Пластикалық экструзия өнеркәсібінде қандай түрдегі экструдерлер кеңінен қолданылады?

Жалғыз-сұртты экструдер әртүрлі пластикалық өңдеу үшін қарапайымдылығы мен пайдалы сипаттары арқасында ерекшеленеді. Жалғыз-сұртты экструдер қыздырылатын цилиндр мен жалғыз спиральды сұрттан тұрады. Материалдар балқытылып және өңделген кезде олар шаблон арқылы өтеді. Жалғыз-сұртты экструдерлердің артықшылықтарына мыналар жатады:

- Техникалық қызмет көрсету шығындарының төмендеуі

- Аналитикалық және электрлік өңдеу біркелкі, берік пластикалық материалдарды (термопластарды) энергияны үнемдей отырып өңдеуге мүмкіндік береді

- Құбырлар немесе парақтар сияқты қарапайым құрылымдар үшін сапалы шығыс қамтамасыз етіледі

- Тегіс және төмен әсер ететін әрекет сезімтал полимерлерді артық қызудан сақтайды

Біршегілі экструдерлер полиэтилендік трубалар сияқты пластмасса өнімдерін жоғары көлемде шығару үшін ең қолайлы. Алайда, олар күрделі композиттік материалдарды құруға немесе өңдеуге қабілетті емес, араластыру дизайны нашар. Шынында да, орташа өндіріс үшін олар екішегілі экструдерлердің көпшілігінен тиімдірек. Сонымен қатар, олар ең жоғары өндіріс жылдамдықтарында жұмыс істеу қабілетін сақтайды және жеке тапсырмалар үшін мамандандырылған экструдерлерден жылдамырақ. Қарапайымдылық пен өндіріс құнын қарастырғанда, қоспалы қоспаларсыз (лицензияланған қоспаларсыз) шикі смолаларды ұзақ мерзімді партиялар бойынша өндіру үшін қарапайым жүйе компанияға шамамен 30–50 пайыз үнемдейді.

Біршегілі экструдерлер әлі де дүниежүзілік заттық пластмассалар өндірісіндегі үздіксіз өңдеу үшін негізгі таңдау болып табылады. Олар өнімнің сапасына толтырғыштарды араластыру немесе реактивті өзгерту қажет етпеген жағдайда ең арзан және ең сенімді нұсқа болып табылады.

Екі шнекті экструдерлер: Жылуға сезімтал пластмассалар, толтырылған пластмассалар және жоғары араластыру үшін ең жақсы

Қос-сұрғылы экструдерлер көптеген қолданыстар үшін ең жақсы араластыру мен өңдеу опцияларын таңдағанда ең тиімді таңдау болып табылады. Олар араластыру камерасындағы төрт зонада дейін конфигурацияланған, тепе-теңдікті және дифференциалды айналу сияқты өте жоғары дәрежеде конструкциялық икемділік ұсынады. Басынан бастап, араластыру процесін жақсарту және жүйенің компоненттері арасындағы механикалық әсерлестікті дамыту үшін сұрғыларды (қабаттап немесе бөліктерге бөліп) жобалауға болады. Бұл тек араластыру мен өңдеуге ғана көмектеспейді, сонымен қатар шыны талшықтары сияқты күшейткіш толтырғыштар мен отқа төзімді қоспалардың жақсартылған дисперсиясын қамтамасыз етеді. Бұл қасиет әсіресе біркелкі беріктікке ие инженерлік пластиктер мен ПВХ үшін өте пайдалы. Сонымен қатар, көптеген медициналық сапалы қоспалар негізінен жылуға сезімтал болып келеді: материалдың ыдырауы оның температурасы тым жоғары болғанда және ұзақ уақыт бойы қыздырылған кезде орын алады; ал осындай жобалау материалдың жүйе бойымен тез және үздіксіз ағуын қамтамасыз етеді. Сондықтан ол тек медициналық сапалы қоспалар үшін жылулық тұрғыдан ғана емес, сонымен қатар жүйедегі материалдың ыдырауын төмен деңгейде ұстауға да мүмкіндік береді. Бұл медициналық құралдарды шығаратын өндірушілер үшін ерекше маңызды, өйткені құралдың материалдық қасиеттеріндегі кез келген ауытқу оның қызметін критикалық деңгейде өзгертуі мүмкін, нәтижесінде құрал қауіпсіз немесе қауіпті болуы мүмкін.

Тамақ өнімдеріне арналған полимерлер мен кейбір қоспалар жағдайында аралас материалдар мен олардың күрделі құрылымдары тұрақтылықпен байланысты проблемалар туғызады. Бір винтті альтернативалар толық араластыруды қамтамасыз ете алмайды, ал екі винтті жүйелер басқа нұсқалардың алдынан шығады. Өндірушілердің есептерінде бір винтті аналогтар шамамен көлемнің жартысын өңдей алатыны, ал бұл жүйелер орташа есеппен өндірістік циклдарды екі есе көп аяқтай алатыны айтылады. Бұл әсіресе партиялар бойынша өте тұрақты өндіріс қажет болатын салалар үшін маңызды — мысалы, әуе қатынасы үшін материалдар немесе дәрі-дәрмектердің қаптамасы үшін материалдар. Бұл мүмкіндікті іске асыратын — бұл экструдерлердің ауыстырылатын винттарын орнатуға болатын құрылымы. Инженерлер өңдеу кезінде қолданылатын күшті реттеуге және машина бойынша температуралық тұрғыдан әртүрлі аймақтарды басқаруға параметрлерді өзгерте алады. Бұл икемділік әртүрлі қалыңдықтар мен материалдардың құрылымдары болған кезде, соның ішінде экстремалды жағдайларда да, жеткілікті нәтижелерге қол жеткізуге ықпал етеді.

Ram экструдерлері: Өте жоғары тұтқырлықты және деформацияға сезімтал материалдар  

Айналмалы бұрандаларды қолданатын стандартты моделдерден айырмашылығы сол, Ram экструдерлері материалдарды матрицалар арқылы итеру үшін гидравликалық қысымды қолданады. Осы себепті олар өте тұтқыр немесе кесілуге сезімтал материалдармен, мысалы, ПТФЭ-пен жұмыс істеуге өте жақсы қабілетті. Бұл экструдерлердің конструкциясы қыздыру мен материалдардың ыдырауын болдырмаған, бұрандалы жүйелерде байқалатын әртүрлі жұмыс режимдерін құрады; соның нәтижесінде материалдардың молекулалық құрылымы сақталады, тіпті ең жоғары температураға төзімсіз материалдар үшін де. Сондықтан бұл экструдерлер стерженьдер, трубалар және білеттер сияқты біртекті пішіндерді дәстүрлі экструдерлерге қарағанда әлдеқайда жоғары қысымда (тіпті 10 000 PSI-дан аса) үздіксіз өндіруге қабілетті. Осы себепті Ram экструзиясы аэрокосмостық және химиялық өңдеу салаларында өте тарыл допусктері бар дәлдетілген бөлшектерді үлкен көлемде өндіру үшін стандарт болып табылады. Дегенмен, бұл экструдерлер әртүрлілігі төмен және бір уақытта тек бір ғана материалды өңдей алады. Сондықтан Ram экструдерлері тек материал қасиеттерін сақтау көпкомпонентті өңдеуге қарағанда басымдыққа ие болатын мамандандырылған жағдайларда ғана қолданысқа ие болады.

Сондай-ақ, бұл қондырғыларды жұмыс істеу қабілеттілігін сақтау күрделі, себебі олар көптеген жоғары қысымды гидравликалық жүйелерден тұрады, олармен жұмыс істеу үшін операторлардың тәуелсіз жұмыс істей алуы үшін арнайы дайындықтан өтуі талап етіледі. Сыйымдылығы жағынан сәйкес экструдерді таңдау: Қадамдап шешім қабылдау процесі

Экструдер типін материалдың сипаттамаларына (тұтқырлығы, толтырғыштар, жылулық тұрақтылығы) сәйкестендіру

Өңделетін материалдың табиғаты сәйкес экструдер конфигурациясын анықтауда маңызды рөл атқарады. Қатты ПВХ сияқты қиын, жоғары тұтқырлықты материалдар үшін қажетті өңдеу моментін көтеруге қабілетті берік шнек қажет, яғни шнек тоқтамауы керек. Ал кейбір биополимерлер сияқты кесілуге сезімтал материалдар үшін материалды өңдеу кезінде оның ыдырауын болдырмау үшін жұмсақ өңдеу процесі қажет. Шынымен күшейтілген композиттер сияқты толтырғыштары бар материалдар үшін тозуға төзімді цилиндрлер мен тозуға қарсы тиімділігі жоғары шнектерді таңдау тиімді. Сонымен қатар, жылуға тұрақсыз материалдар да ерекше қиындықтар туғызады. Оларға нақты температураны бақылау мен машина ішіндегі тұру уақытының қысқа болуы қажет. Дәл осы жерде екі шнекті экструдерлер температураны бақылауда тиімдірек болатын модульді цилиндр конфигурациясы арқылы өз мақсатын көрсетеді. Тозу мәселелерін күртлendirіп, «Polymer Engineering Journal» журналында жарияланған соңғы мақалада толтырғыштары 40%-дан асатын материалдардың толтырғышсыз материалдарға қарағанда жабдықты 60%-ға артық тоздыратыны айтылады.

Мұндай статистикалар толтырылған қоспаларды өңдеу кезінде берік компоненттерге инвестициялау қажеттілігін әлсіздетпейді.

Экструдердің қызметін жолдың соңындағы мақсаттарға сәйкестендіру (Өнімділік, Сапа, Көптеген қолданыс мүмкіндіктері)

Шығыс ағынының көлемі мен сапасы шындығында қолданыстағы экструдер түрін анықтайды. Мысалы, түтіктер сияқты экструдерлік өнімдердің үлкен көлемдегі өндіріс сериялары үшін бір винтты жүйелер, ыңғайлы бағасы мен үлкен көлемдегі сорғылау қабілетіне байланысты, әдетте ең тиімді нұсқа болып табылады. Алайда, қолданыста жоғары дәлдік талап етілген жағдайларда, мысалы, ±0,05 мм дәлдікке сақталуы тиіс медициналық мақсатта қолданылатын түтіктер үшін өндірушілер жиі тұйық циклды қысымды басқару және балқытылған массаны сорғылау конфигурациясы бар экструдерлерді таңдайды. Сондай-ақ, өңделетін материал түрін жиі өзгертуге тура келетін өндіріс орындары үшін модульді екі винтты экструдерлер өте тиімді болып табылады, себебі олар жұмыс істеп тұрған пеште винттарды тез және оңай ауыстыруға мүмкіндік береді. Ұқсас өнімдердің кең спектрін өндіретін өндіріс орындары өту уақытын 30%-ға дейін қысқарту қабілетін көрсетті, бұл жыл бойы өндіріс орындарының 18% артық тиімділікпен жұмыс істеуіне әкелген.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Біршегілі экструдерлердің артықшылықтары қандай?

Біршегілі экструдерлердің негізгі артықшылықтары — төмен жұмыс істеу шығындары, энергияны тиімді пайдалану, қарапайым профильдер үшін тұрақты өнім сапасы және өңдеуге қолайлы жұмсақ ығысу жылдамдығы.

Екішегілі экструдерлер қандай жолмен араластыру процесін жақсартады?

Инженерлік пластиктердегі полимерді қоспалармен тиімді араластыруға екі шегілің қоздырған үлкен ығысу күші көмектеседі.

Рамдық экструдерлермен өңдеуге қандай материалдар идеалды?

PTFE және басқа да өте жоғары тұтқырлықты және ығысуға сезімтал материалдарды өңдеуге рамдық экструдерлер идеалды, себебі олар қызуды және материалдың ыдырауын болдырмау үшін өзіндік гидравликалық механизмге ие.

Экструдер таңдаған кезде қандай факторларды ескеру керек?

Экструдер таңдаған кезде материалдардың қасиеттері — мысалы, тұтқырлығы, толтырғыштары және термиялық тұрақтылығы — өндіріс қуатына, тұрақтылығына және процестің икемділігіне қарама-қарсы ескерілуі керек.