Plastiksextrusioun ass en héije Volumen Fabrikatiounsprozess an deem roude Plastik geschmëlzt an zu engem kontinuéierleche Profil geformt gëtt. Extrusioun produzéiert Elementer wéi Päif / Schlauch, Wiederstreifen, Fechter, Deckgelänner, Fënsterrahmen, Plastikfilmer a Plack, thermoplastesch Beschichtungen, an Drotisolatioun.
Dëse Prozess fänkt mat Plastiksmaterial (Pellets, Granulat, Flakelen oder Pulver) aus engem Hopper an d'Fass vum Extruder un. D'Material gëtt graduell geschmolt duerch déi mechanesch Energie, déi duerch Schrauwen a Schrauwen generéiert gëtt, an duerch Heizungen, déi laanscht de Fass arrangéiert sinn. De geschmollte Polymer gëtt dann an e Stierf gezwongen, deen de Polymer an eng Form formt, déi beim Ofkillen härt.
HISTORIE
Pipe extrusion
Déi éischt Virgänger fir de modernen Extruder goufen am fréie 19. Joerhonnert entwéckelt. Am Joer 1820 huet den Thomas Hancock e Gummi "Masticator" erfonnt fir veraarbechte Gummi-Schrotten zréckzekréien, an 1836 huet den Edwin Chaffee eng Zwee-Rollmaschinn entwéckelt fir Zousatzstoffer an Gummi ze vermëschen. Déi éischt thermoplastesch Extrusioun war 1935 vum Paul Troester a senger Fra Ashley Gershoff zu Hamburg, Däitschland. Kuerz drop huet de Roberto Colombo vu LMP déi éischt Zwillingsschrauwen-Extruder an Italien entwéckelt.
PROCESS
Bei der Extrusioun vu Plastik ass d'Rohverbindungsmaterial allgemeng a Form vun Nurdelen (kleng Perlen, dacks Harz genannt), déi d'Schwéierkraaft vun engem Top-montéierten Hopper an de Fass vum Extruder gefüttert ginn. Additive wéi Faarfstoffer an UV-Inhibitoren (entweder an der flësseger oder Pelleform) ginn dacks benotzt a kënnen an de Harz gemëscht ginn ier se an den Hopper kommen. De Prozess huet vill gemeinsam mat Plastik Sprëtz molding aus dem Punkt vun extruder Technologie, obwuel et ënnerscheet an datt et normalerweis eng kontinuéierlech Prozess ass. Wärend d'Pultrusioun vill ähnlech Profiler a kontinuéierlech Längt ubidden, normalerweis mat zousätzlech Verstäerkung, gëtt dëst erreecht andeems de fäerdege Produkt aus engem Stierf zitt anstatt d'Polymer Schmelz duerch e Stierwen ze extrudéieren.
D'Material geet duerch d'Fudder Hals (eng Ouverture no bei der hënneschter Säit vum Faass) a kënnt a Kontakt mat der Schraube. Déi rotéierend Schraube (normalerweis dréit z.B. 120 U/min) zwéngt d'Plastikpärelen no vir an den erhëtzte Faass. Déi gewënscht Extrusiounstemperatur ass selten gläich wéi déi festgeluegt Temperatur vum Faass wéinst viskoser Heizung an aner Effekter. An de meeschte Prozesser gëtt en Heizprofil fir de Fass festgeluecht, an deem dräi oder méi onofhängeg PID-kontrolléiert Heizzonen d'Temperatur vum Faass vun der Heck (wou de Plastik erakënnt) no vir erhéigen. Dëst erlaabt datt d'Plastikpärelen graduell schmëlzen wéi se duerch d'Fass gedréckt ginn a reduzéiert de Risiko vun Iwwerhëtzung, wat d'Degradatioun am Polymer verursaache kann.
Extra Hëtzt gëtt bäigedroen duerch den intensiven Drock a Reibung, déi am Faass stattfënnt. Tatsächlech, wann eng Extrusiounslinn bestëmmte Materialien séier genuch leeft, kënnen d'Heizungen ausgeschalt ginn an d'Schmelztemperatur ënnerhalen duerch Drock a Reibung eleng am Faass. An de meeschte Extruderen si Killfans präsent fir d'Temperatur ënner engem festgeluegte Wäert ze halen wann ze vill Hëtzt generéiert gëtt. Wann gezwongen Loftofkillung net genuch beweist, da gi gegoss Killjacken agestallt.
Plastiksextruder an der Halschent geschnidden fir d'Komponenten ze weisen
Op der viischter Säit vum Faass verléisst de geschmollte Plastik d'Schraube a reest duerch e Bildschirmpack fir all Verschmotzung an der Schmelz ze entfernen. D'Bildschirmer ginn duerch eng Breakerplack verstäerkt (en décke Metallpuck mat ville Lächer, déi doduerch gebohrt sinn), well den Drock op dësem Punkt méi wéi 5.000 psi (34 MPa) ka sinn. D'Écran Pack / Breaker Plack Assemblée déngt och zréck Drock am barrel ze schafen. Réckdrock ass fir eenheetlech Schmelzen a richteg Vermëschung vum Polymer erfuerderlech, a wéi vill Drock entsteet, kann duerch variéierend Bildschirmpack Zesummesetzung "tweaked" ginn (d'Zuel vun de Schiirme, hir Drotwebgréisst an aner Parameteren). Dës Breaker Plack an Écran Pack Kombinatioun eliminéiert och d'"Rotatiounsminne" vum geschmollte Plastik a schaaft amplaz "Längsminne".
Nodeem d'Breakerplack passéiert ass geschmollte Plastik an de Stierf. De Stierf ass dat wat dem Endprodukt säi Profil gëtt a muss sou entworf ginn datt de geschmollte Plastik gläichméisseg aus engem zylindresche Profil an d'Profilform vum Produkt fléisst. Ongläiche Flux op dëser Etapp kann e Produkt mat onerwënschten Reschtspannungen op bestëmmte Punkten am Profil produzéieren, wat Verdrängung beim Ofkillen verursaache kann. Eng breet Varietéit vu Formen kann erstallt ginn, limitéiert op kontinuéierlech Profiler.
D'Produkt muss elo ofgekillt ginn an dëst gëtt normalerweis erreecht andeems d'Extrudat duerch e Waasserbad zitt. Plastik si ganz gutt thermesch Isoléierer an dofir schwéier séier ze killen. Am Verglach mam Stol féiert Plastik seng Hëtzt 2.000 Mol méi lues ewech. An enger Rouer- oder Päifextrusiounslinn gëtt e versiegelt Waasserbad vun engem suergfälteg kontrolléierte Vakuum beaflosst fir déi nei geformt an nach ëmmer geschmollte Rouer oder Päif auszebriechen. Fir Produkter wéi Plastiksplacke gëtt d'Ofkillung erreecht andeems Dir duerch e Set vu Killrollen zitt. Fir Filmer a ganz dënnem Blech, kann d'Loftkühlung effektiv als initial Ofkillungsstadium sinn, wéi an der Blowfilmextrusioun.
Plastiksextrudere ginn och extensiv benotzt fir recycléiert Plastiksoffall oder aner Matière première no Botzen, Sortéieren an / oder Mëschung ze reprocesséieren. Dëst Material gëtt allgemeng a Filamenter extrudéiert, gëeegent fir an d'Kär oder Pelletstéck ze schneiden fir als Virgänger fir weider Veraarbechtung ze benotzen.
SCREW DESIGN
Et gi fënnef méiglech Zonen an enger thermoplastescher Schraube. Zënter Terminologie ass net standardiséiert an der Industrie, kënnen verschidden Nimm op dës Zonen bezéien. Verschidden Zorte vu Polymer wäerten ënnerschiddlech Schrauwendesignen hunn, e puer enthalen net all méiglech Zonen.
Eng einfach Plastik extrusion Schraube
Extruder Schrauwen Vun Boston Matthews
Déi meescht Schrauwen hunn dës dräi Zonen:
● Feed Zone (och als Feststoffvermëttelungszone genannt): Dës Zone fiddert d'Harz an den Extruder, an d'Kanaldéift ass normalerweis d'selwecht an der ganzer Zone.
● Schmelzzon (och Iwwergangs- oder Kompressiounszon genannt): De gréissten Deel vum Polymer gëtt an dëser Sektioun geschmolt, an d'Kanaldéift gëtt no an no méi kleng.
● Metering Zone (och Schmelztransportzone genannt): Dës Zone schmëlzt déi lescht Partikelen a vermëscht zu enger eenheetlecher Temperatur a Kompositioun. Wéi d'Fütterungszone ass d'Kanaldéift konstant an dëser Zone.
Zousätzlech huet eng gelëfter (zwee-Etapp) Schraube:
● Dekompressiounszone. An dëser Zone, ongeféier zwee-Drëttel erof op d'Schraube, gëtt de Kanal op eemol méi déif, wat den Drock erliichtert an erlaabt datt all gefaangene Gase (Feuchtigkeit, Loft, Léisungsmëttel oder Reaktanten) duerch Vakuum erausgezunn ginn.
● Zweet Meterzon. Dës Zone ass ähnlech wéi déi éischt Meterzon, awer mat méi grousser Kanaldéift. Et déngt fir d'Schmelz ze repressuriséieren fir et duerch d'Resistenz vun de Schiirme an de Stierf ze kréien.
Dacks gëtt d'Schraubelängt op säin Duerchmiesser als L: D Verhältnis bezeechent. Zum Beispill, eng 6-Zoll (150 mm) Duerchmiesser Schraube bei 24:1 wäert 144 Zoll (12 ft) laang sinn, a bei 32:1 ass et 192 Zoll (16 ft) laang. En L: D Verhältnis vun 25: 1 ass heefeg, awer e puer Maschinnen ginn op 40: 1 fir méi Vermëschung a méi Ausgang am selwechte Schrauwen Duerchmiesser. Zwee-Etapp (vented) Stellschrauwen sinn typesch 36: 1 fir Kont déi zwee extra Zonen.
All Zone ass mat engem oder méi Thermoelementer oder RTDs an der Faassmauer fir Temperaturkontroll ausgestatt. Den "Temperaturprofil", dh d'Temperatur vun all Zone ass ganz wichteg fir d'Qualitéit an d'Charakteristike vum finalen Extrudat.
TYPISK EXTRUSIOUN MATERIALEN
HDPE Päif während extrusion. D'HDPE Material kënnt aus der Heizung, an de Stierf, dann an de Killtank. Dës Acu-Power Conduit Päif ass co-extrudéiert - schwaarz bannen mat enger dënnter orange Jackett, fir Stroumkabelen ze bezeechnen.
Typesch Plastiksmaterialien, déi an der Extrusioun benotzt ginn, enthalen awer net limitéiert op: Polyethylen (PE), Polypropylen, Acetal, Acryl, Nylon (Polyamiden), Polystyrol, Polyvinylchlorid (PVC), Acrylnitrilbutadienstyren (ABS) a Polycarbonat.[4] ]
DIE TYPEN
Et gi verschidde Stierwen an der Plastiksextrusioun benotzt. Wärend et bedeitend Differenzen tëscht Stierftypen a Komplexitéit kënne sinn, erlaben all Stierwen déi kontinuéierlech Extrusioun vu Polymerschmelz, am Géigesaz zu net-kontinuéierlecher Veraarbechtung wéi Sprëtzformen.
Blown Film Extrusioun
Schlagextrusioun vu Plastikfilm
D'Fabrikatioun vu Plastikfilm fir Produkter wéi Akafssäck a kontinuéierlech Placken gëtt mat enger geblosen Filmlinn erreecht.
Dëse Prozess ass d'selwecht wéi e normale Extrusiounsprozess bis zum Stierwen. Et ginn dräi Haaptarten vu Stierwen, déi an dësem Prozess benotzt ginn: annular (oder Crosshead), Spann a Spiral. Annular Stierwen sinn am einfachsten, a vertrauen op d'Polymer Schmelz, déi ronderëm de ganze Querschnëtt vum Stierwen kanaliséiert ier se aus dem Stierwen erausgoen; dëst kann zu ongläiche Flux Resultat. Spider stierft besteet aus engem zentrale mandrel op de baussenzege stierwen Ring via eng Rei vun "Been" verbonnen; iwwerdeems de Flux méi symmetresch ass wéi an annular stierwen, eng Rei vun Schweess Linnen sinn produzéiert déi de Film schwächen. Spiralstierwen entfernen d'Fro vu Schweißlinnen an asymmetresche Floss, awer si sinn bei wäitem déi komplexst.
D'Schmelz gëtt e bëssen ofgekillt, ier se de Stierf verlassen, fir e schwaache semi-feste Röhre z'erreechen. Den Duerchmiesser vun dësem Röhre gëtt séier iwwer Loftdrock erweidert, an d'Röhre gëtt mat Roller no uewen gezunn, sou datt de Plastik souwuel an der transversaler wéi och an der Zeechnung gestreckt gëtt. D'Zeechnen an d'Blasen verursaachen datt de Film méi dënn ass wéi d'extrudéiert Röhre, an och bevorzugt d'Polymermolekulareketten an d'Richtung alignéiert déi am meeschte plastesche Belaaschtung gesäit. Wann de Film méi gezeechent gëtt wéi se geblosen ass (de finalen Röhreduerchmiesser ass no beim extrudéierten Duerchmiesser) wäerten d'Polymermoleküle héich mat der Zeechnungsrichtung ausgeriicht sinn, wat e Film mécht deen an där Richtung staark ass, awer schwaach an der transversaler Richtung . E Film dee wesentlech méi groussen Duerchmiesser huet wéi den extrudéierten Duerchmiesser wäert méi Kraaft an der transversaler Richtung hunn, awer manner an der Zeechnungsrichtung.
Am Fall vu Polyethylen an aner semi-kristallin Polymer, wéi de Film ofkillt, kristalliséiert et op wat als Frostlinn bekannt ass. Wéi de Film weider ofkillt, gëtt en duerch e puer Sätz vu Nipproller gezunn fir se an e flaache Réier ze flaach ze platzen, déi dann an zwou oder méi Rollen aus Blat gespullt oder geschlitzt kënne ginn.
Blat / Film extrusion
Blat-/Filmextrusioun gëtt benotzt fir Plastiksplacke oder Filmer ze extrudéieren déi ze déck sinn fir ze blosen. Et ginn zwou Aarte vu Stierwen benotzt: T-förmlech a Mantelhänger. Den Zweck vun dësen Stierwen ass de Flux vum Polymer Schmelz vun engem eenzege ronnen Ausgang vum Extruder zu engem dënnen, flaache Planarflow z'orientéieren an ze guidéieren. A béide Stierftypen suergen konstante, eenheetleche Flux iwwer de ganze Querschnittsberäich vum Stierwen. Ofkillung ass typesch andeems Dir duerch eng Rei vu Killrollen (Kalender oder "Chill" Rollen) zitt. Bei der Blechextrusioun liwweren dës Rollen net nëmmen déi néideg Ofkillung, mee bestëmmen och Blechdicke an Uewerflächentextur.[7] Dacks gëtt Co-Extrusioun benotzt fir eng oder méi Schichten uewen op engem Basismaterial ze applizéieren fir spezifesch Eegeschaften ze kréien wéi UV-Absorptioun, Textur, Sauerstoffpermeatiounsresistenz oder Energiereflektioun.
E gemeinsame Post-Extrusiounsprozess fir Plastiksplacken ass Thermoformen, wou d'Blat erhëtzt gëtt bis mëll (Plastik), a geformt iwwer eng Schimmel an eng nei Form. Wann Vakuum benotzt gëtt, gëtt dëst dacks als Vakuumformung beschriwwen. Orientéierung (dh Fäegkeet / verfügbar Dicht vun der Plack fir op d'Schimmel ze zéien, déi an Déiften vun 1 bis 36 Zoll typesch variéiere kann) ass héich wichteg an beaflosst vill Zykluszäite fir déi meescht Plastik.
Tubing Extrusioun
Extrudéiert Schlauch, wéi PVC Päifen, gëtt mat ganz ähnlechen Stierwen hiergestallt wéi an der geblosen Filmextrusioun benotzt. Positiven Drock kann op d'intern Huelraim duerch de Pin applizéiert ginn, oder den negativen Drock kann op de baussenzegen Duerchmiesser applizéiert ginn mat engem Vakuumgréisst fir korrekt Finale Dimensiounen ze garantéieren. Zousätzlech Lumen oder Lächer kënnen agefouert ginn andeems Dir déi entspriechend banneschten Mandrel op de Stierf bäidréit.
Eng Boston Matthews Medical Extrusion Line
Multi-Layer tubing Uwendungen sinn och ëmmer an der Autosindustrie, Sanitär- an Heizungsindustrie a Verpackungsindustrie präsent.
Iwwer jacketing extrusion
Iwwer jacketing Extrusioun erlaabt d'Applikatioun vun enger baussenzeger Plastikschicht op en existent Drot oder Kabel. Dëst ass den typesche Prozess fir d'Isolatioun vun Drot.
Et ginn zwou verschidden Aarte vu Stierf-Tooling fir Beschichtung iwwer en Drot, Réier (oder Jackett) an Drock benotzt. Am Jacketing Tooling beréiert d'Polymer Schmelz net den banneschten Drot bis direkt virun de Stierflippen. Beim Drock Tooling kontaktéiert d'Schmelz den banneschten Drot laang ier se d'Stärelippe erreecht; dat gëtt bei engem héijen Drock gemaach fir eng gutt Adhäsioun vum Schmelz ze garantéieren. Wann en intimen Kontakt oder Adhäsioun tëscht der neier Schicht an der existéierender Drot erfuerderlech ass, gëtt Drock Tooling benotzt. Wann Adhäsioun net erwënscht / noutwenneg ass, gëtt jacketing Tooling amplaz benotzt.
Coextrusion
Coextrusioun ass d'Extrusioun vu multiple Schichten vum Material gläichzäiteg. Dës Zort vun Extrusioun benotzt zwee oder méi Extruder fir ze schmëlzen an e stännege volumetresche Duerchgang vu verschiddene viskose Plastik un engem eenzegen Extrusiounskop (stierwen) ze liwweren, deen d'Materialien an der gewënschter Form extrudéiert. Dës Technologie gëtt op jiddereng vun den uewe beschriwwene Prozesser benotzt (geblosen Film, Overjacketing, Réier, Blat). D'Schichtdicke gëtt kontrolléiert vun de relativen Geschwindegkeeten a Gréissten vun den eenzelne Extruder, déi d'Materialien liwweren.
5:5 Layer Co-extrusion vun kosmetesch "Squeeze" Tube
A ville real-Welt Szenarie kann en eenzege Polymer net all Ufuerderunge vun enger Applikatioun treffen. Compound Extrusioun erlaabt e gemëschte Material ze extrudéieren, awer Coextrusioun behält déi getrennte Materialien als verschidde Schichten am extrudéierte Produkt, wat eng passend Plazéierung vu Materialien mat ënnerschiddlechen Eegeschafte wéi Sauerstoffpermeabilitéit, Kraaft, Steifheit a Verschleisbeständegkeet erlaabt.
Extrusiounsbeschichtung
Extrusiounsbeschichtung benotzt e geblosen oder gegoss Filmprozess fir eng zousätzlech Schicht op eng existent Rollstock vu Pabeier, Folie oder Film ze beleeën. Zum Beispill kann dëse Prozess benotzt ginn fir d'Charakteristike vu Pabeier ze verbesseren andeems se et mat Polyethylen beschichten fir et méi resistent géint Waasser ze maachen. Déi extrudéiert Schicht kann och als Klebstoff benotzt ginn fir zwee aner Materialien zesummen ze bréngen. Tetrapak ass e kommerziell Beispill vun dësem Prozess.
COMPOUND EXTRUSIONS
Compounding Extrusioun ass e Prozess deen een oder méi Polymere mat Additive mëscht fir Plastiksverbindungen ze ginn. D'Füttern kënnen Pellets, Pudder an / oder Flëssegkeete sinn, awer d'Produkt ass normalerweis a Pelletform, fir an anere Plastikbildungsprozesser wéi Extrusioun a Sprëtzformen benotzt ze ginn. Wéi mat traditioneller Extrusioun gëtt et eng breet Palette vun Maschinngréissten ofhängeg vun der Applikatioun an der gewënschter Débit. Iwwerdeems entweder Single- oder duebel-screw extruders an traditionell extrusions benotzt ginn, mécht d'Noutwendegkeete vun adäquate Vermëschung an compounding extrusions Zwilling-Screw extruders all mee obligatoresch.
Zorte VUN EXTRUDER
Et ginn zwou Ënnerarten vun Zwillingsschrauwen Extruderen: Co-rotéierend a Konterrotéierend. Dës Nomenklatur bezitt sech op déi relativ Richtung, déi all Schraube dréit am Verglach mat deem aneren. Am Co-Rotatioun Modus, béid Schrauwen spin entweder Auer oder géint Auer; an Géigewier Rotatioun, eng Schraube dréit Auer an déi aner dréit géint Auer. Et gouf gewisen datt fir e bestëmmte Querschnittsberäich an Iwwerlappungsgrad (intermeshing), axial Geschwindegkeet a Vermëschungsgrad méi héich ass bei co-rotéierende Zwillingsextruder. Wéi och ëmmer, Drockopbau ass méi héich bei kontrarotéierende Extruderen. D'Schraube Design ass allgemeng modulär an datt verschidde Vermëttlungs- a Vermëschungselementer op de Wellen arrangéiert sinn fir eng séier Rekonfiguratioun fir e Prozess änneren oder Ersatz vun eenzelne Komponenten wéinst Verschleiung oder ätzenden Schued z'erméiglechen. D'Maschinngréissten variéiere vu sou kleng wéi 12 mm bis sou grouss wéi 380 mm
Virdeeler
E grousse Virdeel vun der Extrusioun ass datt Profiler wéi Päifen op all Längt gemaach kënne ginn. Wann d'Material genuch flexibel ass, kënnen d'Päifen op laang Längt gemaach ginn, souguer op engem Reel. En anere Virdeel ass d'Extrusioun vu Päifen mat integréierte Kuppler mat Gummi-Dichtung.
Post Zäit: Februar-25-2022
