Wytłaczarka to urządzenie mechaniczne, które tłoczy stopiony materiał termoplastyczny przez-niestandardową formę w celu wytworzenia ciągłych profili, takich jak rury, taśmy ciągnące lub włókna. Kompletna wytłaczarka do tworzyw sztucznych składa się z leja zasypowego surowca, podgrzewanej cylindrycznej beczki, wewnętrznego ślimaka obrotowego, głowicy matrycy i dalszego układu chłodzenia. Kształtowanie stopionego polimeru opuszczającego formę jest prostą częścią. Wymuszanie, aby materiał zachował swoją precyzyjną geometrię podczas przejścia przez fazę chłodzenia, jest prawdziwym wyzwaniem dla operatorów w warsztacie.
Jak działa wytłaczarka do tworzyw sztucznych?
Proces wytłaczania tworzyw sztucznych opiera się głównie na tarciu mechanicznym, a nie tylko na zewnętrznych paskach grzewczych, w celu stopienia pierwotnego polimeru. Aby zrozumieć, jak działają wytłaczarki tworzyw sztucznych, używamy ramy TSC: temperatura, ścinanie i kształtowanie. Sekwencja ta dokładnie określa, w jaki sposób cząstki surowca przekształcają się w twardy produkt końcowy.
Etap 1: Temperatura (obszar zasilania)
Proces rozpoczyna się, gdy grawitacja ściąga nieprzetworzone cząstki tworzywa sztucznego z leja zasypowego do gardzieli zasilającej. Obszar podawania obracającej się śruby wychwytuje te cząstki i przesuwa je do przodu do cylindra. Operator ustawia zewnętrzną listwę grzejną w tym obszarze początkowym na stosunkowo niską temperaturę. Zapobiega to przedwczesnemu stopieniu się tworzywa sztucznego i przyklejeniu się do gardzieli zasilającej, co może prowadzić do zablokowania zwanego mostkowaniem.
Etap 2: Ścinanie (strefa przejściowa i strefa dozowania)
Ścinanie mechaniczne generuje do 80% ciepła potrzebnego do stopienia tworzywa sztucznego. Gdy ślimak wpycha cząstki do strefy przejściowej, średnica rdzenia ślimaka wzrasta. Ta konstrukcja dociska plastik do ścianki lufy. Intensywne tarcie pomiędzy cząstkami a metalową lufą rozerwało łańcuchy polimerowe, wytwarzając ogromne ciepło wewnętrzne. Kiedy materiał dociera do strefy dozowania na końcu ślimaka, staje się jednorodnym stopionym materiałem pod ciśnieniem, gotowym do wprowadzenia do formy.
Etap 3: Formowanie (matryca)
Matryca zmusza stopiony polimer pod ciśnieniem do uformowania jego ostatecznego kształtu-w przekroju poprzecznym. Stop rozdziela się wokół wewnętrznego trzpienia i łączy się ponownie przed opuszczeniem krawędzi formy. Prędkość, z jaką materiał opuszcza formę, musi być idealnie dopasowana do prędkości dalszej maszyny trakcyjnej. Wszelkie niedopasowania w tym współczynniku ciągu spowodują nienaturalne rozciągnięcie materiału i naruszą integralność strukturalną profilu.
Dlaczego mój wyciągnięty profil z tworzywa sztucznego wypacza się podczas chłodzenia?
Nierówny stopień skurczu plastycznego-przekroju poprzecznego określa stopień odkształcenia. Kiedy pytasz: „Dlaczego wytłaczany przeze mnie profil z tworzywa sztucznego odkształca się podczas chłodzenia?” Kiedy, odpowiedź prawie zawsze można prześledzić wstecz do gradientu termicznego. Gruba-część profilu zatrzymuje ciepło znacznie dłużej niż część cienkościenna.
Podstawowa przyczyna 1: Skurcz asymetryczny
Po zestaleniu sąsiednich cienkich ścianek grube ściany nadal się ochładzają i kurczą. W grubszych masach to opóźnione skurczenie fizycznie ciągnie i wygina i tak już twardą,{1}}cienką część, powodując jej odchylenie od swojego wyrównania. Operatorzy rozwiązują ten problem, modyfikując formę tak, aby zawierała zlokalizowane kanały chłodzące wewnątrz formy, lub dopasowując kierunkowy przepływ powietrza specjalnie do grubszych części profilu w momencie opuszczania formy przez profil. Zmuszanie jednocześnie grubych i cienkich ścian do osiągnięcia temperatury zeszklenia może wyeliminować siły zginające.
Główna przyczyna 2: „Pamięć stresu”
Jeśli ślimak wytłaczarki zastosuje nadmierną siłę ścinającą, w łańcuchach polimerowych rozwinie się pamięć naprężeń. Wielu operatorów błędnie postrzega deformację jako problem związany wyłącznie z chłodzeniem. Bezskutecznie dostosowali temperaturę łaźni wodnej na kilka godzin. Rzeczywistość jest taka, że wada zaczyna się wewnątrz lufy. Jeżeli prędkość ślimaka jest zbyt duża, łańcuchy polimerowe zostaną nienaturalnie rozciągnięte przed wejściem do formy. Gdy tworzywo sztuczne opuści formę i wejdzie do kąpieli chłodzącej, naciągnięte łańcuchy próbują powrócić do pierwotnego, rozluźnionego stanu. To odbicie molekularne objawia się poważnym zniekształceniem lub deformacją produktu końcowego. Zmniejszenie prędkości ślimaka i nieznaczne zwiększenie temperatury cylindra może zmniejszyć to naprężenie wewnętrzne.
Zasada regulacji „szczeliny powietrznej”.
Dokładna odległość pomiędzy powierzchnią czołową formy a pierwszą wodną kąpielą chłodzącą - – zwaną szczeliną powietrzną – określa bezpośrednie napięcie powierzchniowe profilu. Nasze ostatnie testy laboratoryjne asymetrycznych ram okiennych ze sztywnego PCV wykazały wyraźny związek pomiędzy długością szczeliny powietrznej a wypaczeniem.
Zastosowaliśmy profil ciągły o cienkiej ściance o grubości 2 mm połączonej z podstawą o grubości 5 mm. Pozostawienie standardowej szczeliny powietrznej o wielkości 50 mm powoduje trwałe odkształcenie cienkiej ściany o 4 stopnie do wewnątrz. Gwałtowne uderzenie zimnej wody natychmiast zablokowało cienkie ścianki, a podstawa o grubości 5 mm uległa rozszerzeniu pod wpływem otwartego powietrza. Precyzyjnie zmniejszając szczelinę powietrzną do 15 mm, minimalizujemy czas potrzebny na wydłużenie grubej podstawy przed uderzeniem w tuleję kształtującą w zbiorniku na wodę. Ta prosta fizyczna regulacja zmniejszyła nierówny skurcz o 22% i całkowicie przywróciła prostotę profilu bez konieczności dokonywania jakichkolwiek skomplikowanych modyfikacji formy.
Często zadawane pytania dotyczące wytłaczarek do tworzyw sztucznych
P: Co to jest wytłaczarka?
Odp.: Jest to urządzenie produkcyjne, które topi i tłoczy surowe tworzywo sztuczne lub metal przez matrycę kształtującą w celu utworzenia ciągłych profili, takich jak rury, folie lub rurki.
P: Dlaczego mój wyciągnięty profil z tworzywa sztucznego wypacza się podczas chłodzenia?
Odp.: Wypaczenia są zwykle spowodowane nierównymi szybkościami chłodzenia, niewłaściwą temperaturą kąpieli wodnej lub niezrównoważonymi naprężeniami wewnętrznymi w wytłaczanym polimerze.
P: Jak działa wytłaczarka?
Odp.: Surowa żywica jest podawana ze zbiornika do podgrzewanej beczki. Obracająca się śruba topi, miesza i popycha materiał do przodu, przepychając go przez formę formującą.
P: Jak obsługiwać wytłaczarkę?
Odp.: Rozgrzej bęben do ustawionej temperatury. Następnie surowa żywica ładowana jest do leja zasypowego, uruchamiany jest napęd ślimaka z małą prędkością i monitorowany jest wydatek formy.
P: Jak poprawić przezroczystość filmów?
Odp.: Szybko zwiększ szybkość chłodzenia, aby zmniejszyć rozmiar kryształów. Podobnie optymalizuj temperaturę topnienia, utrzymuj formy w czystości i używaj-jakości dodatków klarujących.
