PA66 жылулық бөгеттік жолақтар үшін бір винтті немесе екі винтті экструдерлерді қалай таңдау керек?

PA66 өңдеудегі бір винтті және екі винтті экструдерлердің негізгі айырмашылықтары

Бір винтті және екі винтті экструдерлердің негізгі механикалық және жұмыс істеу айырмашылықтары

Бір винтты экструдерлер материалдарды машина қабырғаларымен үйкеліс арқасында балқыту үшін бір ғана айналатын валға ие болу арқылы жұмыс істейді. Басқа түрлерімен салыстырғанда конструкциясы әлдеқайда қарапайым, сондықтан соңғы деректерге сәйкес 2023 жылғы Polymer Processing Report мәліметтері бойынша, бұл машиналар әдетте 20-30 пайызға азырақ энергия пайдаланады. Дегенмен, олар заттарды толық араластырмайды. Екінші жағынан, екі винтты нұсқалар айналу кезінде бір-біріне сай келетін екі винтке ие. Бұлар шыныменақ пластиктер үшін үлкен илеуге ұқсайды, материал өтіп жатқан кезде оны сығып және араластырады. Бұл орнату өндірушілерге өнімнің барлық бөлігіне материалдар тең бөлінетінін және дұрыс араласатынын қамтамасыз ету үшін жақсырақ бақылау мүмкіндігін береді.

PA66 өңдеу талаптары мен жылулық тұрақтылық мәселелері

PA66 өңдеу кезінде материалды зақымдамай, жақсы нәтиже алу үшін температураны шамамен 260-270 градус Цельсий аралығында қатаң бақылау қажет. 2022 жылы «Journal of Advanced Polymers» журналында жарияланған зерттеу бұл тұста қызықты нәрсе анықтады. Стандартты бір винтті жүйелер жұмыс істеу кезінде шамамен плюс-минус 8 градусқа дейін тербеледі, ал екі винтті машиналар затты плюс-минус 3 градус ішінде ұстай алады. Бұл PA66 жағдайында үлкен айырмашылық жасайды, себебі ол қалыпты балқу температурасынан тіпті 15 градусқа асқан кезде ыдырауға бастайды. Бұл полимермен тұрақты жұмыс істейтін өндірушілер үшін осындай температура тұрақтылығы сапалы бөлшектер шығару мен қыздырудан пайда болатын қалдық материал алу арасындағы айырмашылықты білдіреді.

Араластыру және пластикациялау өнімділігі: PA66 үшін бір винтті және екі винтті жүйелер

Бір винтті экструдерлердегі балқу өнімділігі мен температураны реттеу

Бір винтты экструдерлердегі балқу процесі негізінен созылу әрекетінен пайда болатын үйкеліс пен цилиндр қабырғаларынан өтетін жылудың әсерінен жүреді. Бұл машиналар стандартты PA66 материалдары үшін жақсы жұмыс істейді, бірақ үлкен көлемді өндіру кезінде немесе температураға сезімтал материалдармен жұмыс істегенде қиындықтар туындайды. Соңғы жылдарғы өнеркәсіптік деректерге сәйкес, көптеген модельдер орташа сортты пластиктер үшін сағатына шамамен 150 кг өнімділікке ие. Дегенмен, толтырғыш қоспалармен жұмыс істеген кезде проблемалар басталады, себебі жабдық жылуды тиімді басқаруға қиналады. Бұл жиі нақты аймақтарда ыстық аймақтардың пайда болуына әкеледі, соның салдарынан материалдың ыдырау ықтималдығы артады.

Күрделі PA66 құрамы бар бір винтты жүйелердің гомогендік шектеулері

Бір винтты экструдерлерде қоспалар шыны толтырылған PA66 материалдарына қалай араласуына байланысты 15% шамасында өзгеріс болатындай көптеген мәселелер туындайды. Тақта қабырғаларының маңында талшық мазмұны 30%-дан асқан кезде заттар топталып, құрылыстағы жылулық үзіліс жолақтары сияқты заттарға қажетті механикалық қасиеттерді бұзады. Тұру уақытының біркелкісіздігін де ұмытпау керек. Көп аймақты экструзия процестері кезінде полимердің шамамен 5%-ы ыдырауы мүмкін, бұл өнімнің сапасы мен өндіріс құнына әсер ететіндіктен, өндірушілер міндетті түрде осындай құбылыстан қашқысы келеді.

Араластыру тиімділігі мен шығыстың тұрақтылығын арттырудағы винт конфигурациясының рөлі

Екі винтты экструдердегі инженерлік винт элементтері мақсатты функционалдық аймақтар арқылы PA66 өңдеуді оптималдандырады:

• Сығу блоктары дисперстік араластыру интенсивтілігін 40%-ға арттырады, әсіресе наноқұрамаларды интеграциялау үшін пайдалы
• Кері компонент рефлюкс пен температураны бақылау арқылы ең жоғары температураны 15-20 °C-ге төмендетеді
• Ұшақ биіктігінің айнымалылығы әрбір аймақта (± 2 МПа) қысымның тұрақтылығын қамтамасыз етеді

Бұл сипаттамалар перде қабырға жүйелерінің изоляциялық өнімділігі үшін маңызды болып табылатын 0,5 мм-ден кем болатын жұқа сызықтарды үздіксіз өндіруді мүмкінді етеді

Модификацияланған PA66 қоспалары мен қоспаларды өңдеудің ыңғайлылығы

PA66 қоспасында шыны талшықтар, жалын өшірушілер және басқа да қоспалармен жұмыс істеу

Шыны талшықтары немесе жалын тежегіштері бар PA66 қоспаларымен жұмыс істегенде, бір винтті экструдерлер ауыр қиындықтарға тап болады. Бұл машиналардың жүйенің барлық бойында қысым теңсіздігін туғызатын бір бағытта үйкеліс күшін қолдану тәсілі осылай болады. Нәтижесінде, құрамында 30% немесе одан да көп шыны болатын қоспалар үшін талшықтардың үзілу деңгейі әдетте 18%-дан жоғары көтеріледі. Дәл осындай жағдайда екі винтті технология ерекше көрінеді. Бұл жүйелерде өңдеу кезінде талшықтардың ұзындығын сақтауға мүмкіндік беретін бір-біріне итермеленген бөліктер бар. Ең маңыздысы, олар қоспалардың 95%-на жуығын біркелкі таратуы мүмкін, бұл компоненттер арасында жылулық үзілістер қажет болатын қолдануларда құрылымдық беріктігі жақсы болуы қажет бөлшектер үшін айырмашылық жасайды.

Реактивті экструзия мен қоспалар мөлшері жоғары қоспалар үшін екі винтті экструдерлер

Короатайтын екі бұранда экструдерлер реактивті экструзия процестерінде және көптеген қоспалары бар материалдармен жұмыс істегенде өте жақсы жұмыс істейді. 20% астам минералды толтырғыштары бар PA66 немесе галогенсіз отбаяны қоспалар сияқты арнайы қоспалар туралы ойланыңыз. Модульді конструкция өндірушілерге жылуға сезімтал компоненттерді машина бөліктерінің әртүрлі жерлеріне беруге мүмкіндік береді, бұл ыдырау проблемаларын азайтады. Кейбір зерттеулер бір реттік өту әдістерімен салыстырғанда материалдардың ыдырауы шамамен 30% азайғанын көрсетті. Бұл қасиет магний гидроксиді сияқты эндотермиялық қоспалармен жұмыс істегенде ерекше маңызды болып табылады. Бұл заттарды өңдеу кезінде қасиеттерін сақтау үшін әдетте 260-280 градус Цельсий аралығында температураны ұқыпты түрде басқаруды қажет етеді.

Жалғыз бұрандалы жүйелердегі ысыруға сезімталдық және толтырғыштардың таралуының қиындықтары

Толтырғыш заттары бар қоспаларды өңдеген кезде бір винтті экструдердегі жоғары сығылудың салдарынан балқу температурасы PA66-ның бұзылу порогынан жоғары, яғни 295 °C асатын болады. Бұл толтырғыш заттардың теңсіз таралуына әкеледі, экструдерленген материалда тығыздықтың ±12% ауытқуы байқалады, ал ол изоляциялық жолақтар үшін қабылданбайды, себебі олардың диэлектрик қасиеттері біркелкі болуы тиіс.

Үздіксіз жолақты экструдерлеуде өндірістің тиімділігі, өткізу қабілеті және шығу стабильдігі

Әртүрлі ысыру мен жылу жағдайларында өткізу қабілетінің салыстырмасы

Стандарттық жалғыз шнек арқылы сүзгіштер, әдетте, PA66 материалмен жұмыс істеген кезде сағатына 18-ден 23 килограммға дейінгі максималды өнімділікке жетеді. Дегенмен, осы полимердің шыны толтырғыш нұсқаларымен жұмыс істеген кезде жағдай қатты өзгереді. 2023 жылғы Пластикалық өнеркәсіп ассоциациясының соңғы зерттеулеріне сәйкес, бұл материалдар өңдеу кезінде кедергіні арттыратындықтан, өнімділік 30-40 пайызға дейін төмендейді. Екі шнекті машиналар мүлдем басқаша жұмыс істейді, жүйенің барлық бөлігіне қысымды біркелкі тарататындықтан, толтырғыштың қандай түрі болса да, сағатына 25-35 кг өндіру қарқынын сақтайды. Алайда, жалғыз шнек қондырғылары үшін операторлар температураны өте дәл реттеуді сақтауы керек. Температура 285 градустан жоғары болған кезде материал бүлініп, нәтижелер тұрақсыз болмас үшін, оны плюс-минус 2 градус Цельсий аралығында ұстау қажет.

Температураны реттеу дәлдігі мен ұзақ уақыттық процестің тұрақтылығы

Ұзақ 24 сағаттық өндіру циклі кезінде заманауи екі бұрандалы экструдерлер температураның тербелісін ± 1,5 °C-қа дейін шектейді, ал жалғыз бұрандалы жүйелерде бұл көрсеткіш ± 3,5 °C құрайды. Бұл тұрақтылық жолақтың қалыңдығының өзгеруін 0,1 миллиметрден төмен ұстайды – ал 0,12 миллиметрден аспайтын ауытқу терезе профилін жинау сызығында төменгі деңгейдегі 19% ығысуға әкеп соғуы мүмкін, сондықтан бұл өте маңызды.

Үздіксіз жылулық бөгетті жолақ өндіру кезіндегі қысымның қалыптасуы мен тұрақтылығы

Жалғыз бұрандалы экструдерде PA66 толтырғышты өңдеу кезінде 60 МПа-дан асатын қысым шыңдары жолақ тығыздығының ± 8% өзгеруіне әкеп соғады. Екі бұрандалы жүйе 45-50 МПа аралығында тұрақты қысымды сақтайды. Балқытылған массаны нақты уақыт режимінде бақылау арқылы олар бұранданың айналу жылдамдығын динамикалық түрде реттеп, 8 сағаттық өндіру барысында қалыңдық дәлдігін ± 0,07 мм шеңберінде ұстайды.

Орташа көлемді PA66 өндіру үшін жалғыз бұрандалы және екі бұрандалы экструдерлердің шығындары мен пайдасының талдауы

Бастапқы инвестициялар, техникалық қызмет көрсету және энергия шығындарының салыстырмасы

Бір винтты экструдерлердің алғашқы құны екі винтты жүйелерге қарағанда 2023 жылғы Пластикалық материалдар машина жабдықтары туралы есепке сәйкес шамамен 30-50 пайызға арзан, бұл бюджетін мұқият бақылайтын компаниялар үшін осы машиналарды ерекше тартымды етеді. Алайда, екі винтты экструдерлер шыны толтырылған PA66 өңдеу кезінде килограммға шаққанда жақсартылған жылу тарату сипаттамалары арқасында нақты 18-22 пайызға азырақ энергия тұтынады. Ұстау шығындарына келетін болсақ, екі нұсқа арасында да үлкен айырмашылық бар. Екі винтты қондырғылар абразивті материалдармен жұмыс істеген кезде тез wear износқа ұшырауы арқасында жыл сайынғы жөндеу шығындары шамамен 40 пайызға жоғары болады. Осы уақыт ішінде, стандартты бір винтты қондырғылар PA66 материалдарын өңдеу кезінде компоненттерді ауыстыру қажеттілігі үштен бестеу есе төмен болады, бұл ұзақ мерзімде техникалық қызмет көрсету бөлімдеріне анағұрлым жеңіл жағдай жасайды.

Өндіріс көлемі мен материал күрделілігіне негізделген иеліктің жалпы құны

Жылына 50-ден 200 тоннаға дейінгі орташа көлемде PA66 жылулық тақталарды өндіргенде, толтырылмаған шайналар үшін бір винтті экструдерлер жалпы есеппен жұмыс шығындарын шамамен 12-15 пайызға төмендетеді. Дегенмен, 25%-дан астам шыны талшық құрамы бар PA66 үшін жағдайлар өзгереді. 2023 жылғы AMI Consulting зерттеуіне сәйкес, мұнда қаржылық тұрғыдан қарағанда екі винтті жүйелер тиімді бола бастайды. Бұл жүйелер материалдарды үнемдеуге де көмектеседі және қалдық деңгейін 8-12 пайызға дейін төмендетеді. Жылына 150 күннен астам жұмыс істейтін қондырғылар үшін екі винтті жүйелер балқыту температурасын плюс-минус 1,5 градус Цельсий диапазонында тұрақты ұстау арқылы артықшылық береді. Бұл температураның тұрақтылығы сапа мәселелеріне байланысты жарамсыз өнімдердің пайда болуын ұқсас жағдайларда бір винтті машиналармен салыстырғанда шамамен 5-7 пайызға азайтады.