Pregled
Postopki ekstrudiranja ponujajo prednosti popolnih in vsestranskih tehnik predelave plastike, ki jih noben drug postopek v gospodarskem pomenu ne presega. Po vsem svetu so ekstruderske linije največji predelovalci plastike in se lahko štejejo za najpomembnejše proizvodne stroje v industriji plastike.
VRSTA IN ZGRADBA EKSTRUDERJA
Obstaja veliko različnih tipov ekstruderjev, ki so bili zasnovani za proizvodnjo najrazličnejših plastičnih mas in izdelkov. Široko uporabljeni so ekstruderji z enim polžem in ekstruderji z dvema polžema.
1.1 Ekstruder s stožčastimi dvojnimi polži
1.2 Ekstruder z enim polžem
Pri izbiri velikosti ekstruderja in njegovega pogonskega mehanizma je treba upoštevati naslednje:
Razpon hitrosti vijaka, ki ga je treba oceniti, vključuje:
(1) razpon potrebne hitrosti vijaka;
(2) zahteva, da mora biti hitrost vijaka neskončno spremenljiva in lahko zahteva določene stopnje hitrosti ali več razponov;
(3) največja zahtevana moč pogona glede na plastiko, ki jo je treba predelati;
(4) zahtevano razmerje med hitrostjo vijaka in navorom na gredi vijaka;
(5) ali bo stroj uporabljen za en ali več izdelkov. Pogoni so sestavljeni iz motornih ali jermenskih pogonov, ki so povezani z vijaki prek sistemov, kot so dvojni reduktorji. Jermenski pogoni se uporabljajo za manjše stroje. Pogoni poenostavijo pretvorbo visokih vrtljajev motorja v nižje vrtilne frekvence in visok navor, potreben za delovanje in krmiljenje vijakov.
DELOVANJE EKSTRUDERJA
Delovanje stroja lahko poteka v treh stopnjah. Prva stopnja zahteva delovanje ekstruderja za ogrevanje z operativnimi nastavitvami opreme navzgor in navzdol. Naslednja stopnja vključuje nastavitev zahtevanih pogojev obdelave za izpolnitev zahtev izdelka z najnižjimi stroški. Zadnja faza je namenjena fini nastavitvi in reševanju problemov celotne linije. Uspešno delovanje zahteva veliko pozornosti številnim podrobnostim, kot so kakovost taline, temperaturni profil, ki je ustrezen za taljenje, vendar ne poslabša plastike, proizvodnja najmanjše količine odpadkov ter postopki za zagon in zaustavitev, ki ne ( ali minimiziraj)
razgradijo plastiko. Slika 1.8 prikazuje primere temperature
profili za različne plastike.
PREDELAVA PLASTIKE
Ekstruder je kombinacija vijačnega transporterja in kompresorja. Kot tekoči trak mehansko deluje tako, da se 'privija' nazaj. Ker sam vijak ostane na enem mestu, se plastika premika in je potisnjena ven skozi matrico. Ker je plastika viskozna in razvije torni upor proti toku, je za vrtenje vijaka potrebna moč. Kot kompresor vijak sprva premika trdno plastiko (pelete itd.), ki se postopoma stopi. V trdni fazi je gostejši, zlasti kristalna plastika; pri tej plastiki obstajajo zračni prostori, zaradi česar imajo nizko nasipno gostoto (teža na prostornino). Vijak stisne trdno plastiko skupaj. Pri tem pritisku zrak običajno zavzame najmanjši upor in se potisne nazaj iz dovodne odprtine. Če v talini ostane zrak, se lahko sprosti, ko talina zapusti matrico brez poškodb izdelka ali pa ostane v izdelku kot kontaminacija.
EKSTRUDER GRELNI IN HLADILNI PROFIL
Primeri temperatur taline v ekstruderju
Toplota za mehčanje plastike se dovaja na dva načina: z zunanjim ogrevanjem cevi in notranjimi tornimi silami, ki nastanejo na plastiki zaradi delovanja kovinskega vijaka v kovinskem cevi. Količina takšne dovedene torne toplote je znatna. Pri številnih postopkih iztiskanja predstavlja večino celotne toplote, dovedene plastiki. Uporabite lahko elektriko, tekočino, kot je para, ali vroče olje. Električno ogrevanje je na splošno prednostno, ker je najbolj priročno, hitro odzivno, najlažje nastavljivo, enostavno za čiščenje, zahteva minimalno vzdrževanje, pokriva veliko večje temperaturno območje in je na splošno najcenejše glede na začetno investicijo.
POMOŽNA OPREMA
Za izdelkom se uporabljajo različne vrste vzletne opreme za izpolnjevanje različnih zahtev izdelka. Vključujejo napeljave za dimenzioniranje, hladilne rezervoarje, naprave za navijanje, krmiljenje hitrosti proge (mehansko, električno in/ali zvočno), krmiljenje napetosti (glavni nosilci itd.), vlečne naprave (gosenica, ščipalni valji, nasprotno premikajoči se jermeni itd.), linijski rezalniki, oprema za zbiranje (korita, rezervoarji, zlagalniki itd.), naknadno oblikovanje, hitri odjemni valji itd.
VARČEVANJE Z ENERGIJO
Slika 1.3 Primeri izgub energije iz ekstruderja
Pri pregledovanju porabljene ali izgubljene energije je vključena oprema, ki se uporablja v celotni proizvodni liniji, kot tudi plastika. Naši stroji za plastiko POLYTECH si nenehno prizadevajo za zmanjšanje porabe energije in izgube energije. Slika 1.3 je
primer, kje prihaja do izgub energije/toplote iz ekstruderja.
V primerjavi z drugimi materiali ima plastika najmanjšo specifično energijsko potrebo za svojo proizvodnjo (slika 1.4), izdelavo proizvodov in najmanjšo porabo energije pri recikliranju. Varčevanje z energijo je mogoče obravnavati v ekstruziji in celotni industriji plastike z več vidikov, ki segajo od proizvodnje plastike do predelave do recikliranja izdelkov. V praktično vseh ocenah uporaba plastike prihrani ali zmanjša potrebo po energiji. V avtomobilih, letalih in drugih prevoznih sredstvih vse večja uporaba plastike zmanjšuje težo in porabo goriva; primer je zamenjava majhnega viskija
Plastenke na krovu letala z ekstrudiranimi, pihano oblikovanimi plastičnimi steklenicami namesto iz stekla, kar ima za posledico veliko prihranjene energije goriva. Uporaba plastike v gradbeništvu prihrani energijo z izboljšanjem izolacije. Tudi samo pošiljanje lažjih plastičnih izdelkov prihrani energijo.
Slika 1.4 Energijske zahteve za različne materiale.
NAPREDEK V PROCESU EKSTRUZIJE
Od tega začetka je napredku v plastiki sledil napredek v opremi za iztiskanje. Z vsemi temi akcijami smo Polytech plastic chinaery co., Ltd obsežno delali na področju reologije in termodinamike, da bi bolje razumeli proces ekstrudiranja plastike in drugih materialov. Rezultati še naprej povečujejo stopnje proizvodnje, povečujejo količino nadzora nad spremenljivkami iztiskanja in/ali znižujejo stroške. Glavni napredek je še naprej v izpopolnjevanju obstoječih metod ekstrudiranja.