیزیکی می‌کشد و خم می‌کند و باعث انحراف از تراز آن می‌شود. اپراتورها این مشکل را با اصلاح قالب به منظور گنجاندن کانال های خنک کننده موضعی در داخل قالب، یا با تراز کردن جریان هوای جهت دار به طور خاص با قسمت های ضخیم تر پروفیل در لحظه خروج پروفیل از قالب حل می کنند. مجبور کردن هر دو دیوار ضخیم و نازک برای رسیدن به دمای انتقال شیشه ای خود به طور همزمان می تواند نیروهای خمشی را از بین ببرد.
علت 2: "حافظه استرس"
اگر پیچ اکسترودر نیروی برشی بیش از حد اعمال کند، زنجیره های پلیمری حافظه تنش ایجاد می کنند. بسیاری از اپراتورها به اشتباه تغییر شکل را به عنوان یک مشکل صرفاً خنک کننده پایین دست می بینند. آنها دمای حمام آب را برای چندین ساعت بدون موفقیت تنظیم کردند. واقعیت این است که نقص از داخل بشکه شروع می شود. اگر سرعت پیچ خیلی زیاد باشد، زنجیره های پلیمری قبل از ورود به قالب به طور غیر طبیعی کشیده می شوند. هنگامی که پلاستیک از قالب خارج می شود و وارد حمام خنک کننده می شود، زنجیره های کشیده تلاش می کنند تا به حالت آرامش اولیه خود برگردند. این بازگشت مولکولی به صورت اعوجاج یا تغییر شکل شدید در محصول نهایی ظاهر می شود. کاهش سرعت پیچ و کمی افزایش دمای بشکه می تواند این تنش داخلی را کاهش دهد.
قانون تنظیم "شکاف هوا".
فاصله دقیق بین صفحه انتهایی قالب و اولین حمام خنک کننده آب -- معروف به شکاف هوا-- کشش سطحی فوری پروفیل را تعیین می کند. آزمایش اخیر ما در مورد قاب های پنجره پی وی سی سفت و سخت نامتقارن نشان داد که رابطه واضحی بین طول شکاف هوا و تاب خوردگی وجود دارد.
ما یک پروفیل پیوسته را با یک دیوار نازک 2 میلی متری متصل به پایه ای به ضخامت 5 میلی متر اجرا کردیم. ایجاد یک شکاف استاندارد 50 میلی متری هوا منجر به تغییر شکل پایدار 4 درجه به سمت داخل دیواره نازک می شود. برخورد سریع آب سرد بلافاصله دیوارهای نازک را قفل کرد، در حالی که پایه 5 میلی متری انبساط قالب را در هوای آزاد تجربه کرد. با کاهش دقیق شکاف هوا به 15 میلی متر، زمان لازم برای انبساط پایه ضخیم را قبل از ضربه زدن به آستین شکل دهنده در مخزن آب به حداقل می رسانیم. این تنظیم فیزیکی ساده، انقباض ناهموار را تا 22 درصد کاهش داد و صافی پروفیل را به طور کامل بدون نیاز به تغییرات پیچیده در قالب بازیابی کرد.
سوالات متداول درباره اکسترودرهای پلاستیکی
س: ماشین اکسترودر چیست؟
A: این دستگاه تولیدی است که پلاستیک یا فلز خام را ذوب می کند و از طریق قالب شکل دهی می کند تا پروفیل های پیوسته مانند لوله ها، فیلم ها یا لوله ها را ایجاد کند.
س: چرا پروفیل پلاستیکی استخراج شده من در هنگام خنک شدن تاب می خورد؟
پاسخ: تاب خوردگی معمولاً به دلیل نرخ های خنک کننده ناهموار، دمای نامناسب حمام آب، یا تنش های داخلی نامتعادل در پلیمر اکسترود شده ایجاد می شود.
س: ماشین اکسترودر چگونه کار می کند؟
پاسخ: رزین خام از قیف به بشکه گرم شده وارد می شود. پیچ دوار مواد را ذوب می کند، مخلوط می کند و به جلو می راند و آن را از طریق قالب تشکیل می دهد.
س: چگونه یک دستگاه اکسترودر را کار کنیم؟
A: درام را تا دمای تنظیم شده از قبل گرم کنید. سپس رزین خام در قیف بارگذاری می شود، درایو پیچ با سرعت کم راه اندازی می شود و خروجی قالب نظارت می شود.
س: چگونه می توان شفافیت فیلم ها را بهبود بخشید؟
A: سرعت خنک کننده را به سرعت افزایش دهید تا اندازه کریستال کاهش یابد. به طور مشابه، دمای مذاب را بهینه کنید، قالب‌ها را تمیز نگه دارید و از افزودنی‌های شفاف‌کننده با کیفیت بالا- استفاده کنید.
