عوامل اصلی مؤثر بر دقت اکستروژن لوله پلاستیکی چیستند؟

ویژگی‌های مواد اولیه نقش اساسی در دقت فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی دارند. پایداری فرآیند اکستروژن به فیزیک و شیمی پلاستیک بستگی دارد. ابتدا، نرخ جریان مذاب (MFR) ماده پلاستیکی بسیار مهم است. اگر MFR در اکستروژن لوله پلاستیکی خیلی بالا باشد: پلاستیک مذاب بیش از حد سریع در حین اکستروژن جریان خواهد یافت و ضخامت دیواره لوله نامنظم خواهد شد؛ اگر MFR خیلی پایین باشد، ویسکوزیته ماده افزایش یافته، مقاومت در برابر اکستروژن بالا می‌رود و ترک‌های سطحی در لوله ایجاد می‌شود. دوم، یکنواختی ترکیب ماده حائز اهمیت است. وجود ناخالصی‌ها و توزیع نامناسب افزونه‌ها در ماده پلاستیکی باعث ناهمگونی در سیالیت ماده مذاب شده و منجر به تولید لوله‌ای با چگالی نامنظم می‌شود که دقت ابعادی آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. همچنین، میزان رطوبت موجود در ماده پلاستیکی نیز مهم است. رطوبت اضافی در دماهای بالا به گاز تبدیل شده و حباب‌هایی در داخل لوله ایجاد می‌کند که این امر باعث کاهش استحکام ساختاری و دقت لوله شده و همچنین با استانداردهای تعیین‌شده مغایرت دارد.

پس از انتخاب مواد پلاستیکی با خواص یکنواخت، انجام پیش‌تیمار شامل خشک‌کردن برای اکستروژن دقیق لوله‌های پلاستیکی ضروری است.

کنترل دمای اکسترودر چگونه دقت اکستروژن لوله پلاستیکی را بهبود می‌بخشد؟

در اکستروژن لوله‌های پلاستیکی، کنترل دمای اکسترودر از اهمیت بالایی برخوردار است و حتی کوچک‌ترین تغییرات دما نیز می‌تواند بر دقت لوله پلاستیکی نهایی تأثیر بگذارد. ماندول اکسترودر دارای مناطق دمایی مختلفی است، بنابراین هر ناحیه باید بر اساس نوع پلاستیکی که قرار است اکسترود شود، با مقادیر منطقی تنظیم گردد. هنگام فرآوری لوله‌های پلی‌اتیلن (PE) در فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی، دمای ناحیه تغذیه باید پایین نگه داشته شود تا از ذوب زودهنگام که می‌تواند باعث انسداد شود جلوگیری شود، در حالی که دمای ناحیه ذوب و ناحیه همگن‌سازی باید افزایش یافته و متفاوت باشد تا مواد به طور کامل ذوب و مخلوط شوند. مواد ممکن است در صورتی که دما در برخی مناطق بیش از حد بالا رود، تجزیه شده و مواد سوخته تولید کنند که این مواد سوخته می‌توانند دیواره داخلی ماندول را بپوشانند و جریان مواد مذاب را مختل کرده و منجر به ضخامت دیواره ناهموار در لوله شوند.

با این حال، ذوب مواد در دماهای پایین باعث می‌شود مواد به طور کامل ذوب نشوند و در نتیجه ذرات جامد در داخل لوله باقی بمانند. این امر بر زیبایی و دقت لوله تأثیر منفی می‌گذارد. بنابراین، دقت پایدار در اکستروژن لوله‌های پلاستیکی نیازمند نصب سیستم کنترل دمای با دقت بالا و همچنین نظارت و تنظیم مداوم دما است.

تأثیر سرعت اکستروژن ضربه‌ای بر دقت اکستروژن لوله ​

در تولید لوله به روش اکستروژن، باید تعادلی بین تأمین ماده اکستروژن و شکل‌دهی به آن برقرار باشد. این امر نیازمند آن است که سرعت اکستروژن به دقت تنظیم شود. اگر سرعت مناسب باشد و پلاستیک با ریتم درستی اکسترود شود، ماده مذاب به‌صورت یکنواخت در قالب توزیع خواهد شد و سیستم خنک‌کننده قادر به تکمیل شکل مورد نظر خواهد بود. در مقابل، سرعت بیش از حد اکستروژن باعث ایجاد فضاهای خالی در قالب می‌شود که منجر به تولید لوله‌ای با قطر کاهش‌یافته و دیواره‌های نامنظم می‌گردد. اکستروژن بیش از حد سریع همچنین جریان ماده را به حدی بالا می‌برد که از حد طراحی‌شده تنش برشی فراتر رود و در نتیجه لوله‌ای با تنش‌های داخلی و پایداری کاهش‌یافته تولید می‌شود.

هنگامی که سرعت اکستروژن بسیار پایین است، بازدهی فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی کاهش می‌یابد و ماده مذاب زمان طولانی‌تری درون مخزن می‌ماند که منجر به ذوب بیش از حد و تجزیه مواد شده و بر دقت ابعادی لوله تأثیر می‌گذارد. همچنین، میزان تطابق سرعت اکستروژن و سرعت کشش در فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی از اهمیت بالایی برخوردار است. اگر سرعت کشش از سرعت اکستروژن بیشتر باشد، لوله بیش از حد کشیده شده و قطر و ضخامت دیواره آن کاهش می‌یابد. اما اگر سرعت کشش کمتر باشد، لوله در محل تجمع پیدا کرده و منجر به تغییر شکل می‌شود. بنابراین، کنترل مؤثر سرعت اکستروژن و هماهنگی آن با سرعت کشش، دقت فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی را افزایش خواهد داد.

تأثیر طراحی قالب و ساخت دقیق آن بر فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی.

قالب مهم‌ترین عنصر در تعیین شکل و اندازه لوله پلاستیکی در فرآیند اکستروژن لوله پلاستیک است و به همین دلیل، دقت طراحی و ساخت قالب به طور مستقیم بر دقت اکستروژن لوله پلاستیک تأثیر می‌گذارد.

طراحی قالب تأثیر زیادی بر فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی دارد. بهینه‌سازی کانال‌های قالب باعث جریان یکنواخت پلاستیک مذاب در حین فرآیند اکستروژن می‌شود. کانال‌های جریانی که تغییرات ناگهانی در جهت، باریکی شدید یا فضای مرده داشته باشند، منجر به توزیع نامنظم پلاستیک مذاب شده و در نتیجه باعث ناهمواری دیواره لوله می‌شوند. تناسبات حفره قالب نیز باید دقیق باشد. مشخصات طراحی لوله نهایی باید در قطرهای حفره قالب و ضخامت دیواره، همچنین در حفره داخلی حفره خارجی در قالب منعکس شود. حتی کوچکترین خطاهای اندازه حفره باعث می‌شود لوله پلاستیکی از لحاظ دقت نسبت به مشخصات طراحی منحرف شود. سایر مسائل دقت در طراحی و ساخت قالب نیز بر دقت اکستروژن تأثیر می‌گذارند، مانند سطح حفره قالب و ترازبندی یا هممحوری قالب و مغزی.

یک قالب با سطح داخلی ناهموار، اصطکاک بین ماده مذاب و دیواره قالب را افزایش می‌دهد که این امر باعث جریان نامنظم مواد و تأثیر بر صافی سطح لوله می‌شود؛ عدم هممحوری مناسب نیز منجر به دیواره‌های بی‌رقابت لوله می‌گردد که یک عیب رایج در دقت اکستروژن لوله پلاستیکی است. بنابراین، به کارگیری روش‌های علمی طراحی قالب و فرآیندهای تولید با دقت بالا، مانند ماشین‌کاری CNC و سنگ‌زنی، ضروری است تا اطمینان حاصل شود که قالب نیازمندی‌های دقت اکستروژن لوله پلاستیکی را برآورده می‌کند.

تأثیر عملکرد سیستم خنک‌کنندگی بر دقت اکستروژن لوله پلاستیکی

سیستم خنک‌کننده مسئول سخت شدن لوله پلاستیکی مذاب به شکل مورد نیاز در فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی است و عملکرد آن به طور مستقیم بر پایداری ابعادی و دقت لوله پس از شکل‌گیری تأثیر می‌گذارد. در اکستروژن لوله پلاستیکی، روش خنک‌کنندگی و بازدهی سیستم خنک‌کننده عوامل کلیدی مورد توجه هستند. روش‌های متداول خنک‌کنندگی شامل خنک‌کنندگی آبی و خنک‌کنندگی هوایی می‌شود که در میان آن‌ها خنک‌کنندگی آبی به دلیل بازدهی بالاتر، به‌طور گسترده‌تری در اکستروژن لوله پلاستیکی استفاده می‌شود.

با این حال، اگر نرخ جریان نامنظم باشد یا آب بیش از حد گرم باشد، سرعت خنک‌شدن قسمت‌های مختلف به‌صورت ناهمگون خواهد بود. برای مثال، در هنگام خنک‌کاری با آب، سطح خارجی ممکن است بیش‌ازحد خنک شود، در حالی که سطح داخلی همچنان گرم باقی می‌ماند و این امر منجر به 'تنش انجمادی و تغییر شکل' می‌شود که دقت لوله را تحت تأثیر قرار می‌دهد. از سوی دیگر، اگر نرخ خنک‌شدن در هنگام اکستروژن لوله‌های پلاستیکی بیش از حد باشد، سطوح سریعاً خنک می‌شوند در حالی که ماده داخلی هنوز نرم است و این امر باعث تاب‌برداشتن و سایر عیوب می‌شود. همچنین در اکستروژن لوله، لوله و تجهیزات خنک‌کننده باید به‌صورت یکنواخت از یکدیگر جدا شوند. اگر حلقه آب خنک‌کننده نسبت به لوله تنظیم نشده باشد، مناطق محلی بیش‌ازحد سریع خنک می‌شوند که می‌تواند باعث ناهمگونی در سطح مقطع شود. بنابراین، طراحی سیستم خنک‌کننده، کنترل دما و تثبیت نرخ جریان، همچنین ترازبندی دستگاه‌های خنک‌کننده متحدالمرکز، اصول اساسی برای بهبود دقت لوله‌های اکستروژن پلاستیکی محسوب می‌شوند.

اهمیت نگهداری تجهیزات در دقت پایدار اکستروژن لوله‌های پلاستیکی

نگهداری دوره‌ای منظم و مؤثر، تضمین اصلی حفظ سطح ثابت دقت در اکستروژن لوله‌های پلاستیکی در طولانی‌مدت است. این امر به این دلیل است که سایش و فرسودگی قطعات به تدریج بر فرآیند اکستروژن تأثیر می‌گذارد.

بیایید با نگهداری دستگاه اکستروژن لوله پلاستیکی شروع کنیم. ابتدا مهره و ماندولین باید به‌طور منظم تمیز شده و از نظر سایش بررسی شوند. این دو قطعه مهم‌ترین بخش‌هایی هستند که مواد را منتقل و ذوب می‌کنند و سایش روی سطح مهره و همچنین تجمع کربن روی دیواره داخلی ماندولین، سرعت انتقال و حتی ذوب شدن مواد را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این امر باعث نوسانات دقت در فرآیند اکستروژن لوله پلاستیکی می‌شود. نگهداری دستگاه کشش تجهیزات اکستروژن لوله پلاستیکی نیز باید به‌طور منظم انجام شود. سایش غلتشک‌های کشش یا شل شدن تسمه انتقال، باعث ناپایداری سرعت کشش شده و بر تطابق سرعت کشش و سرعت اکستروژن تأثیر می‌گذارد. این موضوع منجر به انحراف ابعادی در لوله می‌شود. دستگاه‌های اندازه‌گیری و کنترل روی تجهیزات، مانند حسگرهای دما و سرعت‌سنج‌ها نیز باید به‌طور منظم دقت خود بررسی و کالیبره شوند. بدون امکان کنترل دما و سرعت، دقت اکستروژن به‌شدت تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.

برای حفظ دقت پایدار در اکستروژن لوله‌های پلاستیکی، باید سیستم نگهداری به‌خوبی سازمان‌یافته باشد، بازرسی‌ها و تعویض قطعات ضعیف به‌صورت دوره‌ای انجام شود و دستگاه‌های اندازه‌گیری کالیبره گردند.