Како решити уобичајене проблеме квалитета у процесу екструзије пластичних цеви?

Корени недостатака квалитета у екструзији пластичних цеви

Влага, топлотна деградација и нестабилност топљења Остатка влаге у пластичним пелетима узрокује формирање паре током екструзије, што ствара мехуриће и празнине у производу. Ако се пређе толеранција температуре пластике, полимерни ланаци могу се разбити и пластика може променити боју. Влажност, температура и облик пелета могу изазвати све врсте повјерских дефеката. У часопису за прераду полимера, пријављено је да је око 37 од 100 проблема са екструзијом због проблема везаних за материјал.

Доносиоци који се односе на опрему: зношење штампе, лоше усклађивање алата и прљаве вакуумске кутије за димензионирање

Промењење раздвајања у пилу, због знојања пилу, доводи до неконзистентне и променљиве дебелине зида ПВЦ цеви за > 0,3 мм. Осилно неисправно распоређивање алата само 0,5 степени нарушава расподелу радијалне масе; слично, прљаве или заткнуте вакуумске кутије за дизајнерску опрему не могу обезбедити одговарајуће усисавање за контролу обликовања. Ово је проблематично за волуметричку величину и завршну површину производа. Извештаји из индустрије показују да су ~ 3 од 5 дефекта у димензијама производа због опреме, а близу 30% површинских дефекта због лоших вакуумских система. Механички проблеми захтевају од произвођача да навремено заказују прилагођавања, праће зношење, одржавају и чисте.

Површинске грешке у екструзији и растворима пластичних цеви

Феномен преломљености растопљења: ајкулова кожа, лупа наранџаста и прљављење усна

Дефекти површине шаркскин и портокалове лушке се јављају на излазу из гуми због еластичног опоравка и нестабилности протока. Проблеми на губици извора због контаминације и лоше расподеле топлоте преко извора могу се погоршати. Када се разлагање полимера деси због топлоте и прекомерног сечења, дефекти су израженији. У најновијем извештају из индустрије из Пластике данас 2023. године, трећина ЛПВП линија пријављује ове квалитетне дефекте. Срећом, постоје опције за ублажавање ових недостатака, али ћемо морати детаљно да их размотримо.

Опције за исправљање укључују:

1. у вези са Полирање губице да би се уклонило наглост која враћа ламинарни проток
2. Уколико је потребно. Смањење брзине линије за смањење шкирања без утицаја на проток
3. Уколико је потребно. Контрола за затезање температуре топљења треба да буде у оквиру ± 5 °C преко зоне штампања
4. Уколико је потребно. Мониторинг реал-тайм реологије топила интегрисан у контролне системе показао је 40% смањење учесталости фрактура топила у пилотним студијама.

Механичке вибрационе дефекте: Џиттер прстени и жлебови од вакуумских и хладноће система проблема

Џиттер прстени и хеликолични жлебови указују на механичку резонанцу, најчешће узрокован неправилно израмњеним вакуумским калибраторима или турбулентним токовима у хладном систему. У 2023. години, студија индустрије открила је да је 68% горе поменутих дефеката приписано неуравнотеженој синхронизацији привлачника и лежајима вакуумне пумпе, што је изазвало цикличне флуктуације притиска.

Неке од мера које се могу предузети укључују:

- Ласерско усклађивање рукава за дизејм и вакуумских калибратора

- Уградња гушача пулсације на вакуумским линијама за снабдевање

- Уклањање турбуленције путем оптимизације брзине протока и дистрибуције хладило

Одржавање вакуумског притиска у оквиру варијације од 0,5 бара стабилизује смањење остатака везаних за жлебу у оквиру 75%.

Узроци и контроле процеса

Разлике у спољном пречнику (OD) и дебљини зида могу значајно компликовати номиналне притиске и инсталације на терену. Главни узроци ових проблема су: обимно повећање хране које изазива флуктуације притиска током топљења, неједнакомерно хлађење које доводи до тога да се различити делови смањују различитим стопама и погрешно усклађивање издржених штампа. Све ово доприноси проблематичној геометрији. Осим тога, нестабилност усисавања у вакуумском систему доводи до тога да цела цевка дрейфује у дужини. Истраживања у инжењерству екструзије показала су да прелазак на гравиметријско храњење смањује варијабилност храњења и несагласности материјала чак за 70%. За компаније за екструзију које имају за циљ екструзију вишег квалитета, чврста контрола процеса је кључна.

Рутинске инспекције и прилагођавања на бази ласера за одржавање интегритета празнине, као и повратна информација о дебљини зида у реалном времену и аутоматско прилагођавање бута кроз ласерску микрометрију постали су индустријски стандарди. Инжењерско хлађење (преко вакуумске кутије за дизејм) са равначарима струје и сегментисаним зонама струје воде такође доприноси постизању потребног квалитета.

Заједно, ове мере константно одржавају димензионалне толеранције до ± 0,5% и смањују остатак за више од 30%.

Поремећаји у топлотној управљању током екструзије пластичне цеви

Диференцијално грејање и хлађење: Прегревање узрокује погоршање топлотног полимерског ланца и ослобађа ПВЦ полимер који узрокује жуте траке и тамне ПЕ тачке. Унутрашњи стрес се ствара када нема довољно хлађења, а када се термично пластични материјал ручи или чува, он ће се искривити и постати овалан. Количина термопластика која ће бити изгубљена је већа од 30% ако се температура одржава изнад или испод 8 степени Целзијуса у секцијама за хлађење и/или грејање током процеса екструзије. То је због чињенице да ће различити температурни опсегови довести до равномерног пролаза материјала у различитим секцијама и резултираће са точањем термопластика различитим и непуним стопама, што ће такође резултирати различним пролазом материјала између различитих секција штампе. Проблеми који се односе на температуру нису лако открити или решити, али могу бити повезани са једним или више уобичајених проблема контроле процеса.

Идентификација топлих тачака путем инфрацрвене топлотне мапирања прелаза у барелу и зоне за умирање (дж).

Визуализација протока и CFD анализа хидраулике хладног купања (с) да би се елиминисале мртве зоне и постигло равномерно гашење.

Годишња верификација контролера температуре према НИСТ стандардима, пратећи се до ± 1% стандарда.

Површина специфичног ПИД подешавања и проток хладне воде на основу динамике температуре топљења постиже и обнови топлотну равнотежу (деградација, деформација и очување димензија).

Често постављене питања

Шта узрокује дефекте у вези са влагом у екструзији пластичних цеви?

Дефекти узроковани влагом се јављају када влага у пластичним пелетима испари током формирања бубрега/празног станала у крајњем производу.

Како проблеми повезани са опремом доводе до недостатака у процесу екструзије?

Дефекти у издржњи екструзије, погрешно усклађивање алата и вакуумска кутија за дизелирање воде до неконзистентне дебелине зида, дизелирања и гладкости површине.

Које дефекте видимо на површини екструзије пластичне цеви?

Дефекти површине укључују феномен растопљења: кожа ајкула, лупа наранџа и механичке вибрације, житер прстени и механичке жлебове.

Шта објашњава несагласности димензија које се јављају током процеса екструзије?

Димензионалне несагласности укључују обимно нагонавање, неједнакомерно хлађење и нестабилност вакуумског система. Ове несагласности утичу на спољни дијаметар, овалност и дебљину зида.

Квалитет утицаја топлотне управљања на пластичне цеви

Неефикасно топлотно управљање може изазвати прегревање, пробој, деформацију или чак неравнотежу температура, што може изазвати повећање стопе скидања производа током производње и утицати на димензионални интегритет.