Mehāniskais princips
Ekstrūzijas pamata mehānisms ir vienkāršs - skrūve griežas mucā un nospiež plastmasu uz priekšu. Skrūve faktiski ir slīpums vai slīpums, kas ir iesaiņots ap centra slāni. Tās mērķis ir palielināt spiedienu, lai pārvarētu lielo pretestību. Ekstrūdera gadījumā ir jāpārvar trīs pretestības veidi: cieto daļiņu (padeves) berze pret cilindra sienu un savstarpējo berzi starp spolēm pirms skrūves pagriešanas (barošanas zona ); Saķere uz mucas sienas; Kausēšanas iekšējā plūsmas pretestība, kad tā tiek virzīta uz priekšu.
Ja objekts nepārvietojas noteiktā virzienā, objekta spēks ir līdzsvarots šajā virzienā. Skrūve nekustas aksiālajā virzienā, lai gan tā var ātri pagriezties par apkārtmēru. Tāpēc aksiālais spēks uz skrūves ir līdzsvarots, un, ja tas uz plastmasas kausējuma piemēro lielu priekšējo vilci, tas objektam piemēro arī identisku atpakaļejošu vilci. Šeit pielietotais vilce ir gultnis, kas darbojas uz vilces gultņa aiz padeves porta.
Lielākā daļa atsevišķu skrūvju ir ar labās puses vītnes, piemēram, skrūvju un skrūvju, ko izmanto kokapstrādē un mašīnās. Ja viņi skatās no aizmugures, viņi rotē pretējā virzienā, jo viņi pēc iespējas vairāk mēģina izspiest mucu. Dažos dvīņu skrūvju ekstrūdeņos abas skrūves pagriežas pretējos virzienos divos cilindros un šķērso viena otru, tāpēc vienai jābūt labai rokai, bet otram jābūt kreisai. Citās oklūzijas dvīņu skrūvēs abas skrūves pagriežas vienā un tajā pašā virzienā, un tām jābūt vienādai orientācijai. Tomēr abos gadījumos ir vilces gultnis, kas absorbē atpalikušo spēku, un Ņūtona princips joprojām tiek piemērots.
2. Termiskais princips
Ekstrudējamā plastmasa ir termoplastika - tā izkausē, kad to karsē un atkal sacietē, atdzesējot. No kurienes nāk izkusušās plastmasas karstums? Barība Pretuzsildīšana un mucas/die sildītāji var darboties un ir svarīgi startēšanai, tomēr motora ieejas enerģija - motora berze pret viskozo kausējumu - berzes siltums, kas rodas mucā, pagriežot skrūvi Svarīgs siltuma avots plastmasai, izņemot mazas sistēmas, zema ātruma skrūves, augstu kausēšanas temperatūras plastmasu un ekstrūzijas pārklājumu pielietojumu.
Visām citām operācijām ir svarīgi atzīt, ka mucas sildītājs nav galvenais karstuma avots, un tāpēc ietekme uz ekstrūziju ir mazāka, nekā mēs gaidījām (sk. 11. principu). Pēccilindra temperatūra joprojām var būt svarīga, jo tā ietekmē cietvielu transporta ātrumu zobos vai barībā. Die un pelējuma temperatūrai parasti jābūt vēlamajai kausēšanas temperatūrai vai tuvu šai temperatūrai, ja vien tās netiek izmantotas noteiktam mērķim, piemēram, stiklojums, šķidruma sadalījums vai spiediena kontrole.
3. Palēninājuma princips
Lielākajā daļā ekstruderu skrūves ātruma izmaiņas tiek panāktas, pielāgojot motora ātrumu. Motors parasti griežas ar pilnu ātrumu aptuveni 1750 apgr./min., Bet tas ir pārāk ātrs ekstrūdera skrūvei. Ja tas tiek pagriezts ar tik ātru ātrumu, tiek ģenerēts pārāk liels berzes karstums un plastmasas dzīvesvietas laiks ir pārāk īss, lai sagatavotu formas tērpu, labi apzīmētu kausējumu. Tipiskās palēnināšanās koeficients svārstās no 10: 1 līdz 20: 1. Pirmais posms var būt vai nu pārnesums, vai skriemelis, bet otrajā posmā tiek izmantoti pārnesumi, un skrūve ir novietota pēdējā lielā pārnesuma centrā.
Dažās lēnām skriešanas mašīnās (piemēram, Twin skrūvēs UPVC) var būt 3 palēnināšanās posmi, un maksimālais ātrums var būt tikpat zems kā 30 apgr./min vai zemāks (attiecība līdz 60: 1). Otrajā galējībā daži ļoti gari dvīņu skrūti uzbudinājumam var darboties ar ātrumu 600 apgr./min vai ātrāk, tādējādi prasot ļoti zemu palēnināšanās ātrumu un daudz dziļa dzesēšanas.
Dažreiz palēninājuma ātrums ir neatbilstīgs uzdevumam - būs pārāk daudz enerģijas, lai to izmantotu - un ir iespējams pievienot skriemeļa bloku starp motoru un pirmo palēninājuma fāzi, kas maina maksimālo ātrumu. Tas vai nu palielina skrūves ātrumu virs iepriekšējās robežas, vai arī samazina maksimālo ātrumu, lai sistēma varētu darboties ar lielāku maksimālā ātruma procentuālo daudzumu. Tas palielinās pieejamo enerģiju, samazinās strāvas padevi un izvairīsies no motoriskām problēmām. Abos gadījumos izlaide var palielināties atkarībā no materiāla un tā dzesēšanas vajadzībām.
4. Barošana kā dzesēšanas šķidrums
Ekstrūzija pārnes motora, dažreiz sildītāja, enerģiju uz auksto plastmasu, pārveidojot to no cietas, lai izkausētu. Ieejas padeve ir vēsāka nekā mucas un skrūvju virsmas temperatūra padeves zonā. Tomēr mucas virsma padeves zonā gandrīz vienmēr atrodas virs plastmasas kušanas diapazona. To atdzesē, saskaroties ar padeves daļiņām, bet siltumu saglabā siltums, kas pārnests atpakaļ uz karsto priekšējo galu un kontrolētu sildīšanu. Pat pēc tam, kad viskozā berze tur pašreizējo gala siltumu un nav nepieciešama mucas siltuma ievadīšana, var būt nepieciešams pasta sildītājs. Vissvarīgākais izņēmums ir sprauga, kas ir plotēta barības kasetne, kas ir gandrīz tikai HDPE.
Skrūves saknes virsmu atdzesē arī padeve un no mucas sienas izolē plastmasas padeves daļiņas (un gaiss starp daļiņām). Ja skrūve pēkšņi apstājas, padeve arī apstājas, un, siltums pārvietojas atpakaļ no karstāka priekšējā gala, skrūvju virsma padeves zonā kļūst karstāka. Tas var izraisīt daļiņu saķeri vai savienošanu saknēs.
5. Padeves zonā pielīmējiet cilindru un slīdiet uz skrūves
Lai maksimāli palielinātu vienas skrūvju ekstrūdera gludās mucas padeves zonā pārvadāto cietvielu daudzumu, daļiņām vajadzētu pielipt pie mucas un slīdēt uz skrūves. Ja daļiņas pielīp pie skrūves saknes, nekas tās nenovelk; Tiek samazināts fragmenta tilpums un cietvielu daudzums. Vēl viens iemesls sliktai saķerei ar saknēm ir tas, ka plastmasa šeit var uzkarst un radīt želejas un līdzīgas piesārņojošas daļiņas, vai arī ar pārtraukumiem ievērot un saplīst ar izejas ātruma izmaiņām.
Lielākā daļa plastmasas dabiski slīd pie saknēm, jo, ieejot, tās ir aukstas, un berze saknes nesilda tik karstas kā sienas. Daži materiāli, visticamāk, ievēro nekā citi: augsti plastificēti PVC, amorfs PET un daži uz poliolefīnu bāzes kopolimēri ar līmējošām īpašībām, kas vēlamas galapatēriņam.
Lai muca, plastmasa ir jāievēro šeit tā, lai tā būtu nokasīta un nospiesta uz priekšu ar skrūvju vītni. Starp granulām un mucu vajadzētu būt lielam berzes koeficientam, un berzes koeficientu savukārt spēcīgi ietekmē aizmugurējās mucas temperatūra. Ja daļiņas nelip, tās vienkārši pagriežas vietā, nekustas uz priekšu - tāpēc vienmērīga barošana nav laba.
Virsmas berze nav vienīgais faktors, kas ietekmē barību. Daudzas daļiņas nekad nepieskaras mucai vai skrūves saknei, tāpēc daļiņu iekšpusē jābūt berzei un mehāniskām un viskozitātes savienojumiem.
Īpašs gadījums ir rievots cilindrs. Sile atrodas padeves zonā, un padeves zona ir termiski izolēta no mucas atlikušās daļas un ir dziļi atdzisusi ūdeni. Vītne iespiež daļiņas rievā un rada ļoti augstu spiedienu salīdzinoši nelielā attālumā. Tas palielina vienas un tās pašas skrūves apakšējās izejas kodumu vienā un tajā pašā izvadē, tā ka priekšējā galā radītais berzes siltums ir samazināts un kausēšanas temperatūra ir zemāka. Tas var nozīmēt ātrāku producēšanu ar ierobežotu dzesēšanu izpūstas filmu līnijās. Tvertne ir īpaši piemērota HDPE, kas ir gludākā izplatītā plastmasa, izņemot fluorētu plastmasu.
6. Dārgākais materiāls
Dažos gadījumos materiālu izmaksas var veidot 80% no ražošanas izmaksām nekā visi citi faktori, izņemot produktus, kas ir īpaši svarīgi kvalitātē un iesaiņojumā, piemēram, medicīnas katetros. Šis princips, protams, noved pie diviem secinājumiem: procesoriem izejvielu vietā pēc iespējas vairāk jāizmanto lūžņi un metāllūžņi un pēc iespējas stingrāk jāievēro pielaides, lai izvairītos no novirzēm no mērķa biezuma un produktu problēmām.
7. Enerģijas izmaksas ir salīdzinoši nesvarīgas
Lai arī rūpnīcas pievilcība un reālās problēmas ir tādā pašā līmenī kā pieaugošās enerģijas izmaksas, ekstrūdera vadīšanai nepieciešamā enerģija joprojām ir neliela daļa no kopējām ražošanas izmaksām. Tas vienmēr notiek, jo materiālu izmaksas ir ļoti augstas, un ekstrūders ir efektīva sistēma. Ja tiek ieviests pārāk daudz enerģijas, plastmasa ātri kļūs tik karsta, ka to nevar pareizi apstrādāt.
8. Spiediens skrūves galā ir ļoti svarīgs
Šis spiediens atspoguļo visu objektu pretestību lejpus skrūves: filtra ekrāns un piesārņotā smalcinātāja plāksne, adaptera pārneses caurule, fiksētais maisītais (ja tāds ir) un pati veidne. Tas ir atkarīgs ne tikai no šo komponentu ģeometrijas, bet arī no temperatūras sistēmā, kas savukārt ietekmē sveķu viskozitāti un caurlaidspēju. Tas nav atkarīgs no skrūvju dizaina, izņemot gadījumus, kad tas ietekmē temperatūru, viskozitāti un caurlaidspēju. Drošības apsvērumu dēļ ir svarīga mērīšanas temperatūra - ja tā ir pārāk augsta, die un pelējums var eksplodēt un kaitēt tuvumā esošajiem cilvēkiem vai mašīnām.
Spiediens ir izdevīgs uzbudinājumam, it īpaši vienas skrūvju sistēmas pēdējā zonā (mērīšanas zona). Tomēr augsts spiediens nozīmē arī to, ka motoram ir jāizplūst vairāk enerģijas - un tādējādi kausējuma temperatūra ir augstāka -, kas var diktēt spiediena robežu. Dvīņu skrūvē abu skrūvju saderināšanās savā starpā ir efektīvāks aģitētājs, tāpēc šim nolūkam spiediens nav nepieciešams.
Dobu daļu ražošanā, piemēram, caurulēs, kas izgatavotas no zirnekļa vērstām zirnekļa veidnēm, izmantojot kronšteinus, veidnē jāizveido augsts spiediens, lai palīdzētu atsevišķu straumju rekombinācijā. Pretējā gadījumā produkts gar metināšanas līniju var būt vājš un lietošanas laikā var rasties problēmas.
9. Izeja = pēdējā pavediena / - spiediena plūsmas un noplūdes pārvietošana
Pēdējā pavediena pārvietojumu sauc par pozitīvu plūsmu un ir atkarīgs tikai no skrūves ģeometrijas, skrūves ātruma un kausējuma blīvuma. To regulē spiediena plūsma, un tas faktiski ietver vilkšanas efektu, kas samazina izvadi (norāda ar augstāko spiedienu) un jebkādu pārmērīgu efektu padevei, kas palielina izvadi. Vītnes noplūde var būt jebkurā no diviem virzieniem.
Ir arī lietderīgi aprēķināt izvadi uz apgriezieniem minūtē (rotācija), jo tas apzīmē jebkuru skrūves sūknēšanas jaudas kritumu vienlaikus. Vēl viens saistīts aprēķins ir izvade uz zirgspēku vai izmantoto kilovatu. Tas atspoguļo efektivitāti un spēj novērtēt dotā motora un piedziņas ražošanas jaudu.
10. Bīdes ātrumam ir liela loma viskozitātē
Visām izplatītajām plastmasām ir bīdes reducējošas īpašības, kas nozīmē, ka viskozitāte kļūst zemāka, kad plastmasa pārvietojas ātrāk un ātrāk. Dažas plastmasas ietekme ir īpaši pamanāma. Piemēram, daži PVC palielina plūsmas ātrumu par koeficientu 10 vai vairāk, kad vilce ir divkāršota. Gluži pretēji, LLDPE bīdes spēks netiek pārāk samazināts, un plūsmas ātrums tiek palielināts tikai par 3 līdz 4 reizēm, kad spriešana tiek dubultota. Samazinātais bīdes samazināšanas efekts nozīmē augstu viskozitāti ekstrūzijas apstākļos, kas savukārt nozīmē vairāk motora jaudas. Tas var izskaidrot, kāpēc LLDPE darbojas augstākā temperatūrā nekā LDPE. Plūsmas ātrumu izsaka bīdes ātrumā, aptuveni 100 S-1 skrūvju kanālā, no 100 līdz 100 S-1 lielākajā daļā riešanas profilu un lielāks par 100 S-1 spraugā starp pavedieniem un sienu un dažiem maziem Die spraugas. Kausēšanas koeficients ir parasti izmantots viskozitātes mērs, bet tiek mainīts (piemēram, plūsma/vilce, nevis vilce/plūsma). Diemžēl mērījums nav īsts mērījums ekstrūdeņā ar bīdes ātrumu 10 S-1 vai mazāks un ļoti ātrs kausēšanas ātrums.
11. Motors ir pretēji cilindram, un cilindrs ir pretī motoram.
Kāpēc cilindra kontroles efekts ne vienmēr ir tāds pats kā paredzēts, it īpaši mērījumu apgabalā? Ja cilindrs tiek sildīts, cilindrs
