Bentuk dan desain sekrup memainkan peran penting dalam seberapa baik material meleleh serta jenis produk yang dihasilkan dari ekstruder sekrup tunggal. Faktor-faktor seperti pitch, kedalaman alur yang dibuat, dan komponen pencampur khusus semuanya memengaruhi perilaku polimer selama proses pengolahan. Ketika kita berbicara mengenai alur dangkal di area kompresi, alur tersebut menciptakan gaya geser yang lebih besar yang membantu mempercepat proses pelelehan. Alur yang lebih dalam di bagian pengumpanan justru membantu pergerakan material padat lebih baik. Untuk pencampuran, bagian-bagian tertentu dengan desain seperti alur berkelok atau cincin blister benar-benar meningkatkan sifat pencampuran distributif. Menurut beberapa penelitian industri dari Ponemon pada tahun 2023, hal ini dapat mengurangi perbedaan suhu sekitar 12% saat memproduksi strip pemutus termal. Sekrup yang memiliki blok aduk bertingkat cenderung mencapai konsistensi material sekitar 92%, sedangkan konfigurasi biasa hanya mencapai sekitar 78%. Hal ini memberikan perbedaan nyata dalam mencegah terbentuknya jembatan termal yang mengganggu pada profil jadi.
Rasio panjang terhadap diameter (L/D) memainkan peran besar dalam beberapa aspek utama, termasuk lama waktu material berada dalam sistem, stabilitas lelehan selama proses, dan konsumsi energi secara keseluruhan. Ketika membandingkan sistem dengan rasio L/D di atas 30:1 terhadap sistem sekitar 20:1, waktu tinggal ternyata meningkat sekitar 40%. Waktu tambahan ini memungkinkan pelelehan yang memadai untuk material sulit seperti PA66 yang memerlukan plastikasi menyeluruh sebelum diproses. Namun, melampaui rasio 40:1 mulai menimbulkan biaya lebih tinggi dalam hal penggunaan energi, biasanya meningkatkan konsumsi sekitar 18% tanpa peningkatan signifikan dalam keseragaman material. Kebanyakan pakar industri menyebutkan bahwa kisaran antara 28:1 hingga 32:1 merupakan titik optimal untuk aplikasi thermal break. Pada rasio tersebut, produsen dapat mengelola risiko degradasi material sekaligus tetap mencapai target produksi yang umumnya berkisar antara 120 hingga 150 kilogram per jam.
Jumlah produksi meningkat sebanding dengan kuadrat ukuran sekrup. Lihat angkanya: sekrup 120mm dapat menghasilkan sekitar 2,6 kali lipat dari yang dihasilkan sekrup 90mm dalam setiap putaran. Sekrup yang lebih besar juga berarti lebih banyak produk yang dihasilkan lebih cepat (sekitar 280 kg per jam dibandingkan hanya 170 kg saat beralih dari 100mm ke 80mm). Namun ada kelemahannya. Semakin besar sekrup, semakin kecil gaya geser yang dihasilkan, penurunannya berkisar antara 30% hingga 40%. Hal ini dapat mengganggu homogenitas pencampuran. Oleh karena itu, pemilihan ukuran yang tepat sangat tergantung pada jenis material yang ditangani. Untuk material cair seperti PVC, kebanyakan orang menemukan bahwa ukuran 90 hingga 110mm bekerja cukup baik. Namun untuk TPU yang kental, diperlukan ukuran yang lebih kecil, biasanya antara 60 dan 80mm, agar pencampurannya cukup intensif untuk mendistribusikan material secara merata.
Mengatur zona suhu dengan tepat sepanjang barrel adalah kunci dalam mengendalikan aliran polimer saat membuat strip thermal break. Di area zona pengumpanan, menjaga suhu di bawah titik transisi kaca membantu memadatkan material tanpa meleleh terlalu dini. Ketika material bergerak ke zona kompresi, kami menerapkan pemanasan terkendali, biasanya sekitar 170 hingga 190 derajat Celsius untuk material berbasis PA66. Ini menurunkan viskositas sehingga seluruh campuran menjadi homogen. Selanjutnya masuk ke zona metering, di mana keseimbangan dicapai antara panas yang dihasilkan oleh geseran (shearing) dan tambahan panas yang kami berikan. Keseimbangan ini menjaga aliran tetap stabil, yang sangat penting untuk mencapai toleransi dimensi ketat dalam kisaran plus atau minus 1,5 persen. Sebuah penelitian yang dipublikasikan tahun lalu menunjukkan bahwa hampir dua pertiga dari seluruh masalah ekstrusi justru berasal dari gradien termal yang buruk. Tidak heran banyak pabrik kini berinvestasi pada sistem pemantau kondisi secara real time.
Saat bekerja dengan strip pemutus panas PA66 GF25, pengaturan zona profil yang tepat sangat menentukan dalam memaksimalkan produksi sambil menjaga keutuhan sifat mekanis. Zona pengumpan harus dipertahankan pada suhu sekitar 160 hingga 170 derajat Celsius untuk mencegah terjadinya masalah bridging. Zona kompresi lebih rumit—suhunya harus mencapai kisaran 185 hingga 200 derajat guna mengatasi perubahan kristalinitas sebesar 85% secara optimal. Zona metering kemudian distabilkan pada suhu sekitar 190 hingga 205 derajat, yang membantu menjaga tekanan lelehan antara 25 hingga 35 MPa sehingga aliran material melalui die tetap konsisten. Beberapa data industri menunjukkan adanya korelasi yang cukup kuat antara ketepatan pengendalian suhu zona kompresi dalam rentang plus atau minus 2 derajat dengan konsistensi nilai R yang dihasilkan. Dan berikut ini hal penting yang perlu diperhatikan oleh produsen yang ingin mengurangi biaya: tingkat presisi ini dapat mengurangi konsumsi energi hingga hampir 18% dibandingkan dengan sistem ekstruder lama, berdasarkan studi pemrosesan polimer terbaru dari awal 2024.
Melebihi kisaran suhu ideal hanya sebesar 10 hingga 15 derajat Celsius dapat menyebabkan masalah serius pada material thermal break karena mempercepat proses pemutusan rantai (chain scission), yang pada akhirnya mengurangi kekuatan benturan sekitar 40 persen menurut standar ASTM D256-23. Peralatan modern saat ini dilengkapi sistem pendingin loop tertutup yang merespons dalam waktu kurang dari setengah detik terhadap permasalahan pemanasan geser. Jaket pendingin yang diposisikan secara strategis di area dengan gaya geser tertinggi membantu menjaga suhu lelehan tidak lebih dari 5 derajat dari pengaturan target, sesuatu yang penting untuk mempertahankan karakteristik tahan api, terutama saat bekerja dengan senyawa bebas halogen. Pengujian lapangan telah menunjukkan bahwa ketika produsen menggabungkan metode pemanasan terkendali PID dengan penyesuaian parameter kecepatan sekrup, mereka mengamati penurunan laju degradasi termal sekitar dua pertiga, sambil tetap mampu mempertahankan volume produksi sekitar 85 kilogram per jam.
Kecepatan sekrup sangat memengaruhi jumlah produksi, dan secara umum output meningkat cukup stabil saat beroperasi pada RPM rendah. Namun setelah melewati sekitar 70 RPM, situasinya mulai menarik. Jika seseorang menggandakan kecepatan dari 50 menjadi 100 RPM, peningkatan output yang terjadi hanya sekitar 65%. Lebih buruk lagi, fluktuasi suhu di sini menjadi sangat signifikan, kadang-kadang melebihi 40 derajat Celsius karena gesekan dan peleburan parsial yang terjadi di dalam. Bagi siapa pun yang bekerja dengan peralatan ini setiap hari, pencocokan angka RPM dengan jenis material yang diproses menjadi sangat kritis. Ambil contoh HDPE, salah satu plastik semi kristalin. Material semacam ini membutuhkan kecepatan sekitar 15 hingga 20 persen lebih lambat dibandingkan dengan material amorf seperti ABS jika kita ingin menjaga konsistensi thermal break selama proses produksi.
Cara polimer berperilaku dalam hal ketebalan dan elastisitasnya sangat memengaruhi tekanan yang terbentuk selama proses dan menjaga konsistensi aliran secara keseluruhan. Menurut penelitian Abeykoon dan rekan-rekannya pada tahun 2020, material yang menjadi lebih tipis di bawah tekanan dapat mengurangi penggunaan energi sekitar 18 persen dibandingkan dengan fluida Newtonian biasa. Saat bekerja dengan PVC termodifikasi yang memiliki elastisitas lelehan tinggi, biasanya terjadi peningkatan die swell sebesar 30 hingga 40 persen. Hal ini berarti operator perlu mengatur kecepatan screw secara hati-hati agar bagian-bagian yang dihasilkan memenuhi spesifikasi dimensi. Masalah stabilitas aliran seperti melt fracture cenderung terjadi ketika tegangan geser dinding melebihi sekitar 0,25 MPa. Untuk menghindari masalah ini dan menjaga kelancaran produksi, produsen harus memperhatikan secara cermat desain zona kompresi pada peralatan mereka.
Perbedaan konduktivitas termal dalam aditif benar-benar memengaruhi perpindahan panas melalui material. Serat kaca memiliki kisaran konduktivitas yang jauh lebih rendah, sekitar 0,8 hingga 1,2 W/mK dibandingkan dengan nilai lebih tinggi dari kalsium karbonat sekitar 2,6 W/mK. Perbedaan ini mengubah cara perpindahan panas melalui barrel sekitar 22 hingga 35 persen. Dalam hal Polyamide 66, kapasitas panas jenisnya yang relatif rendah sebesar 1,7 kJ per kgK berarti bahan ini meleleh dengan cepat selama proses pengolahan. Namun, sifat yang sama membuatnya rentan terhadap degradasi begitu suhu melebihi 295 derajat Celsius, sehingga operator perlu menjaga kontrol suhu secara ketat dalam kisaran plus atau minus 2 derajat. Sebagian besar masalah yang terjadi pada proses ekstrusi sebenarnya disebabkan oleh laju pendinginan yang buruk. Studi menunjukkan bahwa lebih dari dua pertiga dari semua cacat disebabkan oleh pendinginan yang tidak sebanding dengan kecepatan kristalisasi material, mengakibatkan masalah warping yang terutama terlihat pada aplikasi strip pemutus panas.
Berita Terkini
POLYWELL memfokuskan diri pada strip isolasi termal PA66, menawarkan butiran poliamida, ekstruder, cetakan, mesin penggulung, dan layanan kustomisasi satu atap yang komprehensif.
Kota Jinfeng, Kota Zhangjiagang, Kota Suzhou, Provinsi Jiangsu, Tiongkok
Hak Cipta © 2024 Suzhou Polywell Engineering Plastics Co., Ltd Kebijakan Privasi
EN
