Nxjerrja e plastikës është një proces prodhimi me vëllim të lartë në të cilin plastika e papërpunuar shkrihet dhe formohet në një profil të vazhdueshëm. Nxjerrja prodhon sende të tilla si tuba/tub, zhveshja e motit, gardhe, kangjella në kuvertë, korniza dritaresh, filma dhe çarçafë plastikë, veshje termoplastike dhe izolim teli.
Ky proces fillon me futjen e materialit plastik (peleta, granula, thekon ose pluhur) nga një plesht në fuçinë e ekstruderit. Materiali shkrihet gradualisht nga energjia mekanike e krijuar nga vidhat rrotulluese dhe nga ngrohësit e vendosur përgjatë fuçisë. Më pas, polimeri i shkrirë futet me forcë në një shtresë, e cila i jep formë polimerit që ngurtësohet gjatë ftohjes.
HISTORIA
Nxjerrja e tubit
Pararendësit e parë të ekstruderit modern u zhvilluan në fillim të shekullit të 19-të. Në 1820, Thomas Hancock shpiku një "përtypës" gome të krijuar për të rikuperuar mbetjet e përpunuara të gomës dhe në 1836 Edwin Chaffee zhvilloi një makinë me dy rrotulla për të përzier aditivët në gome. Ekstrudimi i parë termoplastik ishte në vitin 1935 nga Paul Troester dhe gruaja e tij Ashley Gershoff në Hamburg, Gjermani. Menjëherë pas kësaj, Roberto Colombo i LMP zhvilloi ekstruduesit e parë të dyfishtë në Itali.
PROCESI
Në nxjerrjen e plastikës, lënda e parë e përbërjes është zakonisht në formën e gjilpërave (rruaza të vogla, të quajtura shpesh rrëshirë) që ushqehen me gravitetin nga një plesht i montuar në majë në fuçinë e ekstruderit. Aditivë të tillë si ngjyruesit dhe frenuesit UV (në formë të lëngshme ose në formë peleti) përdoren shpesh dhe mund të përzihen në rrëshirë përpara se të mbërrijnë në plesht. Procesi ka shumë të përbashkëta me formimin me injeksion plastik nga pikëpamja e teknologjisë së ekstruderit, megjithëse ndryshon në atë që zakonisht është një proces i vazhdueshëm. Ndërsa pultrusioni mund të ofrojë shumë profile të ngjashme në gjatësi të vazhdueshme, zakonisht me përforcim të shtuar, kjo arrihet duke tërhequr produktin e përfunduar nga një material në vend që të nxirret shkrirja e polimerit përmes një mbulesë.
Materiali hyn përmes grykës së ushqimit (një hapje afër pjesës së pasme të fuçisë) dhe bie në kontakt me vidën. Vidha rrotulluese (normalisht që rrotullohet me p.sh. 120 rpm) i shtyn rruazat plastike përpara në fuçinë e ndezur. Temperatura e dëshiruar e nxjerrjes është rrallë e barabartë me temperaturën e caktuar të fuçisë për shkak të ngrohjes viskoze dhe efekteve të tjera. Në shumicën e proceseve, një profil ngrohjeje vendoset për fuçinë në të cilën tre ose më shumë zona ngrohëse të pavarura të kontrolluara nga PID rritin gradualisht temperaturën e fuçisë nga pjesa e pasme (ku hyn plastika) në pjesën e përparme. Kjo lejon që rruazat plastike të shkrihen gradualisht ndërsa ato shtyhen përmes fuçisë dhe ul rrezikun e mbinxehjes që mund të shkaktojë degradim në polimer.
Nxehtësia shtesë kontribuohet nga presioni dhe fërkimi intensiv që ndodh brenda fuçisë. Në fakt, nëse një linjë ekstrudimi funksionon me materiale të caktuara mjaft shpejt, ngrohësit mund të fiken dhe temperatura e shkrirjes të mbahet vetëm nga presioni dhe fërkimi brenda fuçisë. Në shumicën e ekstruderëve, tifozët ftohës janë të pranishëm për të mbajtur temperaturën nën një vlerë të caktuar nëse gjenerohet shumë nxehtësi. Nëse ftohja e detyruar me ajër rezulton e pamjaftueshme, atëherë përdoren xhaketa ftohëse të derdhura.
Ekstruderi plastik i prerë në gjysmë për të treguar përbërësit
Në pjesën e përparme të fuçisë, plastika e shkrirë largohet nga vidhosja dhe udhëton nëpër një paketë ekrani për të hequr çdo ndotës në shkrirje. Ekranet përforcohen nga një pllakë ndërprerëse (një topth i trashë metalik me shumë vrima të shpuara nëpër të) pasi presioni në këtë pikë mund të kalojë 5000 psi (34 MPa). Asambleja e paketës së ekranit/pllakës së thyerës shërben gjithashtu për të krijuar presion prapa në fuçi. Presioni i kundërt kërkohet për shkrirjen e njëtrajtshme dhe përzierjen e duhur të polimerit, dhe sasia e presionit të krijuar mund të "rregullohet" duke ndryshuar përbërjen e paketimit të ekranit (numri i ekraneve, madhësia e thurjes së telit të tyre dhe parametra të tjerë). Ky kombinim i pllakës së ndërprerësit dhe paketës së ekranit eliminon gjithashtu "kujtesën rrotulluese" të plastikës së shkrirë dhe në vend të kësaj krijon "memorie gjatësore".
Pas kalimit nëpër pllakën e ndërprerësit, plastika e shkrirë hyn në kërpudha. Mbulesa është ajo që i jep produktit përfundimtar profilin e tij dhe duhet të projektohet në mënyrë që plastika e shkrirë të rrjedhë në mënyrë të barabartë nga një profil cilindrik, në formën e profilit të produktit. Rrjedha e pabarabartë në këtë fazë mund të prodhojë një produkt me strese të padëshiruara të mbetura në pika të caktuara të profilit, gjë që mund të shkaktojë deformim gjatë ftohjes. Mund të krijohet një shumëllojshmëri e gjerë formash, të kufizuara në profile të vazhdueshme.
Produkti tani duhet të ftohet dhe kjo zakonisht arrihet duke tërhequr ekstrudatin përmes një banjë uji. Plastika është termoizolues shumë i mirë dhe për këtë arsye është e vështirë të ftohen shpejt. Krahasuar me çelikun, plastika e largon nxehtësinë e saj 2000 herë më ngadalë. Në një linjë të nxjerrjes së tubit ose tubit, një banjë uji i mbyllur veprohet nga një vakum i kontrolluar me kujdes për të mbajtur tubin ose tubin e sapoformuar dhe ende të shkrirë të mos shembet. Për produkte të tilla si fletët plastike, ftohja arrihet duke tërhequr përmes një grupi rrotullash ftohëse. Për filmat dhe fletët shumë të hollë, ftohja me ajër mund të jetë efektive si një fazë fillestare e ftohjes, si në nxjerrjen e filmit të fryrë.
Ekstruduesit plastikë përdoren gjithashtu gjerësisht për të ripërpunuar mbetjet plastike të ricikluara ose lëndë të tjera të para pas pastrimit, klasifikimit dhe/ose përzierjes. Ky material zakonisht ekstrudohet në filamente të përshtatshme për t'u copëtuar në rruazën ose stokun e peletit për t'u përdorur si pararendës për përpunim të mëtejshëm.
DIZAJNI I VIDAVE
Ekzistojnë pesë zona të mundshme në një vidë termoplastike. Meqenëse terminologjia nuk është e standardizuar në industri, emra të ndryshëm mund t'u referohen këtyre zonave. Llojet e ndryshme të polimerit do të kenë modele të ndryshme vidhash, disa nuk përfshijnë të gjitha zonat e mundshme.
Një vidë e thjeshtë nxjerrjeje plastike
Vida ekstruderi nga Boston Matthews
Shumica e vidave kanë këto tre zona:
● Zona e furnizimit (e quajtur edhe zona e përcjelljes së lëndëve të ngurta): kjo zonë ushqen rrëshirën në ekstruder dhe thellësia e kanalit është zakonisht e njëjtë në të gjithë zonën.
● Zona e shkrirjes (e quajtur edhe zona e tranzicionit ose e ngjeshjes): pjesa më e madhe e polimerit shkrihet në këtë seksion dhe thellësia e kanalit bëhet gradualisht më e vogël.
● Zona matëse (e quajtur edhe zona e përcjelljes së shkrirjes): kjo zonë shkrin grimcat e fundit dhe përzihet në një temperaturë dhe përbërje uniforme. Ashtu si zona e furnizimit, thellësia e kanalit është konstante në të gjithë këtë zonë.
Për më tepër, një vidë me ajrim (me dy faza) ka:
● Zona e dekompresimit. Në këtë zonë, rreth dy të tretat poshtë vidës, kanali papritmas thellohet, gjë që lehtëson presionin dhe lejon që çdo gaz i bllokuar (lagështi, ajri, tretës ose reaktantë) të nxirret me vakum.
● Zona e dytë e matjes. Kjo zonë është e ngjashme me zonën e parë matëse, por me thellësi më të madhe kanali. Shërben për të shtypur shkrirjen për ta kaluar atë përmes rezistencës së ekraneve dhe mbulesës.
Shpesh gjatësia e vidës i referohet diametrit të saj si raport L:D. Për shembull, një vidë me diametër 6 inç (150 mm) në 24:1 do të jetë e gjatë 144 inç (12 ft) dhe në 32:1 është 192 inç (16 ft). Një raport L:D prej 25:1 është i zakonshëm, por disa makina shkojnë deri në 40:1 për më shumë përzierje dhe më shumë prodhim në të njëjtin diametër vidë. Vidhat me dy faza (të ajrosura) janë zakonisht 36:1 për të llogaritur dy zonat shtesë.
Çdo zonë është e pajisur me një ose më shumë termoçifte ose RTD në murin e fuçisë për kontrollin e temperaturës. “Profili i temperaturës” dmth., temperatura e secilës zonë është shumë e rëndësishme për cilësinë dhe karakteristikat e ekstrudit përfundimtar.
MATERIALE TIPIKE PËR EKSTRUZIM
Tub HDPE gjatë nxjerrjes. Materiali HDPE vjen nga ngrohësi, në mbulesë, pastaj në rezervuarin e ftohjes. Ky tub kanali Acu-Power është i bashkëekstruduar - i zi brenda me një xhaketë të hollë portokalli, për të përcaktuar kabllot e energjisë.
Materialet tipike plastike që përdoren në nxjerrje përfshijnë, por nuk kufizohen në: polietileni (PE), polipropileni, acetal, akrilik, najlon (poliamide), polistiren, klorur polivinil (PVC), akrilonitril butadien stiren (ABS) dhe polikarbonat.[4] ]
LLOJET E VDEKJES
Ekzistojnë një sërë mallrash që përdoren në nxjerrjen e plastikës. Ndërkohë që mund të ketë dallime të rëndësishme midis llojeve dhe kompleksitetit të kapakut, të gjitha kapakët lejojnë nxjerrjen e vazhdueshme të shkrirjes së polimerit, në krahasim me përpunimin jo të vazhdueshëm siç është formimi me injeksion.
Nxjerrja e filmit të fryrë
Nxjerrja me goditje e filmit plastik
Prodhimi i filmit plastik për produkte të tilla si çanta për blerje dhe çarçafë të vazhdueshëm arrihet duke përdorur një linjë filmi të fryrë.
Ky proces është i njëjtë me një proces të rregullt nxjerrjeje deri në ngordhje. Ekzistojnë tre lloje kryesore të makinerive që përdoren në këtë proces: unazore (ose kryq), merimangë dhe spirale. Mjetet unazore janë më të thjeshtat dhe mbështeten në kanalizimet e shkrirjes së polimerit rreth të gjithë seksionit kryq të mbulesës përpara se të dalin nga mbulesa; kjo mund të rezultojë në rrjedhje të pabarabartë. Bedhat e merimangës përbëhen nga një mandrel qendror i bashkangjitur në unazën e jashtme të vezit nëpërmjet një numri "këmbësh"; ndërkohë që rrjedha është më simetrike se në makineritë unazore, prodhohen një numër linjash saldimi të cilat dobësojnë filmin. Mjetet spirale heqin çështjen e linjave të saldimit dhe rrjedhjes asimetrike, por janë deri tani më komplekset.
Shkrirja ftohet disi përpara se të largohet nga mbulesa për të prodhuar një tub të dobët gjysmë të ngurtë. Diametri i këtij tubi zgjerohet me shpejtësi nëpërmjet presionit të ajrit dhe tubi tërhiqet lart me rrotulla, duke e shtrirë plastikën në drejtimin tërthor dhe në drejtim të tërheqjes. Vizatimi dhe fryrja bëjnë që filmi të jetë më i hollë se tubi i ekstruduar, dhe gjithashtu në mënyrë preferenciale rreshton zinxhirët molekularë të polimerit në drejtimin që sheh tendosjen më plastike. Nëse filmi tërhiqet më shumë sesa fryhet (diametri përfundimtar i tubit është afër diametrit të ekstruduar), molekulat e polimerit do të jenë shumë të lidhura me drejtimin e tërheqjes, duke krijuar një film që është i fortë në atë drejtim, por i dobët në drejtim tërthor. . Një film që ka diametër dukshëm më të madh se diametri i ekstruduar do të ketë më shumë forcë në drejtimin tërthor, por më pak në drejtimin e tërheqjes.
Në rastin e polietilenit dhe polimerëve të tjerë gjysmë kristalorë, ndërsa filmi ftohet, ai kristalizohet në atë që njihet si vija e ngricës. Ndërsa filmi vazhdon të ftohet, ai tërhiqet nëpër disa grupe rulash me kapëse për ta rrafshuar në një tub të sheshtë, i cili më pas mund të rrotullohet ose çahet në dy ose më shumë rrotulla fletësh.
Nxjerrja e fletës/filmit
Nxjerrja e fletës/filmit përdoret për nxjerrjen e fletëve plastike ose filmave që janë shumë të trashë për t'u fryrë. Përdoren dy lloje mallrash: në formë T-je dhe varëse pallto. Qëllimi i këtyre matricave është të riorientojnë dhe drejtojnë rrjedhën e shkrirjes së polimerit nga një dalje e vetme e rrumbullakët nga ekstruderi në një rrjedhë të hollë dhe të sheshtë planare. Në të dy llojet e mbulesave sigurojnë rrjedhje konstante dhe uniforme në të gjithë zonën e prerjes tërthore të kallëpit. Ftohja zakonisht bëhet duke tërhequr një sërë rrotullash ftohëse (rrotullat e kalendarit ose të "ftohjes"). Në nxjerrjen e fletës, këto rrotulla jo vetëm që ofrojnë ftohjen e nevojshme, por gjithashtu përcaktojnë trashësinë e fletës dhe strukturën e sipërfaqes.[7] Shpesh bashkë-ekstrudimi përdoret për të aplikuar një ose më shumë shtresa në majë të një materiali bazë për të marrë veti specifike si përthithja e UV-së, tekstura, rezistenca ndaj depërtimit të oksigjenit ose reflektimi i energjisë.
Një proces i zakonshëm pas nxjerrjes së stokut të fletës plastike është termoformimi, ku fleta nxehet derisa të jetë e butë (plastike) dhe formohet nëpërmjet një kallëpi në një formë të re. Kur përdoret vakum, kjo shpesh përshkruhet si formim vakum. Orientimi (dmth aftësia/dendësia e disponueshme e fletës për t'u tërhequr në kallëp, e cila mund të ndryshojë në thellësi nga 1 në 36 inç në mënyrë tipike) është shumë e rëndësishme dhe ndikon shumë në kohën e ciklit të formimit për shumicën e plastikës.
Nxjerrja e tubit
Tuba të ekstruduar, të tillë si tubat PVC, prodhohen duke përdorur makineri shumë të ngjashme siç përdoren në nxjerrjen e filmit të fryrë. Presioni pozitiv mund të aplikohet në zgavrat e brendshme përmes kunjit, ose presion negativ mund të aplikohet në diametrin e jashtëm duke përdorur një matës vakum për të siguruar dimensionet përfundimtare të sakta. Lumenët ose vrimat shtesë mund të futen duke shtuar mandrelat e duhura të brendshme në mallë.
Një linjë e nxjerrjes mjekësore në Boston Matthews
Aplikimet e tubave me shumë shtresa janë gjithashtu të pranishme në industrinë e automobilave, industrinë hidraulike dhe ngrohje dhe industrinë e paketimit.
Nxjerrja mbi xhaketë
Nxjerrja mbi xhaketë lejon aplikimin e një shtrese të jashtme plastike në një tel ose kabllo ekzistuese. Ky është procesi tipik për izolimin e telave.
Ekzistojnë dy lloje të ndryshme të veglave të veglave të përdorura për veshjen mbi një tel, tub (ose xhaketë) dhe presion. Në veglat e veshjes, shkrirja e polimerit nuk prek telin e brendshëm deri menjëherë përpara buzës së mbulesës. Në veglat e punës me presion, shkrirja kontakton telin e brendshëm shumë përpara se të arrijë te buzët e mbulimit; kjo bëhet me presion të lartë për të siguruar ngjitje të mirë të shkrirjes. Nëse kërkohet kontakt ose ngjitje intime midis shtresës së re dhe telit ekzistues, përdoret vegla me presion. Nëse ngjitja nuk është e dëshiruar/e nevojshme, në vend të kësaj përdoret vegla e veshjes.
Koekstrudimi
Koekstrudimi është nxjerrja e shtresave të shumta të materialit në të njëjtën kohë. Ky lloj ekstrudimi përdor dy ose më shumë ekstruderë për të shkrirë dhe për të dhënë një xhiro të qëndrueshme vëllimore të plastikës së ndryshme viskoze në një kokë të vetme nxjerrjeje (die) e cila do të nxjerrë materialet në formën e dëshiruar. Kjo teknologji përdoret në cilindo nga proceset e përshkruara më sipër (film i fryrë, mbulim i tepërt, tub, fletë). Trashësia e shtresave kontrollohet nga shpejtësitë dhe madhësitë relative të ekstruderëve individualë që shpërndajnë materialet.
5 :5 Bashkë-ekstrudimi i shtresës së tubit "shtrydhes" kozmetik
Në shumë skenarë të botës reale, një polimer i vetëm nuk mund të përmbushë të gjitha kërkesat e një aplikacioni. Nxjerrja e përbërë lejon që një material i përzier të ekstrudohet, por bashkëekstrudimi ruan materialet e veçanta si shtresa të ndryshme në produktin e ekstruduar, duke lejuar vendosjen e duhur të materialeve me veti të ndryshme si përshkueshmëria e oksigjenit, forca, ngurtësia dhe rezistenca ndaj konsumit.
Veshje me nxjerrje
Veshja e nxjerrjes është duke përdorur një proces filmi të fryrë ose të derdhur për të veshur një shtresë shtesë mbi një grumbull ekzistues letre, fletë metalike ose filmi. Për shembull, ky proces mund të përdoret për të përmirësuar karakteristikat e letrës duke e veshur me polietileni për ta bërë atë më rezistente ndaj ujit. Shtresa e ekstruduar mund të përdoret gjithashtu si ngjitës për të bashkuar dy materiale të tjera. Tetrapak është një shembull tregtar i këtij procesi.
EKSTRUSIONET E PËRBËRJEVE
Nxjerrja e përbërjes është një proces që përzien një ose më shumë polimere me aditivë për të dhënë komponime plastike. Furnizimet mund të jenë pelet, pluhur dhe/ose lëngje, por produkti është zakonisht në formë peleti, për t'u përdorur në procese të tjera të formimit të plastikës si nxjerrja dhe derdhja me injeksion. Ashtu si me nxjerrjen tradicionale, ka një gamë të gjerë në madhësitë e makinerive në varësi të aplikimit dhe xhiros së dëshiruar. Ndërsa ekstruduesit me një ose dy vidë mund të përdoren në nxjerrjen tradicionale, nevoja e përzierjes adekuate në ekstrudimin e përzier i bën ekstruduesit me dy vida të gjithë por të detyrueshëm.
LLOJET E EKSTRUDERIT
Ekzistojnë dy nën-lloje të ekstruderëve me dy vida: bashkë-rrotullues dhe kundër-rrotullues. Kjo nomenklaturë i referohet drejtimit relativ të rrotullimit të secilës vidë në krahasim me tjetrin. Në modalitetin e rrotullimit të përbashkët, të dy vidhat rrotullohen në drejtim të akrepave të orës ose në të kundërt të akrepave të orës; në rrotullim kundër, njëra vidë rrotullohet në drejtim të akrepave të orës ndërsa tjetra rrotullohet në drejtim të kundërt. Është treguar se, për një zonë të caktuar të seksionit kryq dhe shkallën e mbivendosjes (ndërlidhjes), shpejtësia aksiale dhe shkalla e përzierjes është më e lartë në ekstruderët binjakë bashkë-rrotullues. Megjithatë, ngritja e presionit është më e lartë në ekstruderët me rrotullim kundër. Dizajni i vidhave është zakonisht modular në atë që elementë të ndryshëm përcjellës dhe përzierës janë rregulluar në boshte për të lejuar rikonfigurimin e shpejtë për një ndryshim të procesit ose zëvendësimin e komponentëve individualë për shkak të konsumimit ose dëmtimit gërryes. Madhësitë e makinës variojnë nga 12 mm deri në 380 mm
PËRPARËSITË
Një avantazh i madh i nxjerrjes është se profile të tilla si tubat mund të bëhen në çdo gjatësi. Nëse materiali është mjaftueshëm fleksibël, tubat mund të bëhen në gjatësi të gjata edhe duke u mbështjellë në një mbështjellje. Një avantazh tjetër është nxjerrja e tubave me bashkues të integruar duke përfshirë vulën e gomës.
Koha e postimit: Shkurt-25-2022
