Plastic extrusion is in hege folume manufacturing proses wêryn rau plestik wurdt smolten en foarme yn in trochgeande profyl. Extrusion produseart items lykas pipe / buizen, wetterstripping, fencing, dekrailings, finsterframes, plestikfilms en platen, thermoplastyske coating, en draadisolaasje.
Dit proses begjint mei it fieden fan plestik materiaal (pellets, korrels, flakes of poeders) út in hopper yn 'e barrel fan' e extruder. It materiaal wurdt stadichoan smolten troch de meganyske enerzjy opwekt troch draaiende skroeven en troch kachels dy't lâns de loop pleatst binne. It smelte polymeer wurdt dan twongen yn in die, dy't it polymeer foarmje yn in foarm dy't ferhurdet by it koeljen.
SKIEDNIS
Pipe extrusion
De earste foarrinners fan 'e moderne extruder waarden ûntwikkele yn' e iere 19e ieu. Yn 1820, Thomas Hancock útfûn in rubberen "masticator" ûntworpen om ferwurke rubberen scraps werom te winnen, en yn 1836 ûntwikkele Edwin Chaffee in twa-roller masine om tafoegings yn rubber te mingjen. De earste thermoplastyske extrusion wie yn 1935 troch Paul Troester en syn frou Ashley Gershoff yn Hamburg, Dútslân. Koart nei, Roberto Colombo fan LMP ûntwikkele de earste twin screw extruders yn Itaalje.
PROSES
Yn 'e extrusion fan plestik is it rauwe gearstalde materiaal gewoanlik yn' e foarm fan nurdles (lytse kralen, faak neamd hars) dy't troch swiertekrêft fiede wurde fan in top monteare hopper yn 'e loop fan' e extruder. Additiven lykas kleurstoffen en UV-ynhibitoren (yn floeibere of pelletfoarm) wurde faak brûkt en kinne yn 'e hars mingd wurde foardat se by de hopper komme. It proses hat in protte mienskiplik mei plestik molding út it punt fan de extruder technology, hoewol't it ferskilt yn dat it is meastal in trochgeande proses. Wylst pultrusion kin biede in protte ferlykbere profilen yn trochgeande lingtematen, meastal mei tafoege fersterking, dit wurdt berikt troch te lûken it klear produkt út in die ynstee fan extruding de polymear melt troch in die.
It materiaal komt yn troch de feed kiel (in iepening tichtby de efterkant fan it barrel) en komt yn kontakt mei de skroef. De draaiende skroef (normaal draaiend by bygelyks 120 rpm) twingt de plestik kralen nei foaren yn 'e ferwaarme barrel. De winske extrusion temperatuer is komselden gelyk oan de ynstelde temperatuer fan it barrel fanwege taaie ferwaarming en oare effekten. Yn 'e measte prosessen wurdt in ferwaarmingsprofyl ynsteld foar it barrel wêryn trije of mear ûnôfhinklike PID-kontroleare kachelsônes de temperatuer fan' e loop stadichoan ferheegje fan 'e efterkant (dêr't it plestik ynkomt) nei foaren. Dit lit de plestik kralen stadichoan smelte as se troch de loop drukke en ferleget it risiko fan oververhitting dy't degradaasje yn it polymeer kin feroarsaakje.
Ekstra waarmte wurdt bydroegen troch de yntinsive druk en wriuwing dy't plakfine yn 'e barrel. Yn feite, as in extrusion line rint bepaalde materialen fluch genôch, de kachels kinne wurde ôfsletten en de melt temperatuer ûnderhâlden troch druk en wriuwing allinnich binnen de loop. Yn 'e measte extruders binne koelfans oanwêzich om de temperatuer ûnder in ynstelde wearde te hâlden as tefolle waarmte wurdt generearre. As twongen luchtkoeling net genôch bewiist, wurde yngegoten koeljassen brûkt.
Plastic extruder snije yn de helte te sjen litte de komponinten
Oan 'e foarkant fan' e loop ferlit it smelte plestik de skroef en reizget troch in skermpakket om alle kontaminanten yn 'e smelt te ferwiderjen. De skermen wurde fersterke troch in breaker plaat (in dikke metalen puck mei in protte gatten boarre troch it) sûnt de druk op dit punt kin mear as 5.000 psi (34 MPa). De gearstalling fan it skermpakket / brekplaat tsjinnet ek om efterdruk yn 'e loop te meitsjen. Werom druk is nedich foar unifoarm smelten en goede mingen fan it polymeer, en hoefolle druk wurdt oanmakke kin wurde "tweaked" troch wikseljende skerm pack gearstalling (it oantal skermen, harren wire weave grutte, en oare parameters). Dit breaker plaat en skerm pack kombinaasje ek elimineert de "rotational ûnthâld" fan it smelte plestik en skept ynstee, "longitudinaal ûnthâld".
Nei it trochjaan fan de brekplaat komt smelte plestik de die yn. De die is wat it einprodukt syn profyl jout en moat sa ûntwurpen wurde dat it smelte plestik evenredich streamt fan in silindrysk profyl, nei de profylfoarm fan it produkt. Unjildiche stream op dit stadium kin in produkt produsearje mei net winske oerbliuwende spanningen op bepaalde punten yn it profyl, wat kin feroarsaakje by koeling. In breed ferskaat oan foarmen kin makke wurde, beheind ta trochgeande profilen.
It produkt moat no kuolle wurde en dat wurdt meastentiids berikt troch it extrudaat troch in wetterbad te lûken. Plastics binne tige goede termyske isolatoaren en binne dêrom lestich fluch te koelen. Yn ferliking mei stiel fiert plestik syn waarmte 2.000 kear stadiger fuort. Yn in buis of pipe extrusion line, in fersegele wetter bad wurdt hannele op troch in soarchfâldich kontrolearre fakuüm te hâlden de nij foarme en noch smelte buis of piip út ynstoarten. Foar produkten lykas plestik platen wurdt de koeling berikt troch troch in set fan koelrollen te lûken. Foar films en heul tinne platen kin loftkoeling effektyf wêze as in earste kuolstadium, lykas yn blaasde filmekstrusion.
Plastic extruders wurde ek wiidweidich brûkt om recycled plestik ôffal of oare grûnstoffen te ferwurkjen nei skjinmeitsjen, sortearjen en / of blenden. Dit materiaal wurdt ornaris ekstrudearre yn filaminten geskikt foar hakken yn 'e kraal of pellet stock om te brûken as in foarrinner foar fierdere ferwurking.
SCREW DESIGN
Der binne fiif mooglike sônes yn in thermoplastic screw. Sûnt terminology is net standerdisearre yn 'e yndustry, kinne ferskillende nammen ferwize nei dizze sônes. Ferskillende soarten polymeer sille ferskillende skroefûntwerpen hawwe, guon befetsje net alle mooglike sônes.
In ienfâldige plestik extrusion screw
Extruder screws Fan Boston Matthews
De measte skuorren hawwe dizze trije sônes:
● Feed sône (ek wol de fêste stoffen conveying sône neamd): dizze sône feeds de hars yn de extruder, en de kanaal djipte is meastal itselde yn de hiele sône.
● Melting sône (ek wol de oergong of kompresje sône neamd): it grutste part fan it polymeer wurdt smolten yn dizze seksje, en de kanaal djipte wurdt stadichoan lytser.
● Metering sône (ek wol de melt conveying sône neamd): dizze sône smyt de lêste dieltsjes en mingt ta in unifoarme temperatuer en komposysje. Lykas de feed sône, de kanaal djipte is konstant yn dizze sône.
Derneist hat in ventileare (twa-poadium) skroef:
● Dekompresje sône. Yn dizze sône, sa'n twa-tredde nei ûnderen fan 'e skroef, wurdt it kanaal ynienen djipper, wat de druk fermindert en lit elke opsletten gassen (focht, loft, solvents of reactants) troch fakuüm útlutsen wurde.
● Twadde mjitsône. Dizze sône is fergelykber mei de earste mjitsône, mar mei gruttere kanaaldjipte. It tsjinnet om de smelt te repressurearjen om it troch de wjerstân fan 'e skermen en de die te krijen.
Faak wurdt screw lingte ferwiisd nei syn diameter as L: D ratio. Bygelyks, in 6-inch (150 mm) diameter skroef op 24:1 sil 144 inch (12 ft) lang wêze, en by 32:1 is it 192 inch (16 ft) lang. In L: D-ferhâlding fan 25: 1 is gewoanlik, mar guon masines geane oant 40: 1 foar mear mingen en mear útfier op deselde skroefdiameter. Two-stage (vented) screws binne typysk 36: 1 te rekkenjen mei de twa ekstra sônes.
Eltse sône is foarsjoen fan ien of mear thermocouples of RTDs yn 'e barrel muorre foar temperatuer kontrôle. It "temperatuerprofyl", dat wol sizze, de temperatuer fan elke sône is tige wichtich foar de kwaliteit en skaaimerken fan it definitive extrudaat.
TYPISKE EXTRUSION MATERIALEN
HDPE pipe by extrusion. It HDPE-materiaal komt fan 'e kachel, yn' e die, dan yn 'e koeltank. Dizze Acu-Power conduit piip is co-ekstrudearre - swart fan binnen mei in tinne oranje jas, om macht kabels oan te jaan.
Typyske plestik materialen dy't brûkt wurde yn extrusion omfetsje, mar binne net beheind ta: polyetyleen (PE), polypropyleen, acetaal, acryl, nylon (polyamiden), polystyrene, polyvinylchloride (PVC), acrylonitrile butadieen styreen (ABS) en polycarbonate.[4 ]
DIE TYPES
D'r binne in ferskaat oan dies brûkt yn plestik extrusion. Wylst d'r signifikante ferskillen kinne wêze tusken dietypen en kompleksiteit, kinne alle dies de trochgeande extrusion fan polymeermelt mooglik meitsje, yn tsjinstelling ta net-kontinuearjende ferwurking lykas ynjeksjefoarmjen.
Blown film extrusion
Blow extrusion fan plestik film
De fabrikaazje fan plestikfilm foar produkten lykas winkeltassen en trochgeande platen wurdt berikt mei in blaasfilmline.
Dit proses is itselde as in gewoane ekstruderingsproses oant de die. D'r binne trije haadtypen fan dies brûkt yn dit proses: ringfoarmige (as krúskop), spin en spiraal. Annular dies binne de ienfâldichste, en fertrouwe op it polymear melt channeling om de hiele dwerstrochsneed fan 'e die foar it útgean fan' e die; dit kin resultearje yn oneffen stream. Spider dies bestiet út in sintrale mandrel ferbûn oan de bûtenste die ring fia in oantal "skonken"; wylst flow is mear symmetrysk as yn annular dies, produsearre in oantal weld rigels dy't ferswakke de film. Spiral dies fuortsmite de kwestje fan weld rigels en asymmetrysk flow, mar binne fierwei de meast komplekse.
De melt wurdt wat koele foardat de stjer ferlitten wurdt om in swakke semi-solide buis te jaan. De diameter fan dizze buis wurdt rap útwreide fia loftdruk, en de buis wurdt nei boppen lutsen mei rollers, en strekt it plestik yn sawol de dwers- en tekenrjochtingen. It tekenjen en blazen feroarsaakje de film te wêzen tinner as de extruded buis, en ek foarkar aligns de polymear molekulêre keatlingen yn 'e rjochting dy't sjocht de measte plastic strain. As de film mear tekene wurdt as it wurdt blaasd (de úteinlike buisdiameter is ticht by de ekstrudearre diameter) sille de polymeermolekulen tige ôfstimd wurde mei de tekenrjochting, wêrtroch in film is dy't sterk is yn dy rjochting, mar swak yn 'e transversale rjochting . In film dy't signifikant gruttere diameter hat as de extrudearre diameter sil mear krêft hawwe yn 'e dwerse rjochting, mar minder yn' e tekenrjochting.
Yn it gefal fan polyetyleen en oare semy-kristalline polymers, as de film koelt it kristallisearret by wat bekend is as de froastline. As de film trochgiet te koelen, wurdt it troch ferskate sets niprollen lutsen om it plat te meitsjen yn platte buizen, dy't dan kinne wurde spoold of yn twa of mear rollen fan platen wurde sletten.
Sheet / film extrusion
Blêd-/filmekstrusion wurdt brûkt om plestikblêden of films te extrudearjen dy't te dik binne om te blazen. D'r wurde twa soarten dies brûkt: T-foarmige en mantelhanger. It doel fan dizze dies is in reorient en begeliede de stream fan polymeer melt fan in inkele rûne útfier fan de extruder nei in tinne, platte planar flow. Yn beide dietypen soargje foar konstante, unifoarme stream oer it heule dwerstrochsneedgebiet fan 'e die. Koeling is typysk troch te lûken troch in set fan koelrollen (kalinder of "chill" rollen). By plaatekstrusion leverje dizze rollen net allinich de nedige koeling, mar bepale ek plaatdikte en oerflaktekstuer.[7] Faak wurdt ko-ekstrusje brûkt om ien of mear lagen boppe op in basismateriaal oan te bringen om spesifike eigenskippen te krijen lykas UV-absorption, tekstuer, soerstofpermeaasjeresistinsje, as enerzjyrefleksje.
In mienskiplik post-extrusion proses foar plastic sheet stock is thermoforming, dêr't it blêd wurdt ferwaarme oant sêft (plestik), en foarme fia in mal yn in nije foarm. As fakuüm wurdt brûkt, wurdt dit faak beskreaun as fakuümfoarming. Oriïntaasje (dat wol sizze fermogen / beskikbere tichtens fan it blêd om te tekenjen nei de skimmel, dy't typysk kin fariearje yn djipten fan 1 oant 36 inch) is heul wichtich en hat grutte ynfloed op it foarmjen fan syklustiden foar de measte plestik.
Tubing extrusion
Ekstruderde buizen, lykas PVC-pipen, wurde produsearre mei heul ferlykbere diesen as brûkt yn blaasde filmekstrusion. Posityf druk kin tapast wurde op de ynterne holtes troch de pin, of negative druk kin tapast wurde oan de bûten diameter mei help fan in fakuüm sizer te garandearjen korrekte definitive ôfmjittings. Oanfoljende lumens of gatten kinne wurde yntrodusearre troch it tafoegjen fan de passende ynderlike mandrels oan de die.
In Boston Matthews Medical Extrusion Line
Multi-laach buizen applikaasjes binne ek altyd oanwêzich binnen de auto yndustry, sanitair & ferwaarming yndustry en ferpakking yndustry.
Over jacketing extrusion
Over jacketing extrusion soarget foar it tapassen fan in bûtenste laach fan plestik op in besteande tried of kabel. Dit is it typyske proses foar isolearjen fan triedden.
D'r binne twa ferskillende soarten die-ark brûkt foar coating oer in draad, buizen (as jacketing) en druk. Yn jacketing-ark berikt de polymeermelt de ynderlike draad net oant direkt foar de lippen fan 'e die. Yn druk tooling, de melt kontakten de binnenste tried lang foardat it berikt de die lippen; dit wurdt dien by in hege druk om te soargjen goede adhesion fan de melt. As yntym kontakt of adhesion nedich is tusken de nije laach en besteande tried, wurdt druk ark brûkt. As adhesion is net winske / nedich, jacketing ark brûkt ynstee.
Coextrusion
Coextrusion is it ekstrudearjen fan meardere lagen materiaal tagelyk. Dit soarte fan extrusion brûkt twa of mear extruders te smelten en leverje in fêste volumetryske trochstreaming fan ferskate taaie plestik oan in inkele extrusion holle (die) dy't sil extrude de materialen yn de winske foarm. Dizze technology wurdt brûkt op ien fan de hjirboppe beskreaune prosessen (blazen film, overjacketing, buizen, blêd). De laachdikten wurde regele troch de relative snelheden en maten fan 'e yndividuele extruders dy't de materialen leverje.
5:5 Laach co-extrusion fan cosmetische "squeeze" tube
Yn in protte senario's yn 'e echte wrâld kin in inkeld polymeer net oan alle easken fan in applikaasje foldwaan. Compound extrusion lit in blended materiaal wurde extruded, mar coextrusion behâldt de aparte materialen as ferskillende lagen yn de extruded produkt, wêrtroch passende pleatsing fan materialen mei ferskillende eigenskippen lykas soerstof permeability, sterkte, stivens, en wear ferset.
Extrusion coating
Extrusion coating is it brûken fan in blaasd of getten filmproses om in ekstra laach op in besteande rollstock fan papier, folie of film te coaten. Dit proses kin bygelyks brûkt wurde om de skaaimerken fan papier te ferbetterjen troch it te beklaaien mei polyetyleen om it mear resistint te meitsjen foar wetter. De ekstrudearre laach kin ek brûkt wurde as lijm om twa oare materialen byinoar te bringen. Tetrapak is in kommersjeel foarbyld fan dit proses.
COMPOUND EXTRUSIONS
Comounding extrusion is in proses dat ien of mear polymeren mingt mei additieven om plestikferbiningen te jaan. De feeds kinne pellets, poeder en / of floeistoffen wêze, mar it produkt is normaal yn pelletfoarm, om te brûken yn oare plastykfoarmjende prosessen lykas extrusion en ynjeksjefoarmjen. Lykas by tradisjonele extrusion, der is in breed skala oan masine maten ôfhinklik fan tapassing en winske trochstreaming. Wylst ien- of dûbele-screw-ekstruders meie wurde brûkt yn tradisjonele extrusion, makket de needsaak fan adekwaat mingen yn gearstalde extrusion twin-screw-extruders allegear mar ferplicht.
TYPEN FAN EXTRUDER
D'r binne twa subsoarten fan twin-skroef-ekstruders: ko-rotearjend en tsjindraaiend. Dizze nomenklatuer ferwiist nei de relative rjochting elke skroef draait yn ferliking mei de oare. Yn co-rotation modus spinne beide screws itsij mei de klok of tsjin de klok yn; yn tsjin-rotation draait ien skroef mei de klok yn wylst de oare draait tsjin de klok yn. It hat bliken dien dat, foar in opjûne dwerstrochsneed gebiet en mjitte fan oerlaap (intermeshing), axial snelheid en graad fan mingen is heger yn co-rotearjende twilling extruders. Drukopbou is lykwols heger yn tsjinoerdraaiende extruders. De skroef ûntwerp is gewoanlik modulêr yn dat ferskate transport- en mingdeleminten wurde regele op 'e assen om rappe rekonfiguraasje mooglik te meitsjen foar in prosesferoaring of ferfanging fan yndividuele komponinten fanwege wear of korrosive skea. De masine maten fariearje fan sa lyts as 12 mm oant sa grut as 380 mm
Foardielen
In grut foardiel fan extrusion is dat profilen lykas buizen op elke lingte makke wurde kinne. As it materiaal genôch fleksibel is, kinne buizen op lange lingten makke wurde, sels op in rol. In oar foardiel is de extrusion fan buizen mei yntegreare koppeling ynklusyf rubberen seal.
Post tiid: Febrewaris 25-2022
