a چیست خط اکستروژن مستربچ
خط اکستروژن مستربچ یک سیستم تولیدی است که رزین پلاستیک را با رنگدانه ها، پرکننده ها یا مواد افزودنی ذوب می کند، مخلوط می کند و به گلوله های یکنواخت کوچک تبدیل می کند که بعداً برای رنگ کردن یا اصلاح مواد پلاستیکی حجیم در طول قالب گیری پایین دست یا تولید فیلم استفاده می شود. در مرکز اکثر تنظیمات مدرن یک قرار دارد خط گندله سازی اکستروژن دو پیچ مستربچ ، که از دو پیچ بهم پیوسته در داخل یک بشکه گرم شده برای دستیابی به اختلاط کامل و خروجی ثابت بسیار فراتر از آنچه که یک دستگاه پیچ به تنهایی می تواند ارائه دهد، استفاده می کند.
مستربچ خود به طور کلی به چهار دسته کلی تقسیم می شود: مستربچ سیاه، مستربچ سفید، مستربچ رنگی و مستربچ مایع که هر کدام به تعادل کمی متفاوت از برش، دما و زمان ماند در اکسترودر نیاز دارند. به خوبی پیکربندی شده است خط تولید اکستروژن دو پیچ مستربچ برای رسیدگی به این طیف از فرمول ها ساخته شده است، در حالی که اندازه گلوله، قوام رنگ، و خواص مکانیکی را در یک دسته پس از دسته حفظ می کند.
در بخشهای زیر نحوه عملکرد فرآیند در واقع، چرایی تبدیل شدن تکنولوژی پیچ دوقلو به استاندارد ترکیب مستربچ، چگونگی تأثیر گشتاور و هندسه پیچ بر خروجی، و مواردی که هنگام مقایسه روشهای گلولهسازی و مشخصات تجهیزات باید به آن توجه کرد، توضیح داده میشود.
چگونه یک خط پلت سازی اکستروژن دوقلو کار می کند
یک خط اکستروژن مستربچ معمولی مواد را از طریق دنباله ای از مراحل متصل جابجا می کند، که هر کدام مسئول بخش خاصی از تبدیل پودر خام و گلوله ها به گرانول های مستربچ نهایی هستند.
مراحل اصلی فرآیند
- تغذیه: رزین، رنگدانه، پرکننده یا مواد افزودنی از طریق فیدرهای وزنی یا حجمی به داخل بشکه اندازه گیری می شود.
- ذوب و انتقال: پیچ های دوقلو مواد را در حین حرکت در امتداد مناطق بشکه گرم حمل و ذوب می کنند.
- اختلاط و پراکندگی: بلوک های ورز دهنده و عناصر مخلوط بر روی پیچ، آگلومره های رنگدانه را می شکنند و به طور یکنواخت در داخل مذاب پخش می کنند.
- تهویه: گازهای فرار و رطوبت قبل از رسیدن مذاب به قالب از طریق دریچه های دریچه خارج می شوند.
- شکل دهی سر قالب: مذاب از طریق یک صفحه قالب رانده می شود و بسته به روش گلوله سازی، رشته ها یا قطرات پیوسته را تشکیل می دهد.
- گلوله سازی و خنک سازی: رشته ها یا قطرات به گلوله بریده می شوند، سپس قبل از بسته بندی سرد و خشک می شوند.
از آنجایی که ذرات رنگدانه تمایل دارند قبل از پردازش به هم بچسبند، مرحله اختلاط و پراکندگی معمولاً مهمترین بخش خط تولید مستربچ رنگ در نظر گرفته می شود، زیرا پراکندگی ضعیف در این مرحله نمی تواند به راحتی در مراحل بعدی اصلاح شود.
چرا از اکسترودرهای دوقلو برای مستربچ استفاده می شود؟
یک اکسترودر دو مارپیچ برای مستربچ از دو پیچ موازی استفاده میکند که به هم متصل میشوند و با هم میچرخند و یک عمل خود پاککن ایجاد میکنند که باعث میشود مواد به طور مداوم در داخل بشکه بدون مناطق راکد حرکت کنند. این طراحی کنترل بسیار بیشتری بر شدت برش و زمان ماندگاری نسبت به یک ماشین تک پیچی می دهد، که یکی از دلایلی است که راه اندازی خط ترکیبی پیچ دوقلو بر تولید مستربچ غالب است، به ویژه برای فرمولاسیون هایی با رنگدانه یا بارگذاری پرکننده بالا.
| ویژگی | اکسترودر تک پیچ | اکسترودر دو پیچ |
|---|---|---|
| اختلاط و پراکندگی | محدود | قوی، قابل تنظیم از طریق عناصر پیچ |
| قابلیت تهویه | اساسی | چندین منطقه دریچه پشتیبانی می شود |
| تحمل بارگذاری پرکننده | کم تا متوسط | بالا، مناسب برای مستربچ پرکننده |
| ثبات تغذیه | حساس به تنوع خوراک | خود پاک کردن، بخشش بیشتر |
گشتاور پیچ و نقش آن در کیفیت خروجی
گشتاور خاص که معمولاً بر حسب نیوتون متر بر سانتی متر مکعب از حجم پیچ بیان می شود، بیان می کند که پیچ ها چقدر نیروی چرخشی می توانند نسبت به اندازه خود به مواد وارد کنند. گشتاور ویژه بالاتر عموماً به ماشین مستربچ پلاستیکی اجازه می دهد تا با سرعت های بالاتر پیچ بدون از دست دادن کیفیت پراکندگی کار کند، که به معنی توان عملیاتی بالاتر برای طول و قطر بشکه است.
نمودار 1. مرجع عمومی برای گشتاور خاص در سراسر دسته های اکسترودر دو پیچ معمولی مورد استفاده در تولید مستربچ
مشخصات اکسترودر برای خطوط مستربچ معمولاً از پیچهای کوچک در مقیاس آزمایشگاهی با قطر حدود 8 میلیمتر تا پیچهای تولیدی بزرگ بیش از 170 میلیمتر متغیر است و گشتاور خاص یکی از اعداد کلیدی است که برای مقایسه ماشینهای با اندازه مشابه استفاده میشود. درجه گشتاور بالاتر هنگام اجرای مستربچ پرکننده متراکم یا فرمولهای مستربچ افزودنی انعطافپذیری بیشتری میدهد، که بیشتر از مستربچ رنگ استاندارد در برابر جریان مقاومت میکنند و بار مکانیکی بیشتری روی پیچها میگذارند.
نسبت L/D و الزامات فرمولاسیون
نسبت L/D، به معنای تقسیم طول پیچ بر قطر آن، تعیین میکند که مواد در حین حرکت در لوله چقدر زمان و کار اختلاط را تجربه میکنند. نسبت L/D بالاتر معمولاً مسافت بیشتری را برای ذوب، پراکندگی و تهویه فراهم می کند، که برای فرمولاسیون هایی که پراکندگی یکنواخت آنها سخت تر است، بیشترین اهمیت را دارد.
نمودار 2. مرجع عمومی برای نسبت L/D معمولی بر اساس نوع فرمولاسیون مستربچ
مستربچ فیلر، که اغلب دارای بار زیادی از کربنات کلسیم یا پرکننده معدنی مشابه است، تمایل به نسبت L/D طولانیتری برای دستیابی به پراکندگی یکنواخت دارد، در حالی که مستربچ سیاه استاندارد با بارگیری کربن سیاه سادهتر اغلب میتواند روی پیچ کوتاهتری بدون کاهش کیفیت کار کند. انتخاب نسبت L/D مناسب برای خط تولید مستربچ پرکننده یکی از تصمیمات قبلی است که هنگام تعیین یک سیستم اکستروژن جدید اتخاذ شده است، زیرا طول بشکه پس از ساخت دستگاه ثابت می شود.
توان خروجی و قطر پیچ
مقیاس ظرفیت خروجی با قطر پیچ است، اما این رابطه کاملاً خطی نیست، زیرا پیچهای بزرگتر نیز از گشتاور بهبود یافته و طراحی تهویه بهره میبرند. نمودار زیر یک الگوی مرجع کلی را نشان می دهد که توان عملیاتی را در تنظیمات گشتاور استاندارد و گشتاور بالا در طیف وسیعی از قطرهای پیچ مقایسه می کند.
نمودار 3. الگوی مرجع عمومی نشان دهنده افزایش توان عملیاتی با قطر پیچ برای پیکربندی پیچ دوقلو استاندارد و با گشتاور بالا
همانطور که نمودار نشان میدهد، شکاف بین پیکربندی استاندارد و گشتاور بالا در قطر پیچهای بزرگتر افزایش مییابد، زیرا گشتاور بالاتر سرعت پیچهای سریعتری را بدون به خطر انداختن کیفیت مذاب باز میکند. این یک ملاحظات کلیدی برای خریدارانی است که از خط تولید گندله سازی مستربچ در مقیاس آزمایشی تا یک سیستم تولید کامل مقیاس می شوند، زیرا ماشینی که در قطر کوچک عملکرد خوبی دارد، به طور خودکار در قطر بزرگ بدون گشتاور کافی به همان روش مقیاس نمی شود.
ترکیب پیچ دوقلو در مقابل اکستروژن تک پیچ
نمودار رادار زیر یک خط ترکیب پیچ دوقلو را در برابر یک راهاندازی اکستروژن تک پیچ در پنج عاملی که بیشترین اهمیت را هنگام تولید مستربچ در مقیاس تولید دارند، مقایسه میکند.
نمودار 4. مقایسه کلی خطوط ترکیبی دو پیچ و اکستروژن تک پیچ در پنج فاکتور تولید
یک خط ترکیبی دو پیچ معمولاً در هر پنج فاکتور نشان داده شده امتیاز بالاتری کسب می کند، که توضیح می دهد که چرا به یک انتخاب استاندارد برای مستربچ رنگ، پرکننده و افزودنی تبدیل شده است. اکستروژن تک پیچ همچنان در کاربردهای سادهتر با بارگذاری پرکننده کمتر و نیازهای پراکندگی کمتر، عمدتاً به دلیل طراحی مکانیکی سادهتر، جایگاه خود را حفظ میکند.
مواد پردازش شده در خط مستربچ
انتظار میرود که یک خط اکستروژن مستربچ به خوبی طراحی شده باشد که بتواند طیف وسیعی از رزینهای حامل و ترکیبات افزودنی را بدون تغییرات مکانیکی عمده بین اجراها مدیریت کند. جریانهای مواد متداول شامل حاملهای پلی اتیلن و پلی پروپیلن برای مستربچ رنگی عمومی، حاملهای رزین مهندسی برای کاربردهای دمای بالاتر، پرکنندههای معدنی مانند کربنات کلسیم برای مستربچ پرکننده، و بستههای بازدارنده شعله یا تثبیتکننده UV برای مستربچ افزودنی است.
یک خط اکستروژن مستربچ رنگی معمولاً در برش متوسط با کنترل دما دقیق کار می کند تا از تخریب رنگدانه های حساس به حرارت جلوگیری شود، در حالی که خط تولید مستربچ پرکننده معمولاً برای گشتاور بالاتر و نسبت L/D طولانی تر برای تحمل بار مکانیکی اضافه شده از محتوای معدنی پیکربندی می شود. تنظیمات خط اکستروژن مستربچ افزودنی در جایی بین این دو قرار می گیرند، بسته به اینکه بسته افزودنی خاص چقدر به حرارت حساس است.
روش های پلت سازی مورد استفاده در تولید مستربچ
گندله سازی مرحله ای است که در آن مواد مذاب خارج شده از قالب بریده شده و به گلوله های کوچکی که برای پردازش پایین دست استفاده می شوند سرد می شوند. روش های مختلف گندله سازی با انواع مستربچ و سرعت تولید متفاوت است.
| روش | شکل پلت | استفاده متداول |
|---|---|---|
| گندله سازی رشته | استوانه ای | مستربچ رنگ و پرکننده عمومی |
| گندله سازی زیر آب | گرد، یکنواخت | خطوط خروجی بالا، فرمولاسیون حساس به حرارت |
| گلوله سازی حلقه آب | کروی تا بیضی شکل | خروجی متوسط، فرمولاسیون مخلوط |
گلولهسازی زیر آب، مذاب را مستقیماً در سطح قالب برش میدهد در حالی که در آب در حال گردش غوطهور است، که گلولهها را به سرعت خنک میکند و یک شکل گرد بسیار یکنواخت و مناسب برای تولید با سرعت بالا ایجاد میکند. گلولهسازی رشتهها در عوض، رشتههای بلند را در یک حمام آب خنک میکند، قبل از بریدن آنها به گلولههای استوانهای، یک راهاندازی سادهتر که در بسیاری از نصبهای خط گندلهسازی مستربچ، بهویژه برای حجمهای خروجی پایینتر تا متوسط، رایج است.
بهبود پراکندگی رنگدانه و کیفیت گلوله
کیفیت پایین گلوله معمولاً به یکی از تعدادی از دلایل ریشه ای باز می گردد: تغذیه نامناسب، شدت اختلاط ناکافی، مشخصات دمای بشکه نادرست، یا تهویه ناکافی که رطوبت یا مواد فرار را در داخل مذاب به دام می اندازد. مرور هر یک از این زمینه ها به ترتیب، با شروع یکنواختی تغذیه، به طور کلی سریعترین راه برای جداسازی منبع یک مشکل کیفیت است.
روش های رایج برای بهبود پراکندگی
- پیکربندی بلوک ورز دادن را برای افزایش برش در نقطه ای که رنگدانه وارد مذاب می شود، تنظیم کنید
- مناطق دمای بشکه را تنظیم دقیق کنید تا با رفتار ذوب رزین حامل خاص مطابقت داشته باشد
- کالیبراسیون فیدر را برای جلوگیری از موج یا شکاف در تحویل مواد تأیید کنید
- عملکرد دریچه هواکش را بررسی کنید تا مطمئن شوید که گاز محبوس شده باعث ایجاد حفره در مذاب نمی شود
- سرعت پیچ و تعادل زمان ماند را برای فرمول خاص در حال اجرا بررسی کنید
شکل و اندازه گلوله نیز به تیزی تیغه برش و دمای آب خنک کننده بستگی دارد، به ویژه در سیستم های پلت سازی زیر آب که برش بلافاصله در سطح قالب انجام می شود. تیغههای کسلکننده یا دمای آب ناسازگار از دلایل معمولی هستند که به راحتی میتوان آنها را نادیده گرفت که اندازه گلولههای نامنظم را در یک خط گلولهسازی اکستروژن دو پیچ مستربچ به خوبی تنظیم شده است.
روش های تعمیر و نگهداری برای اکسترودرهای دوقلو اسکرو
تعمیر و نگهداری منظم، تحویل گشتاور، کیفیت اختلاط و قوام گلوله را در طول دوره های تولید طولانی ثابت نگه می دارد. سایش پیچ و بشکه به تدریج اتفاق میافتد، بهویژه هنگام اجرای فرمولهای مستربچ پرکننده ساینده، بنابراین بازرسی برنامهریزیشده قبل از اینکه بر کیفیت خروجی تأثیر بگذارد، به ساییدگی کمک میکند.
- عناصر پیچ و آستر بشکه را به طور دوره ای از نظر سایش بررسی کنید، به خصوص پس از اجرای پرکننده های ساینده
- سطح روغن گیربکس و وضعیت آن را بر اساس یک برنامه تنظیم شده بر اساس ساعات کار بررسی کنید
- برای جلوگیری از آلودگی متقاطع، درگاه های دریچه و صفحات قالب را بین تغییرات فرمول تمیز کنید
- فیدرها را به طور منظم کالیبره کنید تا نسبت مواد ثابتی را حفظ کنید
- تیغه های کاتر روی پلت ساز را از نظر تیزی و تراز بودن بررسی کنید
منبع یابی یک خط اکستروژن دو پیچ مستربچ از یک سازنده
شرکت هایی که قصد دارند ظرفیت تولید مستربچ را اضافه یا افزایش دهند، معمولاً به دنبال سازنده ای هستند که بتواند هم طراحی تجهیزات و هم خدمات پس از فروش را در طول عمر کامل خط پشتیبانی کند. Sichuan Kunwei Langsheng Extrusion Intelligent Equipment Co., Ltd. یک تولید کننده و تامین کننده خط تولید کننده و تامین کننده اکستروژن مستربچ دو مارپیچ مستقر در چین است که دفتر مرکزی و پایگاه تولید آن در دوجیانگیان، چنگدو، سیچوان، به همراه دفاتر اضافی در چانگژو، جیانگ سو، دونگو یانگ، ژیانگ سو، دونگوان و گوانگوان داخلی واقع شده است. کاربران اصلاحات شیمیایی، دارویی و ترکیبی.
این شرکت مهندسین ماشین آلات شیمی و برق با بیش از ده سال تجربه در زمینه اکستروژن را گرد هم می آورد که عمدتاً بر روی اکسترودرهای دو پیچ با گشتاور بالا تمرکز دارند. تیم آن بر روی پردازش دارویی، تجهیزات شیمیایی و اصلاح ترکیب کار کرده است و خدمات طراحی خط کاملی را برای صنعت اصلاح به جای ماشینهای مستقل ارائه میدهد.
Kunwei رتبه گشتاور خاصی را به 14 نیوتن متر بر سانتی متر مکعب برای صنعت اصلاح توسعه داده است که توسط تجربه گسترده یکپارچه سازی خط پشتیبانی می شود. مشخصات اکسترودر از قطر 8 تا 177 میلیمتر است که طیف وسیعی از مقیاسهای تولید از آزمایشهای آزمایشگاهی تا خروجی کامل تجاری را پوشش میدهد. این شرکت با داشتن قطعات یدکی دقیق پیشرفته در صنعت، بر ارائه سیستمهای اکستروژن دو پیچ با گشتاور بالا و سرعت بالا که برای پردازشهای شیمیایی خوب و همچنین الزامات خط اکستروژن مستربچ استاندارد مناسب هستند، تمرکز میکند.
سوالات متداول
چگونه یک خط پلت سازی اکستروژن دو مارپیچ کار می کند؟
مواد به یک بشکه گرم داده میشوند که در آن پیچهای دوقلو ذوب میشوند، مخلوط میشوند و رنگدانه یا پرکننده را پخش میکنند، قبل از اینکه مذاب از درون قالب رانده شود و به صورت گلوله بریده شود، سپس سرد و خشک شود.
چرا از یک اکسترودر دو پیچ برای مستربچ استفاده کنید؟
پیچهای دوقلو عمل اختلاط قویتر و قابل تنظیمتری را ارائه میکنند و عملکرد خود پاککنندهای را ارائه میکنند که پراکندگی رنگدانه را بهبود میبخشد و بارگذاری پرکننده بالاتر را بهتر از یک طرح تک پیچ کنترل میکند.
تفاوت بین اکسترودرهای تک پیچ و دوقلو چیست؟
ماشینهای تک پیچ سادهتر هستند و از یک پیچ استفاده میکنند، در حالی که ماشینهای پیچ دوقلو از دو پیچ به همپیچ استفاده میکنند که اختلاط قویتر، تهویه بهتر و تطبیقپذیری مواد بیشتر را ارائه میدهند.
مستربچ رنگی چگونه تولید می شود
رنگدانه در یک رزین حامل تحت برش و دمای کنترل شده در داخل یک اکسترودر دو مارپیچ پراکنده می شود، سپس به رشته ها یا قطرات تبدیل شده و به صورت گلوله بریده می شود.
چه موادی را می توان در یک اکسترودر دو مارپیچ پردازش کرد
مواد متداول شامل حامل های پلی اتیلن و پلی پروپیلن، پرکننده های معدنی مانند کربنات کلسیم، بسته های مقاوم در برابر شعله، تثبیت کننده های UV و سیستم های مختلف رنگدانه است.
پلت کردن در اکستروژن پلاستیک چیست؟
گلوله سازی فرآیند برش مذاب اکسترود شده، چه به صورت رشته یا قطرات در سطح قالب، به گلوله های یکنواخت کوچک مناسب برای ذخیره سازی، حمل و نقل و پردازش پایین دست است.
نسبت L/D ایده آل برای اکستروژن مستربچ چیست؟
این بستگی به فرمول دارد، مستربچ پرکننده معمولاً از نسبت L/D طولانیتر در حدود 40 به 44 بهره میبرد، در حالی که مستربچ رنگ سادهتر اغلب میتواند روی پیچ کوتاهتری اجرا شود.
چگونه پراکندگی رنگدانه را بهبود می بخشید؟
تنظیم پیکربندی بلوک خمیر، دمای لوله تنظیم دقیق، تأیید کالیبراسیون فیدر و بررسی سرعت پیچ معمولاً به پراکندگی بهتر رنگدانه کمک می کند.
چه چیزی باعث کیفیت پایین پلت می شود
تغذیه نامناسب، شدت اختلاط ناکافی، پروفیل های دمایی نادرست و تهویه ناکافی شایع ترین علل ریشه ای ناسازگار کیفیت گلوله هستند.
گلوله سازی زیر آب چیست؟
گندله سازی زیر آب، مذاب را مستقیماً در سطح قالب در حالی که در آب در حال گردش غوطه ور است، برش می دهد و گلوله های گرد یکنواخت مناسب برای خطوط تولید با سرعت بالا تولید می کند.
اکسترودرهای دو مارپیچ چند وقت یکبار باید نگهداری شوند
فواصل بازرسی بسته به ساعت کار و ساینده بودن مواد متفاوت است، اما پیچ ها، بشکه ها، روغن گیربکس، فیدرها و تیغه های کاتر معمولاً بر اساس یک برنامه تکراری تنظیم می شوند.
