Pārskats
Ekstrūzijas procesi piedāvā pilnīgu un daudzpusīgu plastmasas apstrādes metožu priekšrocības, kuras ekonomiskās nozīmes ziņā nepārspēj neviens cits process. Ekstrūderu līnijas visā pasaulē ir lielākie plastmasas pārstrādātāji, un tos var uzskatīt par vissvarīgāko ražošanas iekārtu plastmasas rūpniecībā.
EKSTRŪDERA VEIDS UN KONSTRUKCIJA
Ir daudz dažādu ekstrūderu veidu, kas ir izstrādāti, lai ražotu plašu plastmasu un izstrādājumu klāstu. Plaši izmantotie ir vienas skrūves ekstrūderi un divu skrūvju ekstrūderi.
1.1 Ekstrūderis ar konusveida dubultskrūvēm
1.2 Ekstrūderis ar vienu skrūvi
Izvēloties ekstrūdera izmēru un tā piedziņas mehānismu, jāņem vērā šādi apsvērumi:
Novērtējamo skrūvju ātruma skrūvju darbības diapazons ietver:
(1) nepieciešamā skrūves ātruma skrūves diapazons;
(2) prasība, ka skrūves ātrumam jābūt bezgalīgi mainīgam, un var būt nepieciešami noteikti ātruma līmeņi vai vairāki diapazoni;
(3) no piedziņas nepieciešamā maksimālā jauda, pamatojoties uz apstrādājamo plastmasu;
(4) nepieciešamā saistība starp skrūves ātrumu un griezes momentu uz skrūves vārpstas;
(5) vai mašīna tiks izmantota vienam vai vairākiem produktiem. Piedziņas sastāv no motora vai siksnas piedziņām, kas ir savienotas ar skrūvēm caur tādām sistēmām kā dubultās redukcijas pārnesumkārbas. Siksnas piedziņas tiek izmantotas mazākām mašīnām. Piedziņas vienkāršo lielu motora ātrumu pārveidošanu mazākos apgriezienos un lielā griezes momentā, kas nepieciešams, lai darbinātu un vadītu skrūves.
EKSTRŪDERA DARBĪBA
Mašīnas darbība var notikt trīs posmos. Pirmajā posmā ir nepieciešams darbināt ekstrūderi, lai iesildītos ar darbības iestatījumiem augšpus un pakārtotām iekārtām. Nākamais posms ietver nepieciešamo apstrādes apstākļu noteikšanu, lai atbilstu produkta prasībām ar viszemākajām izmaksām. Pēdējais posms ir veltīts visas līnijas precizēšanai un problēmu risināšanai. Veiksmīgai darbībai ir jāpievērš liela uzmanība daudzām detaļām, piemēram, kausējuma kvalitātei, temperatūras profilam, kas ir piemērots kausēšanai, bet kas nesabojā plastmasu, minimāla lūžņu ražošanai un palaišanas un izslēgšanas procedūrām, kas vai samazināt)
noārdīt plastmasu. 1.8. attēlā parādīti temperatūras piemēri
profili dažādām plastmasām.
PLASTMASAS APSTRĀDE
Ekstrūderis ir skrūvju konveijera un kompresora kombinācija. Kā konveijers tas mehāniski darbojas kā “skrūvē” sevi atpakaļ. Tā kā pati skrūve paliek vienā vietā, plastmasa veic kustību un tiek izspiesta caur veidni. Tā kā plastmasa ir viskoza un attīsta berzes pretestību pret plūsmu, skrūves pagriešanai ir nepieciešama jauda. Kā kompresors skrūve sākotnēji pārvieto cieto plastmasu (granulas utt.) un pakāpeniski plastmasa kūst. Cietā stāvoklī tas ir blīvāks, it īpaši kristāliskā plastmasa; ar šo plastmasu pastāv gaisa telpas, kā rezultātā tām ir zems tilpuma blīvums (svars uz tilpumu). Skrūve saspiež cieto plastmasu kopā. Ar šo spiediena darbību gaiss parasti uzņem vismazāko pretestības ceļu un tiek izspiests atpakaļ no padeves atveres. Ja kausējumā paliek gaiss, tas var izdalīties, kad kausējums iziet no formas, nesabojājot izstrādājumu, vai arī tas var palikt produktā kā piesārņojums.
EKSTRŪDERA SILDES UN DZESĒŠANAS PROFILS
Ekstrūdera kausēšanas temperatūras piemēri
Siltums plastmasas mīkstināšanai tiek piegādāts divos veidos: ar ārēju mucas karsēšanu un iekšējiem berzes spēkiem, kas rodas uz plastmasu metāla mucā esošās metāla skrūves darbības dēļ. Šāda piegādātā berzes siltuma daudzums ir ievērojams. Daudzās ekstrūzijas darbībās tas veido lielāko daļu no kopējā siltuma, kas tiek piegādāts plastmasai. Var izmantot elektrību, šķidrumu, piemēram, tvaiku, vai karstu eļļu. Elektriskā apkure parasti tiek dota priekšroka, jo tā ir visērtākā, ātri reaģē, visvieglāk regulējama, viegli tīrāma, tai nepieciešama minimāla apkope, tā aptver daudz lielāku temperatūras diapazonu un parasti ir vislētākā sākotnējo ieguldījumu ziņā.
PALĪGIEKĀRTAS
Lejupplūsmā no formas tiek izmantotas dažāda veida pacelšanās iekārtas, lai apmierinātu dažādas produktu prasības. Tie ietver izmēru armatūras, dzesēšanas tvertnes, uztīšanas ierīces, līnijas ātruma regulēšanas ierīces (mehāniskās, elektriskās un/vai skaņas), spriegojuma vadības ierīces (capstāni u.c.), vilkšanas ierīces (kāpurķēdes, saspiedes ruļļus, pretējās kustīgās siksnas utt.), griezēji rindā, savākšanas iekārtas (siles, tvertnes, krāvēji utt.), pēcformēšana, ātri pacelšanās ruļļi utt.
ENERĢIJAS SAGLABĀŠANA
1.3. attēls. Ekstrūdera enerģijas zudumu piemēri
Pārbaudot patērēto vai zaudēto enerģiju, tiek ņemts vērā visā ražošanas līnijā izmantotais aprīkojums, kā arī plastmasa. Mūsu POLYTECH plānošanas mašīnas turpina strādāt, lai samazinātu enerģijas patēriņu, kā arī enerģijas zudumus. 1.3. attēls ir
piemērs, kur rodas enerģijas/siltuma zudumi no ekstrūdera.
Salīdzinot ar citiem materiāliem, plastmasām ir viszemākā īpatnējā enerģijas prasība to ražošanai (1.4. att.), ražošanas izstrādājumiem un zemākais pārstrādes enerģijas patēriņš. Enerģijas taupīšanu var apsvērt ekstrūzijas jomā, kā arī vispārējā plastmasas rūpniecībā no vairākiem viedokļiem, sākot no plastmasas ražošanas līdz pārstrādei un beidzot ar produktu pārstrādi. Praktiski visos novērtējumos plastmasas izmantošana ietaupa vai samazina enerģijas vajadzības. Automašīnās, lidmašīnās un citos transportlīdzekļos pieaugošā plastmasas izmantošana samazina svaru un degvielas patēriņu; piemērs ir mazā viskija nomaiņa
Pudeles lidmašīnās ar ekstrudētām pūšamformētām plastmasas pudelēm, nevis stiklu, tādējādi ietaupot daudz degvielas enerģijas. Plastmasas izmantošana būvniecībā ietaupa enerģiju, pateicoties izolācijai. Turklāt tikai vieglāku plastmasas izstrādājumu nosūtīšana ietaupa enerģiju.
1.4. attēls Enerģijas prasības dažādiem materiāliem.
EKSTRŪZIJAS PROCESA UZDEVUMI
Kopš šī sākuma plastmasas sasniegumiem ir sekojuši sasniegumi ekstrūzijas iekārtās. Ar visu šo darbību mēs Polytech Plastic Machinaery Co., Ltd ir veikuši plašu darbu reoloģijas un termodinamikas jomā, lai labāk izprastu plastmasas un citu materiālu ekstrudēšanas procesu. Rezultāti turpina palielināt ražošanas ātrumu, palielinot kontroli pār ekstrūzijas mainīgajiem lielumiem un/vai samazinot izmaksas. Lielākie sasniegumi turpinās esošo ekstrūzijas metožu pilnveidošanā.