Τι προκαλεί την ανομοιόμορφη εκτρύσια σε μηχανές εκτρύσεως πλαστικών για θερμοδιακοπτικές λωρίδες;

Θερμική Ανισορροπία στη Μηχανή Εκτρύσεως Πλαστικών

Αξονικές και Ακτινικές Κλίσεις Θερμοκρασίας που Διαταράσσουν την Ομοιογένεια της Τήξης

Οι διαφορές θερμοκρασίας κατά μήκος του κυλίνδρου, σε συνδυασμό με τις μεταβολές σε όλο το πλάτος του, οδηγούν σε ασυνεπή ιξώδες πολυμερούς, γεγονός που διαταράσσει την ομοιομορφία τήξης που απαιτείται για καλά θερμομονωτικά φέρετρα. Όταν η ζώνη τροφοδοσίας γίνει πολύ κρύα, επιβραδύνεται η διαδικασία τήξης. Παράλληλα, αν η ζώνη μέτρησης λειτουργεί πολύ ζεστή, οι πολυμερικές αλυσίδες αρχίζουν να διασπώνται θερμικά. Αυτές οι θερμοκρασιακές κλίσεις προκαλούν ποικίλα προβλήματα, όπως άνισους ρυθμούς ροής, νήματα μεταβλητού πάχους και τις ενοχλητικές επιφανειακές ρυτίδες που όλοι μισούν. Σύμφωνα με ορισμένα βιομηχανικά δεδομένα, ακόμη και μικρές διακυμάνσεις θερμοκρασίας της τάξης των 5 βαθμών Κελσίου μπορούν να αυξήσουν τις διακυμάνσεις ιξώδους κατά περίπου 30%, καθιστώντας τα εξαρτήματα διαστατικά ασταθή. Οι κατασκευαστές έχουν διαπιστώσει ότι η επένδυση σε ακριβείς πολυζωνικές θερμαντικές εγκαταστάσεις, σε συνδυασμό με τακτικούς ελέγχους της μόνωσης του κυλίνδρου, βοηθά στο να ελέγχονται αυτές οι προβληματικές διαφορές θερμοκρασίας την πλειονότητα του χρόνου.

Ψυχρά σημεία και ζεστές ζώνες που προκαλούν τοπική διάτμηση και διαχωρισμό ροής

Όταν υπάρχουν διαφορές θερμοκρασίας στην περιοχή επεξεργασίας, δημιουργούνται διαφορετικά επίπεδα ιξώδους που οδηγούν σε σημεία συγκεντρωμένης διατμητικής τάσης, όπου τα υλικά κινούνται με διαφορετικούς ρυθμούς. Οι ψυχρές περιοχές γύρω από τις θύρες τροφοδοσίας δημιουργούν μεγαλύτερη αντίσταση, με αποτέλεσμα τα πολυμερή να προσκολλώνται περισσότερο στα τοιχώματα του κυλίνδρου απ' ό,τι θα έπρεπε. Παράλληλα, οι θερμότερες περιοχές κοντά στα καλούπια μειώνουν τοπικά το ιξώδες, προκαλώντας την υπερβολικά γρήγορη προώθηση του υλικού πριν αυτό είναι έτοιμο. Αυτές οι ανισορροπίες έχουν ως αποτέλεσμα ελικοειδείς προφίλ ροής μέσα στο σύστημα, διαχωρισμό μεταξύ των στρώσεων του υλικού στις διεπιφάνειες και τελικά αδύναμη συγκόλληση κατά μήκος των γραμμών συγχώνευσης στα τελικά εξωθημένα προϊόντα. Οι θερμικές κάμερες δείχνουν ότι αυτές οι μικρές διαφορές θερμοκρασίας μπορούν να διαφέρουν μέχρι και 15 έως 20 βαθμούς Κελσίου σε εξοπλισμό που πάσχει από κακές ενδείξεις θερμοζεύγους ή παλιά στοιχεία θέρμανσης. Για να διασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία κατά την παραγωγή με θερμοδιακοπή, οι χειριστές εγκαταστάσεων πρέπει να ελέγχουν τακτικά τους αισθητήρες τους και να ρυθμίζουν τις ταχύτητες των κοχλιών σύμφωνα με τα θερμικά προφίλ που ενδεικνύονται. Η σωστή διαχείριση αυτού του ζητήματος αποτρέπει τους ενοχλητικούς διαχωρισμούς ροής που υπονομεύουν την ποιότητα του προϊόντος.

Προβλήματα που σχετίζονται με το υλικό και επηρεάζουν την ομοιόμορφη έγχυση

Απορρόφηση υγρασίας και προβλήματα λόγω ατμού σε υδροσκοπικά υλικά (π.χ. PA66-GF25)

Υλικά όπως υγροσκοπικές ρητίνες, συμπεριλαμβανομένων PA66-GF25, έχουν την τάση να απορροφούν υγρασία από τον αέρα κατά την αποθήκευση ή τη χειριστική πριν ξεκινήσει η επεξεργασία. Μόλις αυτά τα υλικά φτάσουν θερμοκρασίες πάνω από 220 βαθμούς Κελσίου μέσα στον εκχυστήρα, το κρυμμένο νερό μετατρέπεται σχεδόν αμέσως σε ατμό, δημιουργώντας απότομες πιέσεις που μπορεί να ξεπεράσουν τα 15 μεγαπασκάλ. Αυτή η γρήγορη διαστολή διαταράσσει τη συνέπεια της ροής του τηγμένου υλικού, προκαλώντας διακυμάνσεις στην παραγωγική έξοδο και κάνοντας τις λωρίδες θερμομόνωσης να βγαίνουν με ασυνεπείς διαστάσεις κατά μήκος τους. Για να αποφευχθεί αυτό το πρόβλημα, οι κατασκευαστές πρέπει να ξηράνουν τα κόκκινα ρητίνης σε περιεκτικότητα σε υγρασία περίπου 0,2 τοις εκατό ή χαμηλότερη πριν ξεκινήσουν την εκτροπή. Η τακτική δοκιμή μέσω μεθόδων όπως η τιτλοδότηση Karl Fischer βοηθά στην επιβεβαίωση των κατάλληλων επιπέδων ξήρανσης, κάτι που με τη σειρά του διατηρεί τη συνεπή ιξώδες του υλικού καθ' όλη τη διαδικασία και παρέχει μια πιο ομοιόμορφη ροή τήξης σε όλα τα παρτίδια.

Μη Τηκόμενα Σωματίδια και Στρωματοποιημένη Ροή που Προκαλούν Σπειροειδείς Γραμμές και Αποφλοίωση

Όταν η τήξη δεν είναι πλήρης, απομένουν στερεά σωματίδια τα οποία τείνουν να μετακινούνται προς τις ψυχρότερες περιοχές του τοιχώματος του μήτρας λόγω της αλληλεπίδρασης θερμότητας και πίεσης, δημιουργώντας αυτό που ονομάζουμε στρωματοποιημένη ροή. Το αποτέλεσμα είναι προφανές κατά την εξέταση του τελικού προϊόντος — οι σπειροειδείς αυτές γραμμές γίνονται ορατές στην επιφάνεια του εκτρουδόμενου υλικού. Εάν το υλικό ψυχθεί υπερβολικά γρήγορα, οι στρώσεις αρχίζουν να αποκολλώνται στις διεπιφάνειές τους. Σύμφωνα με δοκιμές βάσει των προτύπων ASTM D638, αυτή η αποκόλληση μπορεί να μειώσει την αντοχή των λωρίδων θερμικής διακοπής σύνθετων υλικών κατά 40% έως 60%. Το θετικό είναι ότι οι κατασκευαστές μπορούν να διορθώσουν αυτό το πρόβλημα ρυθμίζοντας το σχήμα των κοχλιών που χρησιμοποιούνται κατά την επεξεργασία, ώστε να βελτιωθεί η απόδοση τήξης και να διατηρηθεί σταθερή θερμοκρασία σε και τους δύο άξονες. Η σωστή ρύθμιση σημαίνει ότι θα απομένουν λιγότερα προβληματικά σωματίδια και το υλικό θα αναμιγνύεται ομοιόμορφα.

Μηχανικά και λειτουργικά ελαττώματα στο μηχάνημα εξώθησης πλαστικού

Φθορά κοχλία, υποβάθμιση έλικα και ασυνέπεια ροής τήξης

Οι κοχλίες φθείρονται με την πάροδο του χρόνου όταν αφρακτικά υλικά και ακαθαρσίες εισχωρούν στο σύστημα. Αυτή η σταδιακή διάβρωση αλλάζει το σχήμα του έλικα και καθιστά δυσκολότερη τη σωστή μεταφορά του υλικού. Όταν η φθορά γίνει σημαντική, διαταράσσεται η μεταφορά θερμότητας σε όλη τη διαδικασία. Ορισμένες περιοχές μπορεί να γίνουν υπερβολικά κρύες, ενώ άλλες μπορεί να αποτελέσουν επικίνδυνα σημεία υπερθέρμανσης, με αποτέλεσμα ενοχλητικά επιφανειακά σημάδια και ασυνεπή αποτελέσματα τήξης. Οι περισσότερες εγκαταστάσεις πραγματοποιούν έλεγχους με μικρόμετρο περίπου κάθε 500 ώρες λειτουργίας για να εντοπίσουν προβλήματα πριν επιδεινωθούν. Η αλλαγή σε κοχλίες από σκληρυμένο χάλυβα αντί για συνηθισμένες κραματώσεις μπορεί σε ορισμένες περιπτώσεις να διπλασιάσει τη διάρκεια ζωής, διατηρώντας σταθερή την ποιότητα τήξης και μειώνοντας τους εκνευριστικούς απρόβλεπτους σταματημούς που καταναλώνουν πολύτιμο χρόνο παραγωγής.

Η εκτροπή του μήτρας και η ανισοταιρία μεταξύ τραβήγματος και ταχύτητας εκτροπής που οδηγεί σε μεταβολή του πάχους τοιχώματος

Όταν οι μήτρες βγουν εκτός ευθυγράμμισης, η ροή της τήξης διοχετεύεται ανομοιόμορφα. Ταυτόχρονα, αν υπάρχει ανισοταιρία μεταξύ της ταχύτητας τραβήγματος και εκτροπής, αυτό μπορεί να τεντώσει ή να συμπιέσει το μεσαίο τμήμα του προφίλ. Αυτά τα προβλήματα μαζί οδηγούν συχνά σε μεταβολές του πάχους τοιχώματος που υπερβαίνουν το ±5% στις λωρίδες θερμικής διάσπασης. Ευτυχώς, εργαλεία ευθυγράμμισης με λέιζερ μαζί με σωστά συγχρονισμένα συστήματα κίνησης μπορούν να μειώσουν αυτές τις αποκλίσεις σε λιγότερο από 1%. Οι περισσότεροι κατασκευαστές βρίσκουν ότι είναι καλύτερο να εφαρμόζουν τακτικούς ελέγχους βαθμονόμησης περίπου κάθε 50 παραγωγικές παρτίδες. Συνήθως επαληθεύουν αυτές τις βαθμονομήσεις χρησιμοποιώντας μετρήσεις πάχους τοιχώματος με υπερήχους. Αυτή η προσέγγιση διατηρεί τις διαστάσεις εντός αποδεκτών ορίων και μειώνει σημαντικά τη σπατάλη υλικού με την πάροδο του χρόνου.