Wytłaczanie tworzyw sztucznych to proces produkcji o dużej objętości, w którym surowe tworzywo sztuczne jest topione i formowane w ciągły profil. Wytłaczanie wytwarza takie elementy, jak rury / rury, uszczelnienia , ogrodzenia, poręcze pokładu , ramy okienne , folie i folie z tworzywa sztucznego , powłoki termoplastyczne i izolacja przewodów.
Proces ten rozpoczyna się od podawania tworzywa sztucznego (peletek, granulek, płatków lub proszków) z leja zasypowego do cylindra wytłaczarki. Materiał jest stopniowo topiony przez energię mechaniczną generowaną przez obracające się śruby i grzejniki umieszczone wzdłuż cylindra. Stopiony polimer jest następnie wtłaczany w dyszę, która kształtuje polimer w kształt, który twardnieje podczas chłodzenia.
Historia
Ekstruzja rur
Pierwsze prekursory nowoczesnej wytłaczarki opracowano na początku XIX wieku. W 1820 r. Thomas Hancock wynalazł gumowy "mastykator" przeznaczony do odzyskiwania przetworzonych odpadów gumowych, aw 1836 Edwin Chaffee opracował dwuwalcową maszynę do mieszania dodatków w gumę . Pierwsze wytłaczanie termoplastyczne było w 1935 roku przez Paula Troestera i jego żonę Ashley Gershoff w Hamburgu w Niemczech. Krótko po tym Roberto Colombo z LMP opracował pierwsze wytłaczarki dwuślimakowe we Włoszech.
Proces
W wytłaczaniu tworzyw sztucznych surowy materiał złożony jest zwykle w postaci nurduli (małe kulki, często nazywane żywicą), które są grawitacyjnie podawane z zamontowanego na górze leja do beczki wytłaczarki. Dodatki, takie jak barwniki i inhibitory UV (w postaci ciekłej lub w postaci peletek) są często stosowane i mogą być mieszane z żywicą przed dotarciem do leja samowyładowczego. Proces ten ma wiele wspólnego z formowaniem wtryskowym z tworzywa sztucznego z punktu technologicznego wytłaczarki, chociaż różni się tym, że zwykle jest procesem ciągłym. Podczas gdy pultruzja może oferować wiele podobnych profili w ciągłych długościach, zwykle z dodatkowym wzmocnieniem, osiąga się to przez wyciągnięcie gotowego produktu z dyszy zamiast wytłaczania stopu polimeru przez dyszę.
Materiał wchodzi przez gardziel zasilającą (otwór w pobliżu tylnej części cylindra) i wchodzi w kontakt ze śrubą. Obracająca się śruba (zwykle obracająca się z prędkością np. 120 obr / min) zmusza plastikowe koraliki do ogrzania cylindra. Pożądana temperatura wytłaczania rzadko jest równa ustawionej temperaturze cylindra z powodu lepkiego ogrzewania i innych efektów. W większości procesów ustawia się profil grzewczy dla cylindra, w którym trzy lub więcej niezależnych regulowanych przez PID stref grzejnika stopniowo zwiększa temperaturę cylindra od tyłu (gdy tworzywo wchodzi) do przodu. Umożliwia to stopniowe stopienie plastikowych kulek, gdy są one przepychane przez cylinder i zmniejsza ryzyko przegrzania, które może powodować degradację polimeru.
Dodatkowa ilość ciepła jest spowodowana intensywnym naciskiem i tarciem wewnątrz beczki. W rzeczywistości, jeśli linia do wytłaczania szybko przepuszcza określone materiały, grzejniki mogą być wyłączone, a temperatura stopu jest utrzymywana przez samo ciśnienie i tarcie wewnątrz beczki. W większości wytłaczarek obecne są wentylatory, które utrzymują temperaturę poniżej ustalonej wartości, jeśli wytwarzane jest zbyt dużo ciepła. Jeżeli wymuszone chłodzenie powietrzem okaże się niewystarczające, wówczas stosuje się wlewane chłodzące kurtki.
Wytłaczarka z tworzywa sztucznego przecięta na pół, aby pokazać elementy
Z przodu lufy, stopione tworzywo sztuczne opuszcza śrubę i przemieszcza się przez pakiet sitowy, aby usunąć wszelkie zanieczyszczenia w stopie. Ekrany są wzmocnione płytą wyłącznika (gruby metalowy krążek z wieloma otworami przezeń przewierconymi), ponieważ ciśnienie w tym miejscu może przekroczyć 5000 psi (34 MPa ). Zestaw osłony ekranu / młotka służy również do wytworzenia przeciwciśnienia w bębnie. Przeciwciśnienie jest wymagane do równomiernego topienia i prawidłowego mieszania polimeru, a także do tego, ile ciśnienia jest generowane, może być "modyfikowane" przez zmianę składu zestawu ekranów (liczba ekranów, ich rozmiar splotu drutowego i inne parametry). Ta kombinacja płytki młota i opakowania ekranu eliminuje również "pamięć obrotową" stopionego plastiku i tworzy zamiast tego "pamięć wzdłużną".
Po przejściu przez płytę przerywacza stopiony plastik wchodzi do matrycy. Kość jest tym, co nadaje produktowi ostatecznemu swój profil i musi być tak zaprojektowane, aby stopione tworzywo sztuczne równomiernie przepłynęło z cylindrycznego profilu do kształtu profilu wyrobu. Nierówny przepływ na tym etapie może wytworzyć produkt z niepożądanymi naprężeniami szczątkowymi w pewnych punktach profilu, który może powodować wypaczenia podczas chłodzenia. Można tworzyć szeroką gamę kształtów, ograniczoną do profili ciągłych.
Produkt musi być teraz schłodzony, co zwykle osiąga się przez wyciągnięcie ekstrudatu przez łaźnię wodną. Tworzywa sztuczne są bardzo dobrymi izolatorami termicznymi i dlatego trudno je szybko schłodzić. W porównaniu do stali , plastik przewodzi ciepło 2000 razy wolniej. W linii do wytłaczania rur lub rurek zamknięta kąpiel wodna działa poprzez starannie kontrolowane podciśnienie, aby zapobiec zapadnięciu się nowo uformowanej i wciąż stopionej rury lub rury. W przypadku produktów, takich jak folie z tworzywa sztucznego, chłodzenie uzyskuje się przez przeciągnięcie przez zestaw rolek chłodzących. W przypadku folii i bardzo cienkiej folii chłodzenie powietrzem może być skuteczne jako początkowy etap chłodzenia, jak w wytłaczaniu z rozdmuchiwaniem.
Wytłaczarki z tworzywa sztucznego są również szeroko stosowane do powtórnego przetwarzania przetworzonych odpadów z tworzyw sztucznych lub innych surowców po oczyszczeniu, sortowaniu i / lub mieszaniu. Materiał ten jest zwykle wytłaczany w filamenty nadające się do siekania w peletki lub peletki do wykorzystania jako prekursor do dalszej obróbki.
Ciąg dalszy nastąpi...
