Genel bakış
Ekstrüzyon prosesleri, ekonomik önem açısından diğer hiçbir prosesle karşılaştırılamayacak kadar çok yönlü plastik işleme tekniklerinin avantajlarını sunar. Dünya çapında, ekstrüder hatları plastiklerin en büyük dönüştürücüleridir ve plastik endüstrisindeki en önemli üretim makineleri olarak kabul edilebilirler.
EKSTRUDER TİPİ VE YAPISI
Çok çeşitli plastik ve ürünleri üretmek için tasarlanmış birçok farklı ekstruder türü vardır. Yaygın olarak kullanılanlar tek vidalı ekstruderler ve çift vidalı ekstruderlerdir.
1.1 Konik çift vidalı ekstruder
1.2 Tek vidalı ekstruder
Bir ekstrüderin ve tahrik mekanizmasının boyutunu seçerken, değerlendirilmesi gereken hususlar şunlardır:
Değerlendirilecek vida hızı vidalama aralıkları şunları içerir:
(1) vidanın ihtiyaç duyduğu vida hızı aralığı;
(2) vida hızının sonsuz değişken olması gerekliliği ve belirli hız seviyeleri veya çeşitli aralıklar gerektirebilmesi;
(3)işlenecek plastiğe bağlı olarak sürücüden ihtiyaç duyulan maksimum güç;
(4)vida hızı ile vida şaftındaki tork arasında gerekli ilişki;
(5) makinenin tek bir ürün için mi yoksa birden fazla ürün için mi kullanılacağı. Tahrikler, çift redüksiyonlu dişli kutuları gibi sistemler aracılığıyla vidalara bağlanan motor veya kayış tahriklerinden oluşur. Kayış tahrikleri daha küçük makineler için kullanılır. Tahrikler, yüksek motor hızlarının vidaları çalıştırmak ve kontrol etmek için gereken daha düşük hızlara ve yüksek torka dönüştürülmesini basitleştirir.
EKSTRUDER ÇALIŞMASI
Makinenin çalışması üç aşamada gerçekleşebilir. İlk aşama, yukarı ve aşağı akış ekipmanlarının operasyonel ayarlarıyla ekstrüderin ısınması için çalıştırılmasını gerektirir. Bir sonraki aşama, ürün gereksinimlerini en düşük maliyetle karşılamak için gereken işleme koşullarının ayarlanmasını içerir. Son aşama, tüm hattın ince ayarlanması ve sorun çözülmesine ayrılmıştır. Başarılı bir operasyon, eriyik kalitesi, eriyik için yeterli ancak plastiği bozmayan sıcaklık profili, minimum hurda üretimi ve (en aza indirecek) başlatma ve kapatma prosedürleri gibi birçok ayrıntıya yakından dikkat etmeyi gerektirir.
plastiği bozar. Şekil 1.8 sıcaklık örneklerini gösterir
farklı plastikler için profiller.
PLASTİK İŞLEME
Ekstruder, vidalı konveyör ve kompresörün birleşimidir. Bir konveyör olarak, mekanik olarak kendisini geriye doğru 'vidalama' görevi görür. Vidanın kendisi tek bir yerde kaldığından, plastik hareket eder ve kalıptan dışarı zorlanır. Plastik viskoz olduğundan ve akışa karşı sürtünme direnci geliştirdiğinden, vidayı döndürmek için güç gerekir. Bir kompresör olarak, vida başlangıçta katı plastiği (peletler, vb.) hareket ettirir ve plastik kademeli olarak erir. Katı aşamada, özellikle kristalin plastik daha yoğundur; bu plastikte hava boşlukları vardır ve bunun sonucunda düşük bir hacim yoğunluğuna (hacim başına ağırlık) sahip olurlar. Vida, katı plastiği sıkıştırır. Bu basınç hareketiyle, hava genellikle en az dirençli yolu izler ve besleme açıklığından geri itilir. Eriyikte hava kalırsa, eriyik kalıptan ürüne zarar vermeden çıktığında serbest kalabilir veya üründe bir kontaminasyon olarak kalabilir.
EKSTRUDER ISITMA VE SOĞUTMA PROFİLİ
Bir ekstrüderdeki eriyik sıcaklıklarına örnekler
Plastiği yumuşatmak için ısı iki şekilde sağlanır: dış namlu ısıtması ve metal namludaki metal vidanın hareketi nedeniyle plastik üzerinde oluşan iç sürtünme kuvvetleri. Sağlanan bu sürtünme ısısının miktarı kayda değerdir. Birçok ekstrüzyon işleminde plastiğe sağlanan toplam ısının çoğunu temsil eder. Elektrik, buhar gibi sıvılar veya sıcak yağ kullanılabilir. Elektrikli ısıtma genellikle tercih edilir çünkü en uygunudur, hızlı yanıt verir, ayarlanması en kolay, temizlenmesi kolay, minimum bakım gerektirir, çok daha geniş bir sıcaklık aralığını kapsar ve genellikle ilk yatırımlar açısından en ucuzudur.
YARDIMCI EKİPMAN
Kalıbın aşağısında farklı ürün gereksinimlerini karşılamak için farklı tipte çıkarma ekipmanları kullanılır. Bunlara boyutlandırma fikstürleri, soğutma tankları, sarma cihazları, hat hızı kontrolleri (mekanik, elektrik ve/veya sonik), gerilim kontrolleri (kapstanlar, vb.), çekme cihazları (tırtıl, sıkıştırma silindirleri, zıt hareket eden kayışlar, vb.), hat içi kesiciler, toplama ekipmanı (oluklar, tanklar, istifleyiciler, vb.), son şekillendirme, hızlı çıkarma silindirleri vb. dahildir.
ENERJİ TASARRUFU
Şekil 1.3 Bir ekstrüderden kaynaklanan enerji kayıplarına dair örnekler
Tüketilen veya kaybedilen enerji incelenirken, komple üretim hattında kullanılan ekipman ve plastik de dahil edilir. POLYTECH planstic makinelerimiz tarafından enerji tüketimini ve enerji kaybını azaltmak için sürekli bir çaba gösterilmektedir. Şekil 1.3
Bir ekstruderden enerji/ısı kaybının meydana geldiği bir örnek.
Diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, plastikler üretimleri için en düşük özgül enerji gereksinimine (Şekil 1.4), ürünlerin imalatına ve en düşük geri dönüşüm enerji tüketimine sahiptir. Enerji tasarrufu, ekstrüzyonda ve genel plastik endüstrisinde, plastik üretmekten işleme ve ürünleri geri dönüştürmeye kadar çeşitli bakış açılarından ele alınabilir. Neredeyse tüm değerlendirmelerde, plastik kullanımı enerji gereksinimlerini korur veya azaltır. Otomobillerde, uçaklarda ve diğer ulaşım araçlarında, plastiklerin artan kullanımı ağırlığı ve yakıt tüketimini azaltır; buna bir örnek, küçük viskinin yerini almasıdır
Uçaklardaki şişeler cam yerine ekstrüde üfleme kalıplı plastik şişelerle taşınarak çok fazla yakıt enerjisi tasarrufu sağlanır. İnşaatta plastik kullanımı yalıtım kazanımları yoluyla enerji tasarrufu sağlar. Ayrıca, sadece daha hafif plastik ürünleri göndermek bile enerji tasarrufu sağlar.
Şekil 1.4 Farklı malzemeler için enerji gereksinimleri.
EKSTRÜZYON SÜRECİNDEKİ GELİŞMELER
Bu başlangıçtan itibaren plastiklerdeki ilerlemeleri ekstrüzyon ekipmanlarındaki ilerlemeler izledi. Tüm bu eylemlerle birlikte, Polytech plastik makine co.,Ltd olarak plastiklerin ve diğer malzemelerin ekstrüzyon sürecini daha iyi anlamak için reoloji ve termodinamik alanında kapsamlı çalışmalar yaptık. Sonuçlar üretim oranlarını artırmaya, ekstrüzyon değişkenleri üzerindeki kontrol miktarını artırmaya ve/veya maliyetleri düşürmeye devam ediyor. Mevcut ekstrüzyon yöntemlerinin iyileştirilmesinde önemli gelişmeler olmaya devam ediyor.