Når termisk adskillelsesstribematerialer ikke fødes korrekt ind i systemet, bemærker operatører som regel hurtigt, at der er noget galt. Udviklingshastigheden begynder at svinge uforudsigeligt, og motorbelastningen bliver ligeledes uregelmæssig. Når man kigger ned i beholderen, kan man se skruens gevindgange stikke frem, fordi der ikke trækkes tilstrækkeligt materiale ind. Derudover opstår der den tydelige overfladeporøsitet på de ekstruderede profiler – det signalerer tydeligt, at luft er blevet fanget under bearbejdningen på grund af disse utilstrækkeligt fyldte tilførselszoner. Alle disse problemer betyder typisk, at produktionsydelsen falder med mellem 12 og 18 procent på de fleste produktionslinjer til termisk adskillelse. Den type tab udvikler sig hurtigt på enhver produktionsafdeling.
Formen af polymermaterialer spiller en stor rolle for, hvor pålideligt de kan transporteres gennem procesudstyr. For eksempel har det vist sig, at kantede genanvendte PET-pellets ofte klumper sammen cirka tre gange så ofte som glatte, nye partikler – noget, som reologisk forskning har bekræftet over tid. Når man arbejder med materialer med høj friktion, såsom glasforstærket PVC, bliver det afgørende at få bulkdensiteten til at ligge mellem 0,45 og 0,55 gram pr. kubikcentimeter for at sikre en jævn gravitationsstrøm ned i skruens kanalområde. De fleste producenter, der kæmper med klumpningsproblemer, vælger i dag kegleformede beholderdesigns, da disse hjælper med at bryde op i partiklernes indbyrdes fastklemning og generelt forbedrer materialetransporten gennem hele systemet. Alligevel er der altid kompromisser involveret, afhængigt af de specifikke produktionskrav og materialeegenskaber.
Hygroskopiske polymerer optager omgivende fugt inden for otte timer efter udsættelse, hvilket danner dampparter, der forstyrrer ekstruderingen. Nylon 6/6 med et fugtindhold på 0,03 % viser 27 % højere viskositetsvariation sammenlignet med korrekt tørret materiale (<0,01 %). Denne ustabilitet fører ofte til behov for nyudformning af skruen med dybere forgangsgeometri i tilførselszonen for at imødekomme pludselige ændringer i viskositet under procesforløbet.
Slid på indersiden af tilførselskanalerne er ofte en stor, men hyppigt overset årsag til problemer med materialtilførsel, især når der arbejdes med glasfiberforstærkede kunststoffer. Når erosion optræder, dannes uregelmæssige mellemrum, som forstyrrer materialetransporten og svækker overførslen af kompressionskræfter. Forskning offentliggjort sidste år viste, at tilførselskanaler med tegn på slid nedsætter polymerens optageeffektivitet med omkring 35 % under termiske brudoperationer. De fleste eksperter anbefaler, at der udføres laserkontroller hvert sjette måned for at opdage eventuelle formændringer større end et halvt millimeter. Dette bliver endnu vigtigere, når der arbejdes med sammensatte materialer indeholdende mineraler.
De standard skruer, som vi typisk ser, fungerer bare ikke så godt, når der arbejdes med meget tykke materialer, der indeholder over 60 % keramik. Når kompressionsforholdet falder under ca. 2,5 til 1, opstår der ikke tilstrækkelig forskydningskraft under processen, hvilket forstyrrer både smeltningen og opnåelsen af en god smørelsesbalance. Nylige undersøgelser viser, at skift til barriere-skruedesign kan reducere foderproblemer med cirka 40 procent i forhold til almindelige enfasede opstillinger. Og hvis man specifikt arbejder med silikonebaserede varmeafbrydelser, hjælper det faktisk på stabiliteten af det faste materialebælte, hvis flugtdybderne gradvis formindskes mellem ca. 15 og måske 20 millimeter. Denne forbedring blev observeret med omkring 28 % ifølge nogle simuleringsarbejder fra 2020, der undersøgte, hvordan disse materialer strømmer.
Når aksiale temperaturforskelle overstiger 15 grader Celsius per meter i tilførselsområdet, har de en tendens til at danne tidlige smeltefilm, hvilket forstyrrer, hvordan faste stoffer transporteres gennem systemet. Nogle undersøgelser fra 2004 fandt, at disse temperaturgradienter var forbundet med omkring 15 procent variationer i flowhastigheder for disse polyamid-termiske strimler. I dag løser de fleste moderne ekstruderingssystemer dette problem ved at inkorporere segmenterede varmesystemer med PID-styring. Dette hjælper med at opretholde temperaturkonsistens inden for plus eller minus 2 grader Celsius, hvilket er helt nødvendigt, hvis vi ønsker at bevare den krystallinske struktur intakt i højkvalitets termiske barriermaterialer, der anvendes i tekniske applikationer.
Et optimalt L/D-forhold på 28-30:1sikrer en gradvis trykopbygning uden materialebrodannelse. Rillede barrele sektioner øger friktionskoefficienterne med 40–60 % for materialer med lav bulktæthed. Fødeskruer med varierende stigning har vist en ydelsesforbedring på 25 % ved behandling af uregelmæssige genbrugspellets, hvilket er i overensstemmelse med granulometrisk forskning på transporteffektivitet.
Ensartet råmaterialegeometri forhindrer brodannelse og uregelmæssig tilfødsel:
For hygroskopiske materialer absorberer molekylsiger i beholderpadde fugt fra omgivelserne under tilførsel, hvilket minimerer flowforstyrrelser.
Opbevar en 50–60 °C gradient over de første tre cylinderzoner for at forhindre tidlig smeltning, samtidig med at effektiv transport af faste stoffer understøttes. Infrarød termografi viser, at ±5 °C afvigelser fra dette område kan forårsage op til 20 % variation i tilførselshastighed.
Optimering af skrueturtal (typisk 30–60) med PID-trykstyring opnår stationær ekstrudering inden for 8–12 minutter. Data fra 127 varmeafbryderstangslinjer viser 98 % outputstabilitet, når modtrykket forbliver mellem 8–12 MPa.
Begrænsning af materialeopholdstid i tilførselszonen til under 45 sekunder forhindrer delvis smeltning, som fører til udsving. Ventilerede cylindre med optimerede L/D-forhold (28:1 til 30:1) reducerer opholdstid med 35 % i forhold til standarddesign.
Lastceller (±0,5 % nøjagtighed) kombineret med drejningsmomentfølere muliggør dynamiske justeringer for at kompensere for variationer i bulktæthed op til 15 %. Tests viser, at disse systemer reducerer nedetid relateret til tilførsel med 60 % i produktion af varmeafbrydningsprofiler.
En europæisk fabrik havde problemer med løbende fejl i deres produktionslinje, hvor næsten en tredjedel af materialerne endte som affald på grund af inkonsistente tilførselsprocesser. Efter at have udført nogle diagnosticeringer fandt ingeniørerne ud af, at der faktisk var to hovedårsager til dette rod. For det første oversteg værkstedets temperatur regelmæssigt 27 grader Celsius, hvilket fik pelletsene til at klumpes sammen under processen. For det andet var der stadig en betydelig mængde fugt tilbage i de genbrugte polymerpellets – cirka 0,12 procent vægt – trods hvad der burde have været korrekte tørringsprocedurer. Da de testede yderligere ved hjælp af infrarødsensorer sammen med torque-rheometri-teknikker, så de noget bekymrende ske meget tidligere end forventet. Termisk nedbrydning begyndte at ske cirka 18 procent tidligere i disse problematiske batche i forhold til ideelle forhold ifølge forskning offentliggjort i European Polymer Journal tilbage i 2023.
Teamet redesignede tilførselszonen med:
Efter modificering viste forsøg konsekvent polymerstrøm på tværs af alle vagter, og variationskoefficienten (CV %) for beholderens tømning faldt fra 14,3 til 3,8.
De nyeste beholderdesigns er nu udstyret med belastningsceller og vibrationsensorer, som holder øje med mængden af materiale inde i beholderen, samtidig med at de opdager problemer med brodannelse i materialer såsom modificeret kiselpvc-pulver. Når disse smarte systemer registrerer noget unormalt, justerer de automatisk agitationshastigheden og aktiverer straks flodkorrektionsmekanismer, inden der opstår en egentlig tilstopning. Ifølge feltforsøg udført over omkring 18 forskellige opstillinger var operatørerne nødt til at gribe ind manuelt kun halvt så ofte ved de vanskelige termiske brydestrømmer sammenlignet med ældre modeller. En nyligt udgivet rapport i Plastics Technology fra 2024 understøtter dette fund og viser markante forbedringer i driftseffektiviteten ved brug af disse avancerede overvågningssystemer.
Smarte maskinlæringsværktøjer analyserer, hvordan drejmoment ændrer sig over tid, og undersøger mønstre i motorstrøm for at opdage tegn på slidsede skruer eller beskadigede barreler langt før de bliver et problem. Ifølge forskning offentliggjort i Industrial AI Journal sidste år så et selskab inden for branche en nedgang i uventet nedetid på omkring 40 % efter implementering af AI-systemer, der forbinder pludselige stigninger i temperaturer ved tilførselsåbningen med potentielle materialeblokeringer. Det, der gør disse prediktive systemer særligt værdifulde, er deres evne til automatisk at justere indstillinger eller bestille vedligeholdelse, når produktionslinjen ikke kører, hvilket sikrer, at alt fortsætter jævnt uden de dyre afbrydelser, der forstyrrer produktionsplanerne.
Seneste nyt
POLYWELL er specialiseret i PA66-varmeisoleringstriber, der tilbyder polyamidgranulat, extruderer, støbemaskiner, viklemaskiner og omfattende kundetilpasningsservice.
Jinfeng Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province, Kina
Copyright © 2024 Suzhou Polywell Engineering Plastics Co., Ltd Privatlivspolitik
EN
