Pregled
Postupci ekstruzije nude prednosti potpunih svestranih tehnika obrade plastike koje nijedan drugi proces ne može premostiti u ekonomskoj važnosti. Diljem svijeta, linije ekstrudera najveći su prerađivači plastike i mogu se smatrati najvažnijim proizvodnim strojevima u industriji plastike.
VRSTA I KONSTRUKCIJA EKSTRUDERA
Postoji mnogo različitih vrsta ekstrudera koji su dizajnirani za proizvodnju široke palete plastike i proizvoda. Široko se koriste ekstruderi s jednim pužom i ekstruderi s dva puža.
1.1 Ekstruder sa suženim dvostrukim vijcima
1.2 Ekstruder s jednim pužom
Prilikom odabira veličine ekstrudera i njegovog pogonskog mehanizma, razmatranja koja treba procijeniti uključuju:
Raspon brzina vijaka koje treba ocijeniti uključuje:
(1) raspon potrebne brzine vijka;
(2) zahtjev da brzina puža bude beskonačno promjenjiva i može zahtijevati određene razine brzine ili nekoliko raspona;
(3) maksimalna snaga potrebna od pogona na temelju plastike koja se obrađuje;
(4) potreban odnos između brzine vijka i zakretnog momenta na osovini vijka;
(5) hoće li se stroj koristiti za jedan ili više proizvoda. Pogoni se sastoje od motornih ili remenskih pogona, koji su povezani s vijcima kroz sustave kao što su dvostruki reduktori. Pogoni s remenom koriste se za manje strojeve. Pogoni pojednostavljuju transformaciju velikih brzina motora u niže brzine i visoki zakretni moment potreban za rad i kontrolu vijaka.
RAD EKSTRUDERA
Rad stroja može se odvijati u tri faze. Prva faza zahtijeva pokretanje ekstrudera za zagrijavanje s radnim postavkama uzlazne i nizvodno opreme. Sljedeća faza uključuje postavljanje potrebnih uvjeta obrade kako bi se zadovoljili zahtjevi proizvoda po najnižoj cijeni. Posljednja faza posvećena je finom podešavanju i rješavanju problema cijele linije. Uspješan rad zahtijeva veliku pozornost na mnoge pojedinosti, kao što je kvaliteta taline, temperaturni profil prikladan za taljenje, ali koji ne degradira plastiku, proizvodnja minimalnog otpada i postupci za pokretanje i gašenje koji neće ( ili minimizirati)
degradiraju plastiku. Slika 1.8 prikazuje primjere temperature
profili za različite vrste plastike.
PRERADA PLASTIKE
Ekstruder je kombinacija pužnog transportera i kompresora. Kao pokretna traka, on mehanički djeluje kao 'šrafljenje' unatrag. Budući da sam vijak ostaje na jednom mjestu, plastika se pomiče i istiskuje se kroz matricu. Budući da je plastika viskozna i razvija otpor trenja tečenju, za okretanje vijka potrebna je snaga. Kao kompresor, vijak u početku pokreće čvrstu plastiku (pelete, itd.) i postupno se plastika topi. U čvrstom stanju je gušći, posebno kristalna plastika; kod ove plastike postoje zračni prostori što rezultira niskom nasipnom gustoćom (težina po volumenu). Vijak sabija čvrstu plastiku zajedno. S ovim djelovanjem pritiska, zrak obično ima najmanji otpor i gura se natrag iz otvora za dovod. Ako imalo zraka ostane u talini, mogao bi se osloboditi kada talina izađe iz kalupa bez oštećenja proizvoda ili može ostati u proizvodu kao kontaminacija.
PROFIL GRIJANJA I HLAĐENJA EKSTRUDERA
Primjeri temperatura taline u ekstruderu
Toplina za omekšavanje plastike dovodi se na dva načina: vanjskim zagrijavanjem bačve i unutarnjim silama trenja koje nastaju na plastici zbog djelovanja metalnog vijka u metalnoj bačvi. Količina takve dovedene topline trenjem je znatna. U mnogim operacijama ekstruzije predstavlja većinu ukupne topline koja se dovodi do plastike. Može se koristiti struja, tekućina kao što je para ili vruće ulje. Općenito se daje prednost električnom grijanju jer je najpraktičnije, brzo reagira, najlakše se podešava, lako se čisti, zahtijeva minimalno održavanje, pokriva mnogo veći temperaturni raspon i općenito je najjeftiniji u smislu početnih ulaganja.
POMOĆNA OPREMA
Nizvodno od matrice koriste se različite vrste opreme za polijetanje kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi proizvoda. Uključuju uređaje za dimenzioniranje, spremnike za hlađenje, uređaje za namotavanje, kontrolu brzine linije (mehaničku, električnu i/ili zvučnu), kontrolu napetosti (glavni stupovi, itd.), uređaje za vuču (gusjenica, potisni valjci, suprotno pokretne trake itd.), rezači u liniji, oprema za skupljanje (korita, spremnici, slagači, itd.), naknadno oblikovanje, brzi valjci za skidanje i tako dalje.
OČUVANJE ENERGIJE
Slika 1.3 Primjeri gubitaka energije iz ekstrudera
Kada se ispituje potrošena ili izgubljena energija, uključena je oprema koja se koristi u kompletnoj proizvodnoj liniji kao i plastika. Naši strojevi za plastiku POLYTECH kontinuirano ulažu napore kako bi smanjili potrošnju energije kao i gubitak energije. Slika 1.3 je
primjer gdje dolazi do gubitaka energije/topline iz ekstrudera.
U usporedbi s drugim materijalima, plastika ima najmanju specifičnu energetsku potrebu za svoju proizvodnju (slika 1.4), proizvodne proizvode i najmanju potrošnju energije recikliranja. Očuvanje energije može se razmotriti u ekstruziji kao i cjelokupnoj industriji plastike s nekoliko stajališta koja idu od proizvodnje plastike do prerade do recikliranja proizvoda. U praktički svim procjenama, korištenje plastike štedi ili smanjuje potrebe za energijom. U automobilima, zrakoplovima i drugim prijevoznim sredstvima sve veća uporaba plastike smanjuje težinu i potrošnju goriva; primjer je zamjena malog viskija
Boce u zrakoplovu s ekstrudiranim plastičnim bocama lijevanim puhanjem umjesto stakla, što rezultira velikom uštedom energije goriva. Korištenje plastike u građevinarstvu štedi energiju putem poboljšane izolacije. Također, samo slanje lakših plastičnih proizvoda štedi energiju.
Slika 1.4 Energetski zahtjevi za različite materijale.
NAPREDAK U PROCESU EKSTRUZIJE
Od ovog početka, napredak u plastici pratio je napredak u opremi za ekstruziju. Sa svim ovim djelovanjem, mi Polytech plastic chinaery co., Ltd intenzivno radimo na reologiji i termodinamici u boljem razumijevanju procesa ekstrudiranja plastike i drugih materijala. Rezultati nastavljaju povećavati stope proizvodnje, povećavajući količinu kontrole nad varijablama ekstruzije i/ili smanjujući troškove. Glavni razvoj i dalje je u usavršavanju postojećih metoda ekstruzije.