Přehled
Procesy vytlačování nabízejí výhody kompletních všestranných technik zpracování plastů, které v ekonomickém významu nepřekonají žádný jiný proces. Celosvětově jsou extrudační linky největšími zpracovateli plastů a lze je považovat za nejdůležitější výrobní stroje v plastikářském průmyslu.
TYP A KONSTRUKCE EXTRUDERU
Existuje mnoho různých typů extruderů, které byly navrženy pro výrobu široké škály plastů a produktů. Široce používané jsou jednošnekové extrudéry a dvoušnekové extrudéry.
1.1 Extrudér s kuželovými dvojitými šrouby
1.2 Extrudér s jedním šnekem
Při výběru velikosti extrudéru a jeho hnacího mechanismu je třeba vzít v úvahu:
Rozsah rychlosti šroubování, který má být hodnocen, zahrnuje:
(1) rozsah potřebné rychlosti šroubu;
(2) požadavek, aby rychlost šneku byla plynule měnitelná a může vyžadovat určité úrovně rychlosti nebo několik rozsahů;
(3) maximální výkon požadovaný z pohonu na základě zpracovávaného plastu;
(4) požadovaný vztah mezi rychlostí šroubu a kroutícím momentem na hřídeli šroubu;
(5) zda má být stroj použit pro jeden nebo více produktů. Pohony se skládají z motorových nebo řemenových pohonů, které jsou spojeny se šrouby prostřednictvím systémů jako jsou dvojité redukční převodovky. U menších strojů se používají řemenové pohony. Pohony zjednodušují transformaci vysokých otáček motoru na nižší otáčky a vysoký krouticí moment potřebný k ovládání a ovládání šroubů.
PROVOZ EXTRUDERU
Obsluha stroje může probíhat ve třech fázích. První stupeň vyžaduje provoz extrudéru pro zahřívání s provozním nastavením zařízení před a za zařízením. Další fáze zahrnuje nastavení požadovaných podmínek zpracování tak, aby byly splněny požadavky na produkt s nejnižšími náklady. Poslední fáze je věnována doladění a řešení problémů kompletní linky. Úspěšná operace vyžaduje velkou pozornost mnoha detailům, jako je kvalita taveniny, teplotní profil přiměřený tavení, který však neznehodnocuje plast, produkce minima odpadu a postupy pro spouštění a vypínání, které nebudou ( nebo minimalizovat)
znehodnotit plast. Obrázek 1.8 ukazuje příklady teploty
profily pro různé plasty.
ZPRACOVÁNÍ PLASTŮ
Extrudér je kombinací šnekového dopravníku a kompresoru. Jako dopravník se mechanicky chová jako „šroubování“ dozadu. Protože samotný šroub zůstává na jednom místě, plast se pohybuje a je vytlačován skrz matrici. Vzhledem k tomu, že plast je viskózní a vyvíjí třecí odpor vůči toku, je k otáčení šroubu zapotřebí energie. Jako kompresor šnek zpočátku pohybuje pevným plastem (pelety atd.) a postupně se plast taví. V pevné fázi je hustší, zejména krystalický plast, u tohoto plastu existují vzduchové prostory s tím výsledkem, že mají nízkou objemovou hmotnost (hmotnost na objem). Šroub stlačí pevný plast k sobě. Při tomto tlakovém působení vzduch obvykle zabírá nejmenší dráhu odporu a je vytlačován zpět z plnicího otvoru. Pokud v tavenině zůstane nějaký vzduch, mohl by se uvolnit, když tavenina opustí matrici, aniž by došlo k poškození produktu, nebo může zůstat v produktu jako kontaminace.
PROFIL VYTÁPĚNÍ A CHLAZENÍ EXTRUDERU
Příklady teplot taveniny v extrudéru
Teplo ke změkčení plastu je dodáváno dvěma způsoby: vnějším ohřevem válce a vnitřními třecími silami, které na plast působí působením kovového šroubu v kovovém válci. Množství takového dodávaného třecího tepla je znatelné. V mnoha operacích vytlačování představuje většinu celkového tepla dodávaného do plastu. Lze použít elektřinu, kapalinu, jako je pára nebo horký olej. Elektrické vytápění je obecně preferováno, protože je nejpohodlnější, reaguje rychle, nejsnáze se nastavuje, snadno se čistí, vyžaduje minimální údržbu, pokrývá mnohem větší rozsah teplot a je obecně nejméně nákladné z hlediska počáteční investice.
POMOCNÉ VYBAVENÍ
Za tryskou se používají různé typy odebíracích zařízení pro splnění různých požadavků na produkty. Zahrnují dimenzovací přípravky, chladicí nádrže, navíjecí zařízení, ovládání rychlosti linky (mechanické, elektrické a/nebo zvukové), ovládání napětí (navijáky atd.), tažná zařízení (housenka, přítlačné válce, protilehlé pohyblivé pásy atd.), řezačky in-line, sběrná zařízení (žlaby, nádrže, zakladače atd.), postforming, role s rychlým vzletem a tak dále.
ÚSPORA ENERGIE
Obrázek 1.3 Příklady ztrát energie z extrudéru
Při zkoumání spotřebované nebo ztracené energie je zahrnuto zařízení použité v kompletní výrobní lince a také plast. Naše planstic machinaery POLYTECH neustále usiluje o snížení spotřeby energie a energetických ztrát. Obrázek 1.3 je
příklad, kde dochází ke ztrátám energie/tepla z extrudéru.
Plasty mají ve srovnání s ostatními materiály nejnižší měrnou energetickou náročnost na jejich výrobu (obr. 1.4), výrobu výrobků a nejnižší spotřebu recyklační energie. Úspora energie může být v extruzi i v celém plastikářském průmyslu zvažována z několika hledisek, od výroby plastů přes zpracování až po recyklaci produktů. Prakticky ve všech hodnoceních použití plastů šetří nebo snižuje energetické nároky. V automobilech, letadlech a dalších dopravních prostředcích zvyšující se používání plastů snižuje hmotnost a spotřebu paliva; příkladem je nahrazení malé whisky
Lahve na palubě letadla s vytlačovanými vyfukovanými plastovými lahvemi spíše než skleněnými, což vede k úspoře spousty palivové energie. Použití plastů ve stavebnictví šetří energii prostřednictvím izolačních zisků. Pouhé odeslání lehčích plastových výrobků také šetří energii.
Obrázek 1.4 Energetické požadavky pro různé materiály.
POKROKY V PROCESU EXTRUZE
Od tohoto počátku byly pokroky v oblasti plastů následovány pokroky ve vytlačovacích zařízeních. Se všemi těmito akcemi jsme Polytech plastic machinaery co., Ltd rozsáhle pracovali v reologii a termodynamice v lepším pochopení procesu vytlačování plastů a jiných materiálů. Výsledky nadále zvyšují rychlost výroby, zvyšují míru kontroly nad proměnnými vytlačování a/nebo snižují náklady. Hlavní vývoj pokračuje ve zdokonalování stávajících metod vytlačování.