PA66 (полиамид 66) бир камера экструдерлерде тез эриген өтүү жана эритиндин жогорку вязкостуу (8,000–12,000 Па·с колдонуу температурасында) болгондуктан уникалдуу реологиялык кыйынчылыктарды көрсөтөт. Бул касиеттер термиялык бузулган жол полосанын сапатын туруктуу кылуу үчүн так механикалык конфигурацияны талап кылат.
Бирдей шагка ээ болгон конвенционалдуу камералар PA66 үчүн тез фазалык өзгөрүү үчүн жетиштүү ысытма жылуулугун түзө албайт жана көп учурда эрибей калган бөлүчөлөр же термиялык чыгыштарга алып келет. Kruder жана башкалардын (1981) изилдөөсү стандарттык конструкциялар энергиянын 20–30% иштетилбеген ысытма которуудан улам чачыратыларын аныктаган.
Оптималдуу эригизүү үчүн басымды поочёмулуу көтөрүү үчүн контролдоо компрессиялык коэффициенттери (2,5:1–3,5:1), жетиштүү тургузуу убактысы үчүн L/D (Узундук/Диаметр) катары ≥ 25:1 жана PA66 абразивдүү шыны толтуруучу кошумчаларына чыдамдуу боло турган катуу цилиндр сызыктарын талап кылат.
Кыймыш винттер эриген жана катуу полимер фазаларын бөлүп коёт, бул чечим (Béreaux жана башкалар, 2009) традициялык конструкцияларга салыштырмалуу вязкостун 40% камтыйт. Кошумча винт катуу тасманын бузулушун алдын алат, бул жылуулукту бутактоодо өлчөмдүк туруктуулукту камтый турган негизги фактор болуп саналат.
Бир винттуу экструдерлерде PA66 менен иштөөдө жылыктыруунун бир түзсүздүгүнөн келип чыккан ысык чөйрөлөр, Polymer Processing Journal журналында өткөн жылы жарыяланган изилдөөлөрдүн айтымынча, термиялык деградациянын башталышына алып келет. Кадам сайынкы орнотулуштарда плюс же минус 15 градуска чейинки температуранын колебаниясы катмарлардын ортосундагы байланышты ныгайткан термиялык токтоолордун кристалдашына таасирин тийгизет. Бул маселелерди чечүү үчүн көптөгөн операторлор компрессия аймактарында үйлөнүш күчтөрүнөн пайда болгон кошумча жылуулукту азайткан конустук винт устундарга кайрылат. Аңгелде баррелдин жылытуу жана суулатуу тездигин да байкоо маанилүү, идеалдуу түрдө реакция убактысы 90 секундтан ашпай турган деңгээлге жетүү керек.
Бүгүнкү экструзия машиналары жалпысынан баррелдерин PA66 иштетүүнүн ар кайсы стадияларын камтый турган бештен жети чейинки температура зоналарына бөлүшөт. Материал салынып турган биринчи зонада температура 240–250 градус Целсийга жакын болот. Бул эриген процессти баштоого жардам берет, бирок кристалдашуу ийгилик менен алдын алынат. Андан кийин метрлеу зонасы келет, ал жерде температура дээрлик 265 градус плюс же минус 2 градус болуп туруу керек. Ысыктын таралышын ушунчалык так башкаруу үчүн, производстволор көбүнчө керамикалык тасма ыздыргычтарды жана суу менен оорутуучу куралдарды колдонушат. Бул системалар миллиметр сайын дээрлик жарым градуска жеткен термалдык градиентти сактай алат. Бул неге маанилүү? Бүткүл шнек боюнча эриген массанын вязкостун 1% төмөн колебанияларын сактоо өнүмдүн сапатын бирдей сактоо үчүн абсолюттуу маанилүү. Кичинекей температура өзгөрүүлөрү өндүрүштүн кийинки баскычтарында чоң кыйынчылыктарга алып келет.
Аймак температурасын 15% өткөрүү жөндөмүнүн өзгөрүүсү боюнча 35°C жөнгө салуу PA66 тилкелериндеги 83% чыгаруунун туура келбегендигин жоёт (2024-жылдагы тармактык изилдөө). Акылдуу алгоритмдер температуранын температурасын (40-60% RH идеалдуу) жана бураманын эскирүү маалыматтарын автоматтык түрдө өзгөртүү үчүн байланыштырат. 150 кг/сааттык кубаттуулукта кыймылдаткычтын крутящий момент өзгөрүүлөрү статикалык орнотууларга салыштырмалуу 22%га азаят.
50 миллисекунддук ылдамдыктагы жогорку чечилиштик үлгүлөрү бар инфракызыл пирометрлер, инжекциялык калыптандыруу винттери менен эриген пленкалардын температурасын көзөмөлдөйт. Бул шаймандар PID контроллерине маалыматтарды жөнөтүшөт, алар жылуулуктун чыгымын ар бир жарым секунд сайын өзгөртөт. Натыйжасы кандай болгон? Бул эриүү температурасын плюс же минус 0,8 градус Цельсийге чейин сактаган жабык цикл системасы. Бул операторлордун кол менен башкарганга салыштырмалуу 40% жакшыраак башкаруу. Бул орнотууну макарондогу басым сенсорлору менен айкалыштырып, өндүрүүчүлөр винт ылдамдыгын жөнгө салуу үчүн реалдуу убакыт режиминде пикир алышат. Бул PA66 материалдарынын агым касиеттерин өндүрүштүк циклдарда болушу керек болгон жерде сактоого жардам берет.
Адаттагы бир шайланмалуу экструдерлерде болуп турган агым маселелери чындыгында белгилүү аймактарда кернеү нүктөлөрүнүн пайда болушуна алып келет, ал эми PA66 жылуулукту бузуу тасмаларында кездешүүчү байкалган күчсүздүк нүктөлөрүн түзөт. Polymer Engineering Science журналында 2023-жылы жарыяланган изилдөөгө ылайык, экструдерленген продукттун жаман аралашкан бөлүктөрү менен байланышкан эритиндин вязкостеги дээрлик ±15% өзгөрүш кездешет. Бул маселени чечүү үчүн инженерлер компрессиялык ченин 3:1 жана 4:1 ортосунда өзгөртүшөт. Бул өзгөртүү PA66-нын 2,7 г/см³ чамалуу жогорку тыгыздыгын жана татаал эриү диапазонун эске алууга жардам берет. Бул параметрлерди туура тандоо сапаттуу бөлүктөрдү күчсүздүк нүктөлөрүнсүз даярдоодо баарын өзгөртөт.
PA66 материалдын термиялык туруктуулугуна 1000 с⁻дан жогорку күчтүү тегерек тездиктер терс таасир этет, ал эми 600 с⁻дан төмөнгү аралыкта аралашуу жетишсиз болот. Барьердүү винт конструкциясында 90–120 секундка созулган оптималдуу торгоо убактысы вязкостун өзгөрүшүн 40%га чейин камчылат (SPE ANTEC 2023 маалыматы). Кооз экструдерлер балкытылыш башталганга чейинки материал агымын стабилдештирүү үчүн 0,6–0,8 МПа кайрылуу басымын сактоо үчүн оймолуу берүү аймагын колдонушат.
Маддок стилиндеги аралаштыруу элементтерин кошуу шыны менен толтурулган PA66 компаунддарында түстүн таркалышын 35%га жакшыртат. 45° бурчтагы эки тарамдуу берүү агзалары 600 кг/саат өткөрүмдүүлүк ченин сактоо үчүн 98% материалды өткөрүү эффективдүүлүгүн камсыз кылат. Алмаз капталдуу винт баштары конвенциалдуу конструкцияларга салыштырмалуу полимердин жабышып калышын 27%га төмөндөтөт.
Ламинардуу агым (Рейнольдс < 2,300) 15–20 мм жолук профилдердин өлчөмдүк туруктуулугун камсыз кылса, аралаштыруу бөлүктөргө карата басмырланган турбуленттүү зондор толтуруучунун таралышын жакшыртат. L/D чектери 30:1 болгон системаларды колдонуу PA66 жолуктарында 0,94 бирдүүлүк индексине жетүүгө мүмкүндүк берет, ал эми стандарттагы 24:1 системада бул көрсөткүч 0,81 ге барабар. Температураны башкаруучу өтүү зондору механикалык касиеттерди начарлаткан рециркуляциялык токторду болгоңот.
Мотордун жүгү менен винттин айлануу жылдамдыгын тең салмастыруу PA66 жолуктардын бирдүүлүгүн бузуучу моменттик колебанияларды болгоңот. Бул параметрлерди номиналдуу жүктөмдүн ±5% ичинде синхрондоо чыгуучу дебитти 80–120 кг/с сактоо менен бирге кернеүлүү трещинкаларды азайтат. Моторлордун жүгүн номиналдын 90% ашып кетсе, этүүчү подшипниктердин износу тезделет жана компоненттердин иштөө мөөнөтү 18–24 айга кыскарат (Экструзия инженериясы долбоору, 2023).
2,000–3,500 фунт/кв. дюймди өлчөөч басып чыгаруу пьезоэлектрлүү датчиктер винттин RPM жана бочкан температурасына реалдуу убакытта өзгөртүү имкини берет. Бул динамикалык башкаруу ачык системаларга салыштырмалуу калыңдыктагы өзгөрүлүштөрдү 40% га чейин камтыйт, айрыкча материалдардын партияларынын өзгөрүшү же айналанын температурасынын өзгөрүшү учурунда.
2023-жылгы автоунаа үчүн термостаттык изилдөө 0,5% көлөмдүү тактыкка ээ болгон шестернялык насостордун жана лазерли микрометрлердин синхрондоштурулган калибрлеши аркылуу ±0,07 мм өлчөмдүк туруктуулукка жетти. Операторлор токтуу бөлүмдө эки жумалык ортодогу оротун өлчөө аркылуу винттин износун компенсациялоо аркылуу 92% өндүрүштүн узартма убактысын сактап келди.
18 иштөө параметрлерин (винонун крутящий момент, эритүү басымы, муздатуу ылдамдыгы) талдоочу нейрондук тармактар өлчөмдүн жылуулугунун толеранттуу чектен ашышына 45 мүнөт калганда керектүү өзгөрүүлөрдү болжолдойт. Алгачкы колдонуучулар пландаштырылбаган ээээ 30% азайып кеткенин билдиришет, ал эми ASTM D648 жылуулукту бурмалоонун талаптарына жооп берет.
Калыбровкалоо циклдеринин көптүгү (күнүнө 3 жолудан ашык) бочканын жылуулук стрессин жана винттин чарчоосун күчөтөт. Өнөр жайдын көрсөткүчтөрү негизги өзгөртүүлөрдөн кийин 2 сааттык стабилизациялык мезгилдерди, ошондой эле CpK маанилери 1,67ден жогору болгон, өтө маанилүү тилке өлчөмдөрүн аныктаган статистикалык процессти башкаруу диаграммаларын сунуштайт.
Ар бир өндүрүш циклин баштаганда экструдер двигателинин крутитуушу деңгээлин текшерүү керек, ал нормалдуу иштөө деген баалуулуктун 5% ичинде болушу керек. Бир убакта операторлор PA66 GF25 талап кылган температуранын беш зонасы туура орнатылгандыгына жана температура адатта 265 менен 280 градус Целсийди камтышы керектигин текшериши керек. Винт ылдамдыгы материалдын Мейки Эриген Индексине (Melt Flow Index) ылайык өзгөртүлүшү керек. Заводдо салындык деңгээли өзгөрүлгөндө автоматтык түрдө компенсация кылуучу алгоритмдер жүгүртүлөт. Баррелдин басымына келгенде, 1200дон 1600 барга чейинки стандарттуу диапазондон 8 бардан ашып кеткен ар бир өзгөрүү заводго орнатылган PLC системалары аркылуу катталышы керек. Бул документтер партиялар боюнча сапатты туруктуу сактоого жана убакыт өткөн сайын пайда болгон кыйынчылыктарды белгилөөгө жардам берет.
Операциялар жүргүзүлүп жатканда бул алты негизги факторду көздөн көз кармоо үчүн статистикалык процесс башкаруу (SPC) диаграммалары колдонулушу керек: биринчи, эрүү температурасы 7 дарыжеге чейинки диапазондо эң болгондо туруктуу болушун камсыз кылуу; экинчи, винттердин тозушу канчалык тез болуп жатканын көзөмөлдөө, идеалдуу жагынан айлануучу винттин 100 саат иштегенден кийинки тозушу 0.03 мм ден ашпашы керек; үчүнчү, MFI өлчөөлөрүндөгү 0.8% дан ашпаган өзгөрүү менен көрсөтүлгөн полимерлердин чиришине көңүл бургуу. Винттерди колдоно берүү боюнча, винттин бутактарынын аралыгында миксерлеү сапатына таасир этүүчү зыянга учураган жерлерди аныктоо үчүн тоноскопиялык технологияны колдонуп, жылдын үч айында бир текшерүү өткөрүү маанилүү. Жеринин бети 0.5 мм ден ашык тозуп калган бөлүктөр дароо алмаштырылышы керек. Ошондой эле ISO 10077-2 стандарттарына ылайык жыл сайынга чейинки үчүнчү тараптын текшерүүлөрүн унутпаңыз. Бул тесттер бардык өндүрүш партияларында термостук көпүрөнүн иштөөчүлүгү чарбынын аянтына башына 0.35 ватт/Келвинден ашпай турганын текшерет. Бул стандартты сактоо продукттардын талап кылынган техникалык шарттарга туруктуу ылайык келээрин камсыз кылат.
Ысык жаңылыктар