Хуванцар шахмал нь түүхий хуванцарыг хайлуулж, тасралтгүй профиль болгон үүсгэдэг өндөр эзэлхүүнтэй үйлдвэрлэлийн процесс юм.Extrusion нь хоолой/хоолой, цаг агаарын хамгаалалт, хашаа, тавцангийн хашлага, цонхны хүрээ, хуванцар хальс, хавтан, термопластик бүрээс, утас тусгаарлагч зэрэг зүйлсийг үйлдвэрлэдэг.
Энэ процесс нь хуванцар материалыг (үрэл, мөхлөг, ширхэг эсвэл нунтаг) бункерээс экструдерын торхонд оруулах замаар эхэлдэг.Материалыг эргүүлэх эрэг болон торхны дагуу байрлуулсан халаагуураар үүсгэсэн механик энерги аажмаар хайлуулдаг.Дараа нь хайлсан полимерийг шахаж хэвэнд оруулдаг бөгөөд энэ нь полимерийг хөргөх явцад хатуурдаг хэлбэрт оруулдаг.
ТҮҮХ
Хоолойг шахах
Орчин үеийн экструдерын анхны прекурсоруудыг 19-р зууны эхээр боловсруулсан.1820 онд Томас Хэнкок боловсруулсан резинэн хаягдлыг нөхөн сэргээх зориулалттай резинэн "завхлагч" зохион бүтээж, 1836 онд Эдвин Чаффи резинэн нэмэлтийг холих хоёр өнхрөх машин зохион бүтээжээ.Анхны термопластик шахалтыг 1935 онд Пол Троестер болон түүний эхнэр Эшли Гершофф нар Германы Гамбург хотод хийжээ.Удалгүй LMP-ийн Роберто Коломбо Италид анхны хос шурагтай экструдерийг бүтээжээ.
ПРОЦЕСС
Хуванцарыг шахахдаа түүхий нийлмэл материал нь ихэвчлэн дээд хэсэгт суурилуулсан бункерээс экструдерын торхонд цутгадаг нугалам (жижиг бөмбөлгүүдийг, ихэвчлэн давирхай гэж нэрлэдэг) хэлбэртэй байдаг.Өнгөт бодис, хэт ягаан туяаны дарангуйлагч (шингэн эсвэл үрлэн хэлбэрээр) зэрэг нэмэлт бодисуудыг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд бункер дээр ирэхээс өмнө давирхайд хольж болно.Уг процесс нь экструдерын технологийн цэгээс хуванцар шахах хэлбэрт ихээхэн нийтлэг байдаг ч энэ нь ихэвчлэн тасралтгүй явагддагаараа ялгаатай байдаг.Пультрузи нь ихэвчлэн нэмэлт арматур бүхий тасралтгүй урттай ижил төстэй олон профайлыг санал болгож болох боловч энэ нь полимер хайлмалыг хэвээр шахахын оронд бэлэн бүтээгдэхүүнийг хэвнээс гаргаж авах замаар хийгддэг.
Материал нь тэжээлийн хоолойгоор (баррельны арын хэсэгт байрлах нүх) орж, шурагтай холбогддог.Эргэдэг эрэг (ихэвчлэн 120 эрг / мин-ээр эргэлддэг) нь хуванцар ирмэгийг халаасан торх руу урагшлуулдаг.Хүссэн шахалтын температур нь наалдамхай халаалт болон бусад нөлөөллөөс болж торхны тогтоосон температуртай тэнцүү байх нь ховор байдаг.Ихэнх процессуудад гурван ба түүнээс дээш бие даасан PID-хяналттай халаагчийн бүс нь торхны температурыг арын хэсгээс (хуванцар орж ирдэг) урд тал руу аажмаар нэмэгдүүлдэг торхонд халаалтын профайлыг тогтоодог.Энэ нь хуванцар бөмбөлгүүдийг торхоор шахах үед аажмаар хайлж, полимерийг задлахад хүргэж болзошгүй хэт халалтын эрсдлийг бууруулдаг.
Торхны доторх хүчтэй даралт, үрэлтийн улмаас нэмэлт дулаан үүсдэг.Үнэн хэрэгтээ, хэрэв шахах шугам нь тодорхой материалыг хангалттай хурдан ажиллуулж байвал халаагчийг унтрааж, хайлмал температурыг зөвхөн баррель доторх даралт, үрэлтийн тусламжтайгаар хадгалах боломжтой.Ихэнх экструдеруудад хэт их дулаан үүссэн тохиолдолд температурыг тогтоосон хэмжээнээс доогуур байлгахын тулд хөргөх сэнс байдаг.Хэрэв албадан агаар хөргөх нь хангалтгүй бол цутгамал хөргөлтийн хүрэм ашиглана.
Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг харуулахын тулд хуванцар экструдерыг хагасаар нь таслав
Торхны урд талд хайлсан хуванцар нь боолтыг орхиж, хайлмал дахь аливаа бохирдлыг арилгахын тулд дэлгэцийн багцаар дамждаг.Энэ цэг дэх даралт нь 5000 psi (34 МПа)-аас хэтрэх боломжтой тул дэлгэцийг таслагч хавтангаар (түүгээр өрөмдсөн олон нүхтэй зузаан металл шайб) бэхэлсэн.Дэлгэцийн багц/таслагч хавтангийн угсралт нь баррель доторх даралтыг бий болгоход үйлчилдэг.Полимерийг жигд хайлуулах, зөв холихын тулд буцах даралт шаардлагатай бөгөөд хэр их даралтыг бий болгохыг дэлгэцийн багцын найрлага (дэлгэцийн тоо, тэдгээрийн утас нэхэх хэмжээ болон бусад параметрүүд) өөр өөр байдлаар "хянах" боломжтой.Энэхүү таслагч хавтан ба дэлгэцийн багц нь хайлсан хуванцарын "эргэлтийн санах ой" -ыг арилгаж, оронд нь "уртааш санах ой" үүсгэдэг.
Таслагч хавтанг дайран өнгөрсний дараа хайлсан хуванцар нь хэвэнд ордог.Маягт нь эцсийн бүтээгдэхүүнд түүний дүр төрхийг өгдөг зүйл бөгөөд хайлсан хуванцар нь цилиндр хэлбэртэйгээс бүтээгдэхүүний профиль хэлбэрт жигд урсдаг байх ёстой.Энэ үе шатанд жигд бус урсгал нь профайлын тодорхой цэгүүдэд хүсээгүй үлдэгдэл стресстэй бүтээгдэхүүнийг үүсгэж, хөргөх үед эвдрэл үүсгэдэг.Үргэлжилсэн профайлаар хязгаарлагдах олон янзын хэлбэрийг үүсгэж болно.
Бүтээгдэхүүнийг одоо хөргөх шаардлагатай бөгөөд энэ нь ихэвчлэн усан ваннд шахмал бодисыг татах замаар хийгддэг.Хуванцар нь маш сайн дулаан тусгаарлагч тул хурдан хөргөхөд хэцүү байдаг.Гантай харьцуулахад хуванцар нь дулаанаа 2000 дахин удаан дамжуулдаг.Хоолой эсвэл хоолойг шахах шугамд битүүмжилсэн усан ваннд болгоомжтой хяналттай вакуумаар үйлчилдэг бөгөөд ингэснээр шинээр үүссэн, хайлсан хоолой эсвэл хоолойг нурахаас хамгаална.Хуванцар хавтан гэх мэт бүтээгдэхүүний хувьд хөргөлтийн өнхрүүлгийн багцыг татах замаар хөргөнө.Кино болон маш нимгэн хавтангийн хувьд агаар хөргөх нь хөргөлтийн эхний үе шат болгон үр дүнтэй байдаг.
Хуванцар экструдерийг дахин боловсруулсан хуванцар хог хаягдал болон бусад түүхий эдийг цэвэрлэх, ангилах, холих дараа дахин боловсруулахад өргөнөөр ашигладаг.Энэ материалыг цаашдын боловсруулалтанд урьдал материал болгон ашиглахын тулд голдуу ирмэг буюу үрэл болгон цавчихад тохиромжтой утас болгон шахдаг.
ШИРГИЙН ДИЗАЙН
Термопластик шурагт таван боломжит бүс байдаг.Нэр томъёо нь салбарт стандартчлагдаагүй тул эдгээр бүсийг өөр өөр нэрээр нэрлэж болно.Төрөл бүрийн полимер нь өөр өөр шурагны загвартай байх ба зарим нь бүх боломжит бүсийг багтаадаггүй.
Энгийн хуванцар шахмал шураг
Extruder эрэг Бостон Мэттьюс
Ихэнх эрэг нь эдгээр гурван бүстэй байдаг:
● Тэжээлийн бүс (хатуу бодис дамжуулах бүс гэж нэрлэдэг): энэ бүс нь давирхайг экструдер руу оруулдаг ба сувгийн гүн нь ихэвчлэн бүх бүсэд ижил байдаг.
● Хайлах бүс (шилжилт эсвэл шахалтын бүс гэж нэрлэдэг): энэ хэсэгт ихэнх полимер хайлж, сувгийн гүн аажмаар багасдаг.
● Хэмжих бүс (хайлмал дамжуулах бүс гэж нэрлэдэг): энэ бүс нь сүүлчийн тоосонцорыг хайлуулж, жигд температур, найрлагатай холилдоно.Тэжээлийн бүсийн нэгэн адил сувгийн гүн нь энэ бүсэд тогтмол байна.
Үүнээс гадна агааржуулалттай (хоёр үе шаттай) шураг нь:
● Даралтыг бууруулах бүс.Энэ бүсэд шурагны 2/3 орчим хэсэгт суваг нь гэнэт гүнзгийрч, даралтыг бууруулж, хуримтлагдсан хий (чийг, агаар, уусгагч, урвалж бодис) вакуумаар гадагшлуулах боломжийг олгодог.
● Хоёр дахь хэмжих бүс.Энэ бүс нь эхний тоолуурын бүстэй төстэй боловч илүү их сувгийн гүнтэй байдаг.Энэ нь дэлгэц болон үхрийн эсэргүүцлийг даван туулахын тулд хайлмалыг дахин дарах үйлчилгээ үзүүлдэг.
Ихэнхдээ шурагны уртыг түүний диаметрийг L:D харьцаагаар илэрхийлдэг.Жишээлбэл, 6 инч (150 мм) диаметртэй эрэг нь 24:1-д 144 инч (12 фут) урт, 32:1-д 192 инч (16 фут) урттай байна.L:D харьцаа нь 25:1 түгээмэл байдаг ч зарим машинууд ижил шургийн диаметртэй илүү холих, илүү их гаралт авахын тулд 40:1 хүртэл явдаг.Хоёр үе шаттай (агааржуулалттай) эрэг нь ихэвчлэн 36: 1 харьцаатай, хоёр нэмэлт бүсийг тооцдог.
Бүс бүр нь температурыг хянах зориулалттай баррель хананд нэг буюу хэд хэдэн термопар эсвэл RTD-ээр тоноглогдсон байдаг."Температурын профайл" нь, өөрөөр хэлбэл, бүс бүрийн температур нь эцсийн шахмал материалын чанар, шинж чанарт маш чухал юм.
ЖИШИГ ШАТАХ МАТЕРИАЛ
Шахах үед HDPE хоолой.HDPE материал нь халаагуураас, хэвэнд, дараа нь хөргөх сав руу орж ирдэг.Энэхүү Acu-Power дамжуулах хоолой нь цахилгаан кабелийг тодорхойлохын тулд нимгэн улбар шар өнгийн хүрэмтэй хар өнгөтэй, хамт шахагдсан байна.
Экструзид хэрэглэгддэг ердийн хуванцар материалд полиэтилен (PE), полипропилен, ацетал, акрил, нейлон (полиамид), полистирол, поливинил хлорид (PVC), акрилонитрил бутадиен стирол (ABS) болон поликарбонат орно.[4 ]
ҮХЭЛИЙН ТӨРӨЛ
Хуванцарыг шахахад ашигладаг төрөл бүрийн хэлбэрүүд байдаг.Маягтын төрөл ба нарийн төвөгтэй байдлын хооронд мэдэгдэхүйц ялгаа байж болох ч бүх хэв нь шахах хэлбэр гэх мэт тасралтгүй боловсруулалтаас ялгаатай нь полимер хайлмалыг тасралтгүй шахах боломжийг олгодог.
Үлээсэн хальс шахах
Хуванцар хальсыг үлээж шахах
Худалдааны уут, тасралтгүй даавуу зэрэг бүтээгдэхүүнд зориулсан хуванцар хальс үйлдвэрлэхэд үлээлгэсэн хальс ашиглан хийдэг.
Энэ процесс нь үхэх хүртэл ердийн шахалтын процесстой адил юм.Энэ процесст гурван үндсэн хэлбэрийг ашигладаг: цагираг (эсвэл хөндлөвч), аалз, спираль.Цагираг хэлбэрийн хэвлүүр нь хамгийн энгийн бөгөөд хэвээс гарахын өмнө хэвний бүх хөндлөн огтлолын эргэн тойронд полимер хайлуулах сувагт тулгуурладаг;Энэ нь жигд бус урсгалд хүргэж болзошгүй.Аалзны өлгүүр нь хэд хэдэн "хөл" -ээр дамжин гаднах цагирагт бэхлэгдсэн төв эргээс бүрдэнэ;Урсгал нь цагираг хэлбэртэй хэлбэрээс илүү тэгш хэмтэй байдаг ч хальсыг сулруулдаг хэд хэдэн гагнуурын шугам үүсдэг.Спираль хэлбэр нь гагнуурын шугам, тэгш бус урсгалын асуудлыг арилгадаг боловч хамгийн төвөгтэй байдаг.
Хайлмалаас гарахын өмнө бага зэрэг хөргөж, сул хагас хатуу хоолойг гаргаж авдаг.Энэ хоолойн диаметр нь агаарын даралтын нөлөөгөөр хурдан өргөжиж, хоолойг булны тусламжтайгаар дээш нь татаж, хуванцарыг хөндлөн болон зурах чиглэлд хоёуланг нь сунгана.Зурах, үлээх нь хальсыг шахмал хоолойноос нимгэн болгохоос гадна полимер молекулын гинжийг хамгийн их хуванцар омгийг хардаг чиглэлд тэгшлэнэ.Хэрэв хальсыг үлээхээс илүү их зурсан бол (хоолойн эцсийн диаметр нь шахагдсан диаметртэй ойролцоо) полимер молекулууд нь зурах чиглэлд маш их нийцэж, энэ чиглэлд хүчтэй, харин хөндлөн чиглэлд сул хальс үүсгэдэг. .Шахсан диаметрээс хамаагүй том диаметртэй хальс нь хөндлөн чиглэлд илүү их хүч чадалтай, харин татах чиглэлд бага байх болно.
Полиэтилен болон бусад хагас талст полимеруудын хувьд хальсыг хөргөх үед энэ нь хяруу шугам гэж нэрлэгддэг талст үүсдэг.Хөргөх явцад хальсыг хэд хэдэн багц өнхрөх өнхрүүлгээр татаж, хавтгай хоолой болгон тэгшлээд дараа нь хоёр ба түүнээс дээш өнхрөх цаас болгон ороож эсвэл зүсэж болно.
Хуудас / хальс шахах
Хуудас / хальс шахах нь үлээхэд хэт зузаан хуванцар хуудас эсвэл хальсыг шахахад ашигладаг.Т-хэлбэрийн болон хувцасны өлгүүр гэсэн хоёр төрлийн хэвийг ашигладаг.Эдгээр хэвний зорилго нь экструдерээс нэг дугуй гаралтаас полимер хайлмалын урсгалыг нимгэн, хавтгай хавтгай урсгал руу чиглүүлэх явдал юм.Хоёр төрлийн хэв маяг нь хэвний хөндлөн огтлолын бүх хэсэгт тогтмол, жигд урсгалыг хангадаг.Хөргөх нь ихэвчлэн хэд хэдэн хөргөлтийн ороомог (календар эсвэл "хөргөх" өнхрөх) дамжуулан татдаг.Хуудас шахах үед эдгээр өнхрөх нь зөвхөн шаардлагатай хөргөлтийг өгдөг төдийгүй хуудасны зузаан, гадаргуугийн бүтцийг тодорхойлдог.[7]Хэт ягаан туяаны шингээлт, бүтэц, хүчилтөрөгчийн нэвчилт, энергийн тусгал зэрэг тодорхой шинж чанаруудыг олж авахын тулд үндсэн материал дээр нэг буюу хэд хэдэн давхаргыг хэрэглэхэд ихэвчлэн хамтарсан шахалтыг ашигладаг.
Хуванцар хавтангийн шахалтын дараах нийтлэг процесс бол термоформ хийх бөгөөд хуудсыг зөөлөн (хуванцар) болтол халааж, хэвээр дамжуулан шинэ хэлбэрт оруулдаг.Вакуум ашиглах үед үүнийг ихэвчлэн вакуум үүсгэх гэж тодорхойлдог.Баримтлал (жишээ нь 1-ээс 36 инч хүртэл гүнд янз бүр байж болох хэвэнд зурах чадвар/хуудасны боломжит нягтрал) нь маш чухал бөгөөд ихэнх хуванцаруудын үүсэх мөчлөгийн хугацаанд ихээхэн нөлөөлдөг.
Хоолойн шахмал
PVC хоолой гэх мэт шахмал хоолойг үлээлгэсэн хальс шахахад ашигладагтай маш төстэй хэвийг ашиглан үйлдвэрлэдэг.Зүүгээр дамжуулан дотоод хөндийд эерэг даралтыг хийж болно, эсвэл эцсийн хэмжээсийг зөв болгохын тулд вакуум хэмжигч ашиглан гадна диаметрийг сөрөг даралтыг хийж болно.Маягт руу тохирох дотоод эргийг нэмж нэмэлт люмен эсвэл нүх гаргаж болно.
Boston Matthews эмнэлгийн экструзион шугам
Олон давхаргат хоолойн хэрэглээ нь автомашины үйлдвэрлэл, сантехник, халаалтын үйлдвэр, сав баглаа боодлын үйлдвэрлэлд үргэлж байдаг.
Хэт хүрэмтэй шахмал
Бүрхүүлийн гадуур шахах нь одоо байгаа утас эсвэл кабель дээр хуванцар давхаргыг түрхэх боломжийг олгодог.Энэ нь утсыг тусгаарлах ердийн процесс юм.
Утас, хоолой (эсвэл хүрэм) болон даралтаар бүрэх зориулалттай хоёр өөр төрлийн хэвний хэрэгсэл байдаг.Бүрхүүлийн хэрэгсэлд полимер хайлмал нь уруулын өмнө шууд хүрэх хүртэл дотоод утсанд хүрдэггүй.Даралтат хэрэгсэлд хайлмал нь хэвний уруул руу хүрэхээс өмнө дотоод утастай холбогддог;Энэ нь хайлмалыг сайн наалдуулахын тулд өндөр даралтын дор хийгддэг.Хэрэв шинэ давхарга болон одоо байгаа утаснуудын хооронд ойр дотно холбоо барих эсвэл наалдац хийх шаардлагатай бол даралтын хэрэгслийг ашиглана.Хэрэв наалдацыг хүсээгүй/шаардлагагүй бол оронд нь хантаазны хэрэгслийг ашиглана.
Хамтарсан шахмал
Coextrusion гэдэг нь материалын олон давхаргыг нэгэн зэрэг шахах явдал юм.Энэ төрлийн шахалт нь янз бүрийн наалдамхай хуванцарыг хайлуулж, тогтмол эзэлхүүнтэй дамжуулалтыг нэг шахмал толгойд (үхэх) хүргэхийн тулд хоёр ба түүнээс дээш экструдер ашигладаг бөгөөд энэ нь материалыг хүссэн хэлбэрээр нь шахах болно.Энэ технологийг дээр дурдсан процессуудын аль нэгэнд (үлээсэн хальс, бүрээс, хоолой, хуудас) ашигладаг.Давхаргын зузааныг материалыг нийлүүлж буй экструдерын харьцангуй хурд, хэмжээнээс хамаарч хянадаг.
5 :5 Гоо сайхны "шахах" хоолойн давхаргын хамтарсан шахалт
Бодит ертөнцийн олон хувилбарт нэг полимер нь хэрэглээний бүх шаардлагыг хангаж чадахгүй.Нийлмэл шахмал нь холимог материалыг шахах боломжийг олгодог боловч коэкструзия нь тусдаа материалыг шахмал бүтээгдэхүүнд өөр өөр давхарга болгон хадгалж, хүчилтөрөгчийн нэвчилт, хүч чадал, хөшүүн чанар, элэгдэлд тэсвэртэй гэх мэт өөр өөр шинж чанартай материалыг зохих ёсоор байрлуулах боломжийг олгодог.
Экструзын бүрээс
Цаас, тугалган цаас эсвэл хальсан дээр нэмэлт давхаргыг бүрэхийн тулд үлээлгэсэн эсвэл цутгамал хальсны процессыг шахмалаар бүрэх явдал юм.Жишээлбэл, энэ процессыг ашиглан цаасыг усанд тэсвэртэй болгохын тулд полиэтиленээр бүрэх замаар түүний шинж чанарыг сайжруулж болно.Мөн шахмал давхаргыг бусад хоёр материалыг нийлүүлэх цавуу болгон ашиглаж болно.Тетрапак бол энэ үйл явцын арилжааны жишээ юм.
НЭГДСЭН EXTRUSIONS
Нийлмэл шахмал нь нэг буюу хэд хэдэн полимерийг нэмэлтүүдтэй хольж хуванцар нэгдлүүдийг өгөх процесс юм.Тэжээл нь үрэл, нунтаг ба/эсвэл шингэн байж болох ч бүтээгдэхүүн нь ихэвчлэн шахмал болон шахах хэлбэрээр хуванцар үүсгэх процесст ашиглагддаг үрэл хэлбэрээр байдаг.Уламжлалт шахалтын нэгэн адил хэрэглээ болон хүссэн нэвтрүүлэх чадвараас хамааран машины хэмжээ нь өргөн хүрээтэй байдаг.Уламжлалт шахмалд нэг эсвэл хоёр шурагтай экструдер ашиглаж болох ч нийлмэл шахмалд хангалттай холих шаардлагатай байгаа нь хос эрэг шурагтай экструдерыг зайлшгүй шаардлагатай болгодог.
ЭКСТРУДЕРИЙН ТӨРЛҮҮД
Хос шурагтай экструдерын хоёр дэд төрөл байдаг: хамтран эргэдэг ба эсрэг эргэдэг.Энэ нэршил нь шураг тус бүрийн эргэлддэг харьцангуй чиглэлийг нөгөөгөөсөө харуулдаг.Хамт эргүүлэх горимд хоёр эрэг нь цагийн зүүний дагуу эсвэл цагийн зүүний эсрэг эргэлддэг;эсрэг эргэлтийн үед нэг шураг цагийн зүүний дагуу эргэлддэг бол нөгөө нь цагийн зүүний эсрэг эргэлддэг.Өгөгдсөн хөндлөн огтлолын талбай болон давхцах (завсрах) зэрэгт тэнхлэгийн хурд ба холих зэрэг нь хамтран эргэлддэг хос экструдерт илүү өндөр байдаг нь батлагдсан.Гэсэн хэдий ч эсрэг эргэдэг экструдерт даралт ихсэх нь илүү өндөр байдаг.Шурагны загвар нь ихэвчлэн модульчлагдсан бөгөөд янз бүрийн дамжуулагч, холигч элементүүд нь элэгдэл, идэмхий гэмтлийн улмаас үйл явцыг өөрчлөх эсвэл бие даасан эд ангиудыг солихын тулд хурдан тохируулга хийх боломжийг олгодог босоо амны дээр байрлуулсан байдаг.Машины хэмжээ нь 12 мм-ээс 380 мм хүртэл хэмжээтэй байдаг
ДАВУУ ТАЛУУД
Экструзын давуу тал нь хоолой гэх мэт профайлыг ямар ч уртаар хийж болно.Хэрэв материал нь хангалттай уян хатан байвал хоолойг ороомог дээр ороосон ч урт уртаар хийж болно.Өөр нэг давуу тал нь резинэн битүүмжлэлийг багтаасан нэгдсэн холбогчтой хоолойг шахах явдал юм.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 2-р сарын 25
