Hvad forårsager ujævn ekstrudering i plastekstruderingsmaskiner til varmebryderstrips?

Termisk ubalance i plastekstrudermaskinen

Aksiale og radiale temperaturgradienter, der forstyrrer smeltehomogeniteten

Temperaturforskelle, der løber langs hele barrelen, kombineret med variationer på tvers af dens bredde, fører til inkonsekvent polymerviskositet, hvilket forstyrrer smeltehomogeniteten, som er nødvendig for gode varmebrydningsprofiler. Når fødezonen bliver for kold, sænkes smelteprocessen. Samtidig begynder polymerkæderne at bryde ned termisk, hvis målesektionen bliver for varm. Disse temperaturgradienter forårsager alle mulige problemer, herunder uregelmæssige flomsrater, tråde med varierende tykkelse og de irriterende overfladeriller, som alle hader. Ifølge nogle industrielle data kan selv små temperatursvingninger på omkring 5 grader Celsius øge viskositetsudsving med cirka 30 %, hvilket gør komponenter dimensionelt ustabile. Producenter har fundet ud af, at investering i præcise flerzoned opvarmningssystemer kombineret med regelmæssig kontrol af barrelibolering for det meste hjælper med at holde disse problematiske temperaturforskelle under kontrol.

Kolde pletter og varme zoner, der forårsager lokaliseret skærvirkning og flomadskillelse

Når der er temperaturforskelle i bearbejdningsområdet, opstår forskellige viskositetsniveauer, som fører til koncentrerede skærespændingspunkter, hvor materialer bevæger sig med forskellig hastighed. Kolde områder omkring tilførselskanaler skaber højere modstand, hvilket får polymererne til at klæbe mere til kammervæggene, end de bør. I mellemtiden sænker varmere områder tæt på formstykker viskositeten lokalt, så materialet skynder sig for hurtigt frem, inden det er klar. Disse ubalancer resulterer i spiralformede strømningsmønstre inde i systemet, adskillelse mellem lag af materiale ved grænsefladerne og til sidst svag sammenføjning langs smeltefugerne i færdige ekstruderinger. Termiske kameraer viser, at disse små temperaturvariationer faktisk kan variere op til 15-20 grader Celsius i udstyr, der lider under dårlige termoelementaflæsninger eller gamle varmelegemer. For at holde produktionen kørende problemfrit under termisk pauseproduktion, skal anlægsoperatører regelmæssigt tjekke deres sensorer og justere skruhastigheder i henhold til hvad de termiske profiler viser. At få dette til at fungere korrekt forhindrer de irriterende strømningsadskillelser, som kompromitterer produktkvaliteten.

Materialebetingede ustabiliteter, der påvirker ekstrusionsens ensartethed

Fugtoptagelse og dampforårsaget pulsning i hygroskopiske råmaterialer (f.eks. PA66-GF25)

Materialer såsom hygroskopiske harper, herunder PA66-GF25, har en tilbøjelighed til at optage fugt fra luften under opbevaring eller håndtering inden bearbejdningen påbegyndes. Når disse materialer når temperaturer over 220 grader Celsius inde i ekstruderens cylinder, omdannes eventuel skjult vanddamp næsten øjeblikkeligt til damp, hvilket skaber pludselige trykstigninger, der kan overstige 15 megapascal. Denne hurtige udvidelse påvirker konsistensen af det smeltede materials strømning negativt, hvilket forårsager udsving i produktionsydelsen og resulterer i, at de termiske brydestrimer får inkonsistente dimensioner langs deres længde. For at forhindre dette problem skal producenter tørre harperne ned til omkring 0,2 procent fugtindhold eller derunder, inden ekstruderingen påbegyndes. Almindelig testning ved hjælp af metoder som Karl Fischer-titrering hjælper med at bekræfte korrekte tørreniveauer, hvilket igen sikrer en konstant materialeviskositet gennem hele processen og leverer en mere ensartet smeltestrøm på tværs af alle partier.

Uoplossete partikler og lagdelt strømning forårsager spiralformede linjer og delaminering

Når smeltningen ikke er fuldstændig, efterlades der faste partikler, som på grund af samspillet mellem varme og tryk har en tendens til at bevæge sig mod de køligere dele af formvæggen, hvilket skaber det, vi kalder lagdelt strømning. Det næste, der sker, er ret indlysende, når man ser på det færdige produkt – disse spiralformede linjer bliver synlige på overfladen af det, der ekstruderes. Hvis afkølingen sker for hurtigt, begynder lagene at adskille sig ved grænsefladerne. Ifølge test udført i henhold til ASTM D638-standarden kan denne adskillelse faktisk reducere styrken af kompositte termiske brydestrimer med mellem 40 % og 60 %. Den gode nyhed? Producenter kan løse dette problem ved at justere skruernes form under bearbejdningen for at forbedre smelteydelsen, samtidig med at temperaturen holdes konstant langs begge akser. Når dette gøres korrekt, vil der være færre problematiske partikler tilbage, og alt blandes ordentligt igennem materialet.

Mekaniske og operationelle fejl i plastekstrudermaskinen

Skrueslitage, heliksforringelse og uregelmæssig smeltestrøm

Skruer slites ned over tid, når abrasive materialer og urenheder trænger ind i systemet. Denne gradvise erosion ændrer formen på heliksen og gør det sværere at transportere materialet korrekt. Når slitage bliver tilstrækkeligt stor, påvirkes varmeoverførslen gennem processen. Nogle områder kan blive for kolde, mens andre bliver farligt varme punkter, hvilket fører til irriterende overfladefejl og inkonsistente smelteresultater. De fleste anlæg udfører mikrometers tjek ca. hvert 500 driftstimer for at opdage problemer, inden de eskalerer. At skifte til herdet stålskruer i stedet for almindelige legerede kan faktisk fordoble levetiden i nogle tilfælde, holde smeltekvaliteten stabil og reducere de frustrerende uventede nedbrud, der spilder så meget produktions tid.

Fejljustering af form og uoverensstemmelse mellem træk- og ekstruderingshastighed, der fører til variation i vægtykkelse

Når formerne bliver fejljusteret, ledes smeltestrømmen uhensigtsmæssigt. Samtidig kan en uoverensstemmelse mellem træk- og ekstruderingshastighed enten strække eller komprimere midterdelen af profilen. Disse problemer fører ofte til variationer i vægtykkelse, der overstiger plus/minus 5 % i varmebrydningsstrips. Heldigvis kan laservejledte justeringsværktøjer sammen med ordentligt synkroniserede drevsystemer reducere disse afvigelser til under 1 %. De fleste producenter finder det mest effektivt at udføre regelmæssige kalibreringstjek ca. hvert 50. produktionsløb. Disse kalibreringer verificeres typisk ved hjælp af ultralydsmålinger af vægtykkelse. Denne fremgangsmåde sikrer, at dimensionerne forbliver inden for acceptable grænser, og reducerer betydeligt materialespild over tid.