Kokie ekstruzijos įrenginiai plačiai naudojami šiuolaikinėje plastiko ekstruzijos pramonėje?

Vienvariškas sraigtinis ekstruzijos įrenginys išsiskiria dėl savo paprastumo ir naudingų savybių įvairiam plastiko apdorojimui. Vienvariškas sraigtinis ekstruzijos įrenginys susideda iš šildomos kūno dalies ir vieno spiralės formos sraigto. Apdorojant ir lydant medžiagas, jos perduodamos per die. Vienvariškų sraigtinių ekstruzijos įrenginių privalumai yra:

- Sumažinti techninės priežiūros kaštai

- Analizinis ir elektrinis apdorojimas leidžia energiją taupyti apdorojant vienalyčius, tvirtus plastiko medžiagų (termoplastų) ruošinius

- Užtikrinta aukštos kokybės gamyba paprastiems gaminiams, pvz., vamzdžiams ar lakštams

- Sklandus ir mažo poveikio veikimas išsaugo jautrias dervas nuo perkaitimo

Vienašventiniai ekstruzijos įrenginiai labiausiai tinka didelės apimties plastiko gamybai, pvz., polietileno vamzdžiams. Tačiau jie neturi galimybės kurti arba apdoroti sudėtingas kompozitines medžiagas, o jų maišymo konstrukcija yra prasta. Iš tikrųjų vidutinėje gamyboje jie veikia geriau už daugumą dviejų šventinių ekstruzijos įrenginių. Be to, jie išlaiko galimybę veikti aukščiausiais gamybos greičiais ir lenkia specializuotus ekstruzijos įrenginius vienoms užduotims atlikti. Dėl paprastumo ir gamybos kainos akivaizdu, kad ilgalaikėje žaliavų džiovintų dalelių (be patentuotų priedų) serijinėje gamyboje paprastoji sistema įmonėms sutaupo apie 30–50 procentų.

Vienašventiniai ekstruzijos įrenginiai vis dar yra pagrindinis pasirinkimas nuolatiniam perdirbimui visame pasaulyje gaminant bendrojo panaudojimo plastikus. Jie vis dar yra pigiausias ir patikimiausias variantas, kai produkto techniniai reikalavimai neįpareigoja mišinti pildiklių ar atlikti reaktyvių modifikacijų.

Dvigubų sraigtų ekstruderiai: geriausiai tinka šilumai jautriems plastikams, pripildytiems plastikams ir intensyviam maišymui

Nustatant geriausius maišymo ir perdirbimo variantus, dvigubųjų sraigtų ekstruderiai yra geriausias pasirinkimas daugumai taikymų. Jie užtikrina puikią konstrukcinę lankstumą, įskaitant sukonfigūruotą, subalansuotą ir diferencialinį sukimosi režimą iki keturių zonų maišymo kamerose. Nuo pat pradžių sraigto strypai gali būti suprojektuoti (daugiaklausiai arba segmentuoti), kad būtų pagerinta ir tobulinama mechaninė sąveika tarp sistemos komponentų. Tai ne tik padeda maišymui ir perdirbimui, bet taip pat leidžia geriau išsklaidyti stiprinančius pildiklius, pvz., stiklo pluoštus ir liepsno slopintuvus, o tai ypač naudinga inžinerinėms plastikoms su vienodais stiprumo rodikliais arba PVC. Be to, kadangi dauguma medicininės klasės mišinių yra šiluminės jautrios, o medžiagos suskylimo rizika didėja esant per aukštai temperatūrai ir per ilgam šilumos veikimui, tokia konstrukcija užtikrina nedelsiant prasidedantį ir nuolatinį medžiagos srautą per sistemą. Dėl to ji ne tik idealiai tinka medicininės klasės mišiniams šiluminės stabilumo požiūriu, bet taip pat garantuoja, kad sistemoje medžiagos suskylimo lygis išliktų žemas. Tai ypač svarbu medicinos prietaisų gamintojams, nes bet kokie medžiagos savybių pokyčiai prietaise gali esminiu būdu pakeisti jo veikimą, dėl ko prietaisas gali tapti saugus arba nepakankamai saugus.

Maistui skirtų polimerų ir kai kurių priedų atveju mišrios medžiagos bei jų sudėtingos struktūros sukelia nuoseklumo problemas. Vieno veleno alternatyvos negali užtikrinti visiško sumaišymo, o dviejų velenų sistemos pranašesnės už kitas galimybes. Gamintojų ataskaitose nurodyta, kad, nors vieno veleno sistema apdoroja maždaug pusę tūrio, šios sistemos vidutiniškai gali atlikti dvigubai daugiau gamybos ciklų. Tai ypač svarbu pramonės šakoms, kuriose reikalaujama, kad gamyba būtų itin nuosekli iš partijos į partiją, ypač naudojant medžiagas lėktuvų statybai ar vaistų pakuotėms. Šių ekstruzijos įrenginių konstrukcija, leidžianti keisti velenus, tai ir leidžia pasiekti. Inžinieriai gali keisti nustatymus, kad kontroliuotų perdirbimo metu taikomą jėgą ir termiškai skirtingas mašinos zonas. Ši lankstumas padeda pasiekti pakankamus rezultatus net esant kraštutinėms sąlygoms bei įvairaus storio ir struktūros medžiagoms.

Ram extruzijos įrenginiai: ultraaukštos klampumo ir šlyties jautrių medžiagų  

Skirtingai nuo standartinių modelių, kuriuose naudojami sukamieji sraigtais, Ram ekstruzijos įrenginiai yra unikalūs tuo, kad medžiagas per diešus stumia naudodami hidraulinį slėgį. Dėl to jie puikiai tinka apdoroti labai klampus arba šlyties jautrias medžiagas, pvz., PTFE. Šių ekstruzijos įrenginių konstrukcija sukuria unikalią veikimo sąlygų sistemą, kuri leidžia išvengti šių medžiagų perkaitimo ir skilimo, kuris būdingas sraigto sistemos ekstruzijai, taip išlaikant medžiagų molekulinės struktūros vientisumą net šilumai labiausiai jautrioms medžiagoms. Dėl to šie ekstruzijos įrenginiai gali nepertraukiamai gaminti kietąsias formas, pvz., strypus, vamzdžius ir lydinių bilietus, daug didesniu slėgiu nei įprasti ekstruzijos įrenginiai – net viršijant 10 000 PSI. Tokiu būdu ram ekstruzija tapo standartu aviacijos ir chemijos pramonėje tiksliai detalėms su labai siaurais toleransais gaminti dideliais kiekiais. Tačiau šie ekstruzijos įrenginiai nėra labai universalūs ir vienu metu gali apdoroti tik vieną medžiagą. Dėl to ram ekstruzijos įrenginiai naudingi tik specializuotais atvejais, kai svarbiausia išlaikyti medžiagos savybes, o ne galimybė apdoroti kelias skirtingas medžiagas.

Be to, šių vienetų veikimo palaikymas yra sudėtingas dėl sudėtingos aukšto slėgio hidraulikos, todėl operatoriams reikia specializuotos kvalifikacijos, kurią jie turi įgyti prieš pradėdami dirbti nepriklausomai. Tinkamo ekstruzijos įrenginio pasirinkimas: žingsnis po žingsnio sprendimų priėmimo procesas

Ekstruzijos įrenginio tipo parinkimas pagal medžiagos savybes (klampumą, pildiklius, terminę stabilumą)

Medžiagos, kurią reikia apdoroti, pobūdis žymiai veikia tinkamos ekstruzijos įrangos konfigūracijos parinkimą. Sunkiai apdorojamoms, didelės klampumo medžiagoms, pvz., kietajam PVC, reikia stiprios sraigto konstrukcijos, kuri galėtų atlaikyti būtiną apdorojimo sukimo momentą, nepradėdama sustoti. Priešingai, šilumai jautrioms medžiagoms, pvz., kai kuriems biopolimerams, reikia švelnesnio proceso, kad būtų išvengta medžiagos suskylimo apdorojimo metu. Užpildytoms medžiagoms, pvz., stiklu armuotiems kompozitams, rekomenduojama pasirinkti dėžutes, atsparias dilimui, ir sraigtus, specialiai suprojektuotus dėl didesnio dilimo našumo. Taip pat ypatingų problemų kelia termiškai nestabilios medžiagos: jos reikalauja labai tikslaus temperatūros valdymo ir trumpo buvimo laiko mašinoje. Būtent čia dvigubų sraigtų ekstruderiai įrodė savo pranašumą, nes jų modulinė dėžutės konfigūracija leidžia efektyviau valdyti temperatūrą. Dar labiau pabloginant dilimo problemas, naujausioje „Polymer Engineering Journal“ publikuotoje straipsnyje nurodoma, kad medžiagos, turinčios daugiau kaip 40 % pildiklių, įrangą dilo 60 % labiau nei nepildytos medžiagos.

Tokios statistikos dar labiau pabrėžia būtinybę apsvarstyti investicijas į tvirtesnius komponentus, apdorojant labai užpildytas formulacijas.

Ekstruzijos įrenginio funkcionalumo pritaikymas pabaigos linijos tikslams (našumas, kokybė, universalumas)

Išvesties srauto kiekis ir kokybė iš tikrųjų nulemia ekstruzijos įrenginio tipą, kuris labiausiai tinka konkrečiai taikomajai srityje. Didelės apimties gamybos ciklų atveju, pvz., vamzdžių ekstruzijos, vienavariški sistemos, tikėtina, yra geriausias pasirinkimas, nes tai yra ekonomiškiausios didelės apimties siurblinės sistemos. Tačiau kai taikomajai srityje reikalinga didelė tikslumo laipsnis – pavyzdžiui, medicininėms aplikacijoms skirtų vamzdelių gamyba, kuri turi būti išlaikyta ±0,05 mm nuokrypio ribose, – gamintojai dažnai renkasi ekstruzijos įrenginius su uždarosios kilpos slėgio valdymu ir lydytos medžiagos siurblinėmis konfigūracijomis. Panašiai, gamybos įmonės, kurios dažnai keičia perdirbamos medžiagos tipą, labai naudingai naudoja modulines dvivariškes ekstruzijos sistemas, nes jos leidžia greitai ir lengvai keisti varščius veikiančioje krosnyje. Gamintojai, gaminantys plačią panašių produktų asortimento liniją, parodė galintys sumažinti perstatymo laiką iki 30 %, o tai buvo įrodyta padedant gamybos įmonėms visus metus veikti 18 % efektyviau.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kokie yra vieno sraigto ekstruzijos įrenginių privalumai?

Pagrindiniai vieno sraigto ekstruzijos įrenginių privalumai yra žemesnės eksploatacijos sąnaudos, energiją taupantis perdirbimas, nuolatinė paprastų profilių produkto kokybė ir švelnesnis šlyties greitis, kuris tinka perdirbimui.

Kaip dviejų sraigčių ekstruzijos įrenginiai pagerina maišymo procesą?

Dviejų sraigčių sukurta didelė šlyties jėga padeda efektyviai sumaišyti polimerą su priedais inžinerinėse plastikose.

Kurie medžiagų tipai yra idealūs ramo ekstruzijos įrenginiams perdirbti?

Dėl savo hidraulinio veikimo principo, kuris neleidžia perkaisti ir medžiagų skaidymuisi, ramo ekstruzijos įrenginiai yra idealūs PTFE ir kitų ultraaukštos klampumo bei šlyčiai jautrių medžiagų perdirbimui.

Kokie veiksniai turi būti įvertinti renkantis ekstruzijos įrenginį?

Renkant ekstruzijos įrenginį reikia įvertinti medžiagų savybes, pvz., klampumą, pildiklius ir šiluminę stabilumą, o ne tik gamybos našumą, proceso nuoseklumą ir lankstumą.