Eltrudado de plastoj estas altvoluma produktada procezo en kiu kruda plasto estas fandita kaj formita en kontinuan profilon. Ekstrudado produktas erojn kiel ekzemple pipo/tubo, veterstripado, skermado, ferdekbalustrado, fenestraj kadroj, plastaj filmoj kaj littukoj, termoplastaj tegaĵoj, kaj dratizolado.
Ĉi tiu procezo komenciĝas per nutrado de plasta materialo (buletoj, grajnetoj, flokoj aŭ pulvoroj) de salteto en la barelon de la extruder. La materialo estas iom post iom fandita de la mekanika energio generita per turnado de ŝraŭboj kaj de hejtiloj aranĝitaj laŭlonge de la barelo. La fandita polimero tiam estas devigita en ĵetkubon, kiu formas la polimeron en formon kiu malmoliĝas dum malvarmigo.
HISTORIO
Tubo eltrudado
La unuaj antaŭuloj al la moderna ekstrudisto estis evoluigitaj en la frua 19-a jarcento. En 1820, Thomas Hancock inventis kaŭĉukan "masticator" dizajnitan por repreni prilaboritajn kaŭĉukpecetojn, kaj en 1836 Edwin Chaffee evoluigis du-rulan maŝinon por miksi aldonaĵojn en kaŭĉukon. La unua termoplasta eltrudado estis en 1935 de Paul Troester kaj lia edzino Ashley Gershoff en Hamburgo, Germanio. Baldaŭ post, Roberto Colombo de LMP evoluigis la unuajn ĝemelŝraŭbajn ekstrudulojn en Italio.
PROCESO
En la eltrudado de plastoj, la kruda kunmetaĵmaterialo estas ofte en la formo de nurdles (malgrandaj bidoj, ofte nomitaj rezino) kiuj estas gravito manĝitaj de pinto muntita salteto en la barelon de la extruder. Aldonaĵoj kiel ekzemple kolorigiloj kaj UV-inhibitoroj (en aŭ likva aŭ buleta formo) estas ofte uzitaj kaj povas esti miksitaj en la rezinon antaŭ alvenado en la saltegon. La procezo havas multon en ofta kun plasta injektomuldado de la punkto de la ekstrudteknologio, kvankam ĝi malsamas en tio ke ĝi estas kutime kontinua procezo. Dum pultrusion povas oferti multajn similajn profilojn en kontinuaj longoj, kutime kun aldonita plifortikigo, tio estas atingita tirante la pretan produkton for el ĵetkubo anstataŭe de eltrudado de la polimerfandado tra ĵetkubo.
La materialo eniras tra la nutra gorĝo (malfermaĵo proksime de la malantaŭo de la barelo) kaj venas en kontakton kun la ŝraŭbo. La turniĝanta ŝraŭbo (normale turniĝanta je 120 rpm) devigas la plastajn bidojn antaŭen en la varmigitan barelon. La dezirata eltrudtemperaturo malofte egalas al la fiksita temperaturo de la barelo pro viskoza hejtado kaj aliaj efikoj. En la plej multaj procezoj, hejtadoprofilo estas fiksita por la barelo en kiu tri aŭ pli da sendependaj PID-kontrolitaj hejtzonoj iom post iom pliigas la temperaturon de la barelo de la malantaŭo (kie la plasto eniras) ĝis la fronto. Tio permesas al la plastaj bidoj degeli iom post iom kiam ili estas puŝitaj tra la barelo kaj malaltigas la riskon de trovarmiĝo kiu povas kaŭzi degeneron en la polimero.
Ekstra varmo estas kontribuata de la intensa premo kaj frotado okazanta ene de la barelo. Fakte, se eltrudlinio kuras certajn materialojn sufiĉe rapide, la hejtiloj povas esti malŝaltitaj kaj la fanda temperaturo konservita per premo kaj frotado sole ene de la barelo. En la plej multaj ekstrudistoj, malvarmigantaj ventoliloj ĉeestas por konservi la temperaturon sub fiksita valoro se tro multe da varmeco estas generita. Se malvola aermalvarmigo pruvas nesufiĉa tiam enmetitaj malvarmigaj jakoj estas utiligitaj.
Plasta extruder tranĉita en duono por montri la komponantojn
Ĉe la fronto de la barelo, la fandita plasto forlasas la ŝraŭbon kaj vojaĝas tra ekranpakaĵo por forigi iujn ajn poluaĵojn en la fandado. La ekranoj estas plifortikigitaj per rompplato (dika metaldisko kun multaj truoj boritaj tra ĝi) ĉar la premo ĉe tiu punkto povas superi 5,000 psio (34 MPa). La ekranpako/rompilo-plataro ankaŭ servas por krei malantaŭan premon en la barelo. Malantaŭa premo estas postulata por unuforma fandado kaj bonorda miksado de la polimero, kaj kiom multe da premo estas generita povas esti "tajlita" per ŝanĝiĝanta ekranpakaĵkonsisto (la nombro da ekranoj, ilia dratteksgrandeco, kaj aliaj parametroj). Ĉi tiu rompplato kaj ekranpakaĵkombinaĵo ankaŭ eliminas la "rotacian memoron" de la fandita plasto kaj kreas anstataŭe, "longitudan memoron".
Post trapasado de la rompplato fandita plasto eniras la ĵetkubon. La ĵetkubo estas kio donas al la fina produkto ĝian profilon kaj devas esti dizajnita tiel ke la fandita plasto egale fluas de cilindra profilo, al la profilformo de la produkto. Neegala fluo en tiu stadio povas produkti produkton kun nedezirataj restaj stresoj ĉe certaj punktoj en la profilo kiu povas kaŭzi deformadon sur malvarmigo. Vasta gamo da formoj povas esti kreitaj, limigitaj al kontinuaj profiloj.
La produkto nun devas esti malvarmigita kaj ĉi tio estas kutime atingita tirante la eltrudaĵon tra akvobano. Plastoj estas tre bonaj termoizoloj kaj tial malfacilas rapide malvarmigi. Kompare kun ŝtalo, plasto forkondukas sian varmon 2,000 fojojn pli malrapide. En tubo aŭ pipa eltrudlinio, hermetika akvobano estas reagata per singarde kontrolita vakuo por konservi la lastatempe formitan kaj daŭre fanditan tubon aŭ pipon de kolapsado. Por produktoj kiel plasta tuko, la malvarmigo estas atingita per tirado de aro da malvarmigaj ruloj. Por filmoj kaj tre maldika tuko, aermalvarmigo povas esti efika kiel komenca malvarmigostadio, kiel en blovita film-eltrudado.
Plastaj extruders ankaŭ estas vaste uzataj por reciklita plasta rubo aŭ aliaj krudaĵoj post purigado, ordigo kaj/aŭ miksado. Ĉi tiu materialo estas ofte eltrudita en filamentojn taŭgajn por hakado en la artperlon aŭ buleton por uzi kiel antaŭulo por plia prilaborado.
ŜRaŭBDEZAJNO
Estas kvin eblaj zonoj en termoplasta ŝraŭbo. Ĉar terminologio ne estas normigita en la industrio, malsamaj nomoj povas rilati al tiuj zonoj. Malsamaj specoj de polimero havos malsamajn ŝraŭbajn dezajnojn, iuj ne korpigante ĉiujn eblajn zonojn.
Simpla plasta eltruda ŝraŭbo
Ekstrudŝraŭboj El Boston Matthews
Plej multaj ŝraŭboj havas ĉi tiujn tri zonojn:
● Nutra zono (ankaŭ nomita la solida transporta zono): ĉi tiu zono nutras la rezinon en la extruder, kaj la kanala profundo estas kutime la sama tra la zono.
● Fandanta zono (ankaŭ nomita la transiro aŭ kunprema zono): la plej granda parto de la polimero estas fandita en ĉi tiu sekcio, kaj la kanala profundo fariĝas iom post iom pli malgranda.
● Mezura zono (ankaŭ nomita la fanda transporta zono): ĉi tiu zono fandas la lastajn partiklojn kaj miksas al unuforma temperaturo kaj konsisto. Kiel la furaĝzono, la kanalprofundo estas konstanta ĉie en ĉi tiu zono.
Krome, ventolita (du-etapa) ŝraŭbo havas:
● Malkunprema zono. En ĉi tiu zono, ĉirkaŭ du trionoj laŭ la ŝraŭbo, la kanalo subite iĝas pli profunda, kio malpezigas la premon kaj permesas al iuj kaptitaj gasoj (humido, aero, solviloj aŭ reakciaĵoj) esti eltiritaj per vakuo.
● Dua mezura zono. Tiu ĉi zono estas simila al la unua mezurzono, sed kun pli granda kanalprofundo. Ĝi servas por represurigi la fandadon por atingi ĝin tra la rezisto de la ekranoj kaj la ĵetkubo.
Ofte ŝraŭblongo estas referenceita al sia diametro kiel L:D-proporcio. Ekzemple, 6-cola (150 mm) diametra ŝraŭbo je 24:1 estos 144 colojn (12 ft) longa, kaj je 32:1 ĝi estas 192 colojn (16 ft) longa. L:D-proporcio de 25:1 estas ofta, sed kelkaj maŝinoj iras ĝis 40:1 por pli da miksado kaj pli da eligo ĉe la sama ŝraŭbdiametro. Duetapaj (ventiligitaj) ŝraŭboj estas tipe 36:1 por respondeci pri la du ekstraj zonoj.
Ĉiu zono estas provizita per unu aŭ pluraj termoparoj aŭ RTD-oj en la barelmuro por temperaturkontrolo. La "temperaturprofilo" te, la temperaturo de ĉiu zono estas tre grava por la kvalito kaj karakterizaĵoj de la fina eltrudo.
TIPAJ ELTRADMATERIOJ
HDPE-tubo dum eltrudado. La HDPE-materialo venas de la hejtilo, en la ĵetkubon, tiam en la malvarmigan tankon. Ĉi tiu Acu-Power-konduktubo estas kunektrudita - nigra interne kun maldika oranĝa jako, por indiki elektrajn kablojn.
Tipaj plastaj materialoj uzataj en eltrudado inkluzivas sed ne estas limigitaj al: polietileno (PE), polipropileno, acetalo, akrila, nilono (poliamidoj), polistireno, polivinilklorido (PVC), akrilonitrilo butadiena stireno (ABS) kaj polikarbonato.[4] ]
DIE TIPOJ
Estas diversaj ĵetkuboj uzataj en plasta eltrudado. Dum povas ekzisti signifaj diferencoj inter ĵetkubspecoj kaj komplekseco, ĉiuj ĵetkuboj enkalkulas la kontinuan eltruadon de polimerfandado, kontraste al ne-kontinua pretigo kiel ekzemple injektomuldado.
Blovigita filmo extrudado
Blow extrusion de plasta filmo
La fabrikado de plasta filmo por produktoj kiel aĉetaj sakoj kaj kontinua tuko estas atingita per blovita filmo-linio.
Ĉi tiu procezo estas la sama kiel regula eltrudprocezo ĝis la ĵetkubo. Ekzistas tri ĉefaj specoj de ĵetkuboj uzitaj en tiu procezo: ringoforma (aŭ kruckapo), araneo, kaj spiralo. Anulaj ĵetkuboj estas la plej simplaj, kaj dependas de la polimerfandaĵa enkanaligado ĉirkaŭ la tuta sekco de la ĵetkubo antaŭ forlasado de la ĵetkubo; tio povas rezultigi neegalan fluon. Araneoĵetkuboj konsistas el centra mandrilo alkroĉita al la ekstera ĵetkubringo per kelkaj "gamboj"; dum fluo estas pli simetria ol en ringoformaj ĵetkuboj, kelkaj veldlinioj estas produktitaj kiuj malfortigas la filmon. Spiralaj ĵetkuboj forigas la temon de veldlinioj kaj nesimetria fluo, sed estas senkompare la plej kompleksaj.
La fandado estas malvarmetigita iom antaŭ forlasado de la ĵetkubo por doni malfortan duonsolidan tubon. La diametro de tiu tubo estas rapide vastigita per aerpremo, kaj la tubo estas tirita supren per rulpremiloj, etendante la plaston en kaj la transversa kaj tirdirektoj. La desegnaĵo kaj blovado igas la filmon esti pli maldika ol la eltrudita tubo, kaj ankaŭ prefere vicigas la polimerajn molekulajn ĉenojn en la direkto kiu vidas la plej plastan streĉon. Se la filmo estas desegnita pli ol ĝi estas blovita (la fina tubdiametro estas proksima al la eltrudita diametro) la polimermolekuloj estos altagrade vicigitaj kun la remizo direkto, farante filmon kiu estas forta en tiu direkto, sed malforta en la transversa direkto. . Filmo kiu havas signife pli grandan diametron ol la eltrudita diametro havos pli da forto en la transversa direkto, sed malpli en la tirdirekto.
Koncerne polietileno kaj aliaj duonkristalaj polimeroj, kiam la filmo malvarmiĝas, ĝi kristaliĝas ĉe kio estas konata kiel la frostlinio. Ĉar la filmo daŭre malvarmiĝas, ĝi estas tirita tra pluraj aroj de pinĉruloj por platigi ĝin en laik-platan tubon, kiu tiam povas esti bobenita aŭ fendita en du aŭ pli da ruloj de littuko.
Eltrudado de folioj/filmoj
Folio/filma eltrudado estas uzata por elstari plastajn foliojn aŭ filmojn, kiuj estas tro dikaj por esti krevigitaj. Estas du specoj de ĵetkuboj uzataj: T-forma kaj vestoŝranko. La celo de tiuj ĵetkuboj estas reorientiĝi kaj gvidi la fluon de polimerfandado de ununura rondproduktaĵo de la ekstrudisto ĝis maldika, plata ebena fluo. En ambaŭ ĵetkubspecoj certigu konstantan, unuforman fluon tra la tuta sekca areo de la ĵetkubo. Malvarmigo estas tipe per tirado tra aro de malvarmigaj ruloj (kalendroj aŭ "malvarmigo-" ruloj). En folia eltrudado, tiuj ruloj ne nur liveras la necesan malvarmigon sed ankaŭ determinas foliodikecon kaj surfacteksturon.[7] Ofte ko-extrusion estas uzata por apliki unu aŭ plurajn tavolojn aldone al baza materialo por akiri specifajn trajtojn kiel UV-sorbado, teksturo, oksigena trapenetrorezisto aŭ energia reflektado.
Ofta post-eltruda procezo por plastaj tukakcioj estas termoformado, kie la tuko estas varmigita ĝis mola (plasto), kaj formita per ŝimo en novan formon. Kiam vakuo estas uzita, tio ofte estas priskribita kiel vakuoformado. Orientiĝo (t.e. kapablo/disponebla denseco de la folio esti tirita al la ŝimo kiu povas varii en profundoj de 1 ĝis 36 coloj tipe) estas tre grava kaj tre influas formado ciklotempoj por plej plastoj.
Tuba eltrudado
Ekstruditaj tuboj, kiel PVC-pipoj, estas produktitaj uzante tre similajn ĵetkubojn kiel uzite en blovita film-eltrudado. Pozitiva premo povas esti aplikita al la internaj kavoj tra la stifto, aŭ negativa premo povas esti aplikita al la ekstera diametro uzante vakuan grandecon por certigi ĝustajn finajn dimensiojn. Kromaj lumenoj aŭ truoj povas esti lanĉitaj aldonante la konvenajn internajn mandrilojn al la ĵetkubo.
Boston Matthews Medical Extrusion Line
Plurtavolaj tubaplikoj ankaŭ ĉiam ĉeestas ene de la aŭtindustrio, akvotubaro kaj hejtado kaj pakindustrio.
Super jaketa eltrudo
Superjaketa eltrudado permesas la aplikon de ekstera tavolo de plasto sur ekzistanta drato aŭ kablo. Ĉi tio estas la tipa procezo por izolaj dratoj.
Estas du malsamaj specoj de ĵetkubriloj uzataj por tegaĵo super drato, tubo (aŭ vestado) kaj premo. En jaketa ilaro, la polimerfandado ne tuŝas la internan draton ĝis tuj antaŭ la ĵetlipoj. En prema ilaro, la fandado kontaktas la internan draton longe antaŭ ol ĝi atingas la ĵetlipojn; ĉi tio estas farita ĉe alta premo por certigi bonan adheron de la fandado. Se intima kontakto aŭ adhero estas postulata inter la nova tavolo kaj ekzistanta drato, prema ilaro estas uzata. Se adhero ne estas dezirata/necesa, jaketa ilaro estas uzata anstataŭe.
Kunextrudado
Koextrusion estas la eltrudado de multoblaj tavoloj de materialo samtempe. Tiu speco de eltrudado utiligas du aŭ pli da eltrudiloj por fandi kaj liveri stabilan volumetran trairon de malsamaj viskozaj plastoj al ununura eltrudkapo (ĵetkubo) kiu elstrudos la materialojn en la dezirata formo. Ĉi tiu teknologio estas uzata en iu ajn el la supre priskribitaj procezoj (blovita filmo, superjako, tubo, tuko). La tavoldikecoj estas kontrolitaj per la relativaj rapidecoj kaj grandecoj de la individuaj ekstrudistoj liverantaj la materialojn.
5 : 5 Tavola kunextrudado de kosmetika "prema" tubo
En multaj realmondaj scenaroj, ununura polimero ne povas renkonti ĉiujn postulojn de aplikiĝo. Kunmetita eltrudado permesas miksitan materialon esti eltrudita, sed kunextrudado retenas la apartajn materialojn kiel malsamaj tavoloj en la eltrudita produkto, permesante konvenan allokigon de materialoj kun malsamaj trajtoj kiel ekzemple oksigenpermeablo, forto, rigideco, kaj eluziĝorezisto.
Eltruda tegaĵo
Eltruda tegaĵo uzas blovitan aŭ gisitan filmprocezon por kovri plian tavolon sur ekzistanta rulaĵo de papero, folio aŭ filmo. Ekzemple, ĉi tiu procezo povas esti uzata por plibonigi la karakterizaĵojn de papero tegante ĝin per polietileno por igi ĝin pli imuna al akvo. La eltrudita tavolo ankaŭ povas esti uzata kiel gluaĵo por kunigi du aliajn materialojn. Tetrapak estas komerca ekzemplo de ĉi tiu procezo.
KOMUNKITAJ ELTRASDOJ
Kunmetanta eltrudado estas procezo kiu miksas unu aŭ plurajn polimerojn kun aldonaĵoj por doni plastajn kunmetaĵojn. La furaĝoj povas esti buletoj, pulvoro kaj/aŭ likvaĵoj, sed la produkto estas kutime en buletoformo, por esti uzita en aliaj plast-formaj procezoj kiel ekzemple eltrudado kaj injektomuldado. Kiel kun tradicia eltrudado, ekzistas larĝa gamo en maŝingrandecoj depende de apliko kaj dezirata trairo. Dum aŭ unu- aŭ duoble-ŝraŭbaj ekstrudiloj povas esti uzitaj en tradicia eltrudado, la neceso de adekvata miksado en kunmetaĵo eltrudado igas ĝemel-ŝraŭbajn extruders preskaŭ devigaj.
TIPOJ DE EXTRUDERO
Estas du subspecoj de ĝemelŝraŭbo-ekstrudistoj: kunrotacia kaj kontraŭrotacianta. Ĉi tiu nomenklaturo rilatas al la relativa direkto, kiun ĉiu ŝraŭbo turniĝas kompare kun la alia. En kunrotacia reĝimo, ambaŭ ŝraŭboj turniĝas aŭ dekstrume aŭ kontraŭhorloĝe; en kontraŭrotacio, unu ŝraŭbo turniĝas dekstrume dum la alia turniĝas maldekstrume. Estis montrite ke, por antaŭfiksita sekca areo kaj grado da interkovro (interplektiĝo), aksa rapideco kaj grado da miksado estas pli altaj en samturnantaj ĝemelekstrudistoj. Tamen, premo-amasiĝo estas pli alta en kontraŭ-rotaciaj ekstrudiloj. La ŝraŭbodezajno estas ofte modula en tio ke diversaj transportaj kaj miksaj elementoj estas aranĝitaj sur la ŝaftoj por permesi rapidan reagordon por procezŝanĝo aŭ anstataŭigo de individuaj komponentoj pro eluziĝo aŭ koroda difekto. La maŝinaj grandecoj varias de tiel malgrandaj kiel 12 mm ĝis same grandaj kiel 380 mm
AVANTAĜOJ
Granda avantaĝo de eltrudado estas ke profiloj kiel ekzemple pipoj povas esti faritaj al ajna longo. Se la materialo estas sufiĉe fleksebla, tuboj povas esti faritaj ĉe longaj longoj eĉ volviĝantaj sur bobeno. Alia avantaĝo estas la eltrudado de pipoj kun integrita kuplilo inkluzive de kaŭĉuka sigelo.
Afiŝtempo: Feb-25-2022
