PA66 дулаан таслагч зүйлсийг тогтвортой байлгахын тулд ганц ирмэгт экструдерийг хэрхэн калибран дахь вэ?

PA66 реологи болон ганц ирмэгт экструдерийн механикийг ойлгох

PA66 (полиамид 66) нь цорын ганц усгурт экструдер ашиглах үед хурц хайлж эхлэх шилжилт болон өндөр хайланги байдал (боловсруулалтын температурт 8,000–12,000 Па·с) - ийн улмаас тогтвортой дулааны хичээлийн зураасны чанарыг олохын тулд нарийвчилсан механик тохируулгыг шаарддаг.

Стандарт усгурт загвараар PA66-ийг хайлуулахад гарч буй бэрхшээл

Жигд ороолттой конвенциональ усгуртууд нь PA66-ийн хурдан фазын өөрчлөлтийг хангахуйц диcс нэмэх дулаан үүсгэж чаддаггүй бөгөөд ихэвчлэн хайлагдаагүй жижиг хэсгүүд эсвэл дулааны задрал үүсгэдэг. Kruder болон бусад судлаачдын (1981) судалгаагаар стандарт загварууд нь дулаан шилжих явцдаа 20–30% энергийг үр дарангуй зарцуулдаг байв.

Полимерийг үр дарангуй хайлуулахын тулд усгурт ба багана зуухны загварчлалын зарчим

Ихээхэн хайлахын тулд даралтыг постепенно нэмэгдүүлэхийн тулд удирдлагатай шахах харьцаа (2.5:1–3.5:1), хангалттай орших хугацааг хангахын тулд L/Д (Урт/Диаметр) харьцаа ≥ 25:1, мөн PA66-ийн зэвсэгт шилний нэмэлт материалыг тэсвэрлэхийн тулд хатуулагдсан багана бүрхүүл шаардлагатай.

Өндөр гүйдэл бүхий полиамидын шахалтын үед саатлын болгоны давуу тал

Саатлын болгоноор хайланги болон хатуу полимерийн фазыг тусгаарлаж, урсах чанарын хэлбэлзлийг хуучин загваруудтай харьцуулахад 40%-иар бууруулдаг (Béreaux et al., 2009). Хоёрдогч нь хатуу хэсгийн задралыг саатуулж, дулааны зүрхэн дэх хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

PA66-ийн хайлмал чанарыг жигд байлгахын тулд нарийвчлалтай температурын хяналт

Халуун цэгүүд болон хайлмал температурын хэлбэлзлийг удирдах

Нэг винттэй экструдер ашиглан PA66-тай ажиллах үед ихэвчлэн жигд бус дулаан тараалтанд холбогдон 285 градусаас дээш халуун цэгүүд үүсдэг бөгөөд өнгөрсөн жилийн Polymer Processing Journal сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар энэ нь термийн задрал эхлэх цэг болохыг зааж өгсөн. Ердийн тохиргоон дахь температурын хэлбэлзэл нь ±15 градус орчимд байдаг бөгөөд энэ нь дулааны зогсолтын зэсэгт кристалжралт хэр сайн явагдахаас шууд хамаардаг бөгөөд үүний дүнд давхаргуудын хоорондын холбоо сулардаг. Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд ихэнх үйлчлэгчид шахалтын бүс дэх нарийсалын хүчээс үүсэх нэмэлт дулааныг бууруулахад тусалдаг трапец хэлбэрийн винтний нумыг ашигладаг. Мөн цилиндрийн халаалт, хөргөлтийн хурдны горимыг хянах нь чухал болдог бөгөөд боломжит хариу үйлдлийн хугацааг 90 секундын доор байлгах нь хамгийн тохиромжтой үр дүнг өгдөг.

Дулааны тогтвортой байдлын тулд бүсчлэлтийн халаалт, хөргөлтийн арга замууд

Өнөөгийн экструзийн машинууд нь ихэвчлэн цилиндрийг 5-7 хүртэл температурын бүсэд хуваадаг бөгөөд эдгээр нь PA66-ийн боловсруулалтын янз бүрийн шатыг зохицуулах зориулалттай байдаг. Эхний бүс болох материал орох хэсэгт температур нь ойролцоогоор 240-250 градус Цельсийн хооронд байна. Энэ нь хайлж эхлэхийг дэмждэг ч илүүдэл кристалжилтийг урьтсан цагт нь саатуулдаг. Дараа нь хэмжиж зохицуулах бүс ирдэг, энд температур тогтмол байдлаар ойролцоогоор 265 градус плюс минус 2 градус байна. Дулааны тархалтыг ийнхүү нарийн зохицуулахын тулд үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн керамик бандны халаагч болон хөргөх гильзуудыг ашигладаг. Эдгээр системүүд нь миллиметр тутамд ойролцоогоор хагас градусын дулааны ялгааг хадгалж чаддаг. Энэ юуны тулд чухал вэ гэвэл, бүх шургуулган дагуу хайлшны вискозитетийн хэлбэлзлийг 1%-иас бага байлгах нь бүтээгдэхүүний чанарыг тогтвортой хадгалахад маш чухал юм. Бага зэргийн температурын хэлбэлзэл нь үйлдвэрлэлийн дараагийн шатанд том асуудал үүсгэж болзошгүй.

Хурд ба орчны үзүүлэлтэд үндэслэсэн динамик температурын профилирование

15% нэмэгдэл өөрчлөлт бүрт 3–5°C-ийн хэмдэл зохицуулах нь PA66 шинжилгээний гаралтын 83% -ийг арилгана (2024 оны салбарын судалгаа). Ойрын чийгшил (40–60% RH бол идеал) ба гвинтэн дээрх элэгдлийн мэдээллийг ухаалаг алгоритмууд холбож, дулааны горимыг автоматаар өөрчилдөг. 150 кг/цагийн нэмэгдэл хурдтай үед энэ нь статик тохиргоотой харьцуулахад хөдөлгүүрийн эргэх моментийн хэлбэлзлийг 22%-иар бууруулдаг.

Инфра улаан туяаны сенсор ашиглан бодит цагт хянах ба PID-ийн тохируулгыг сайжруулах

Өндөр нарийвчлалтай инфра улаан туяаны пирометр нь 50 миллисекундын турш шахагуурт хийх винт дэд байгаа хайлмал нимгэн хальсны температурыг хэмждэг. Эдгээр төхөөрөмжүүд өгөгдлөө PID хяналтын төхөөрөмж рүү илгээж, тэдгээр нь хагас секунд тутамд халаалтын гарцад засвар хийдэг. Үр дүн нь? Хайлмал температурыг плюс/минус 0.8 градус Цельсийн дотор барьж чаддаг хаалттой систем үүсэх юм. Энэ нь үнэндээ ажиллагчдын гар аргаар зохицуулахаас ойролцоогоор 40 хувийн илүү сайн хяналттай байдаг. Энэ тохируулгыг матриц дээрх даралтын мэдрэгчтэй хослуулбал, үйлдвэрлэгчид винтын эргэлтийн хурдыг тохируулахын тулд бодит цагийн мэдээллийг авдаг. Энэ нь PA66 материаль урсгалын шинж чанарыг үйлдвэрлэлтийн явцад шаардлагатай түвшинд байлгахад тусалдаг.

Нэг винттэй шахалтын үед материалын урсгал ба холих процессыг үр дүнтэй болгох

PA66 зуухны жигд бус холилдсоноос үүдэлтэй сул талыг шийдвэрлэх

Ердийн цоргын гайкаар ажилладаг экструдеруудад гарч буй урсгалын асуудлууд нь тодорхой хэсгүүдэд стрессын цэгүүд үүсгэж, PA66 дулаан таслагчийн золгинонуудад илрэх сул талуудыг үүсгэдэг. 2023 онд Polymer Engineering Science сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар экструзийн бүтээгдэхүүнд муу холилдсон хэсгүүдтэй хамтран ойролцоогоор нэмэх эсвэл хасах 15% хувирч буй хайлмал нарийн ялзрын хувь байдаг гэж олжээ. Энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд инженерүүд ихэвчлэн шахах харьцааг 3:1-ээс 4:1 хооронд тохируулдаг. Энэ тохируулга нь ойролцоогоор куб см-д 2.7 грамм шиг их нягттай, хайлмал болох температурын бага мужтай PA66-ийг тохируулахад тусалдаг. Эдгээр параметрүүдийг зөв тохируулах нь эдгээр саад болдог сул талгүй чанартай деталь үйлдвэрлэхэд маш их ялгаатай.

Нэгэн төрлийн хайлалтын тулд харимхайн хурд ба хугацааг тэнцвэржүүлэх

1,000 с⁻ аас дээш хэт их харимхайн хурд PA66-ийн термийн тогтвортой байдлыг задалдаг бөгөөд 600 с⁻ ийн доор хангалтгүй холих үйл явц болдог. Саармаг ороомог дизайн дэхь 90–120 секундын тохиромжтой хугацаа вискозитетийн хувьсах хэмжээг 40%-иар бууруулдаг (SPE ANTEC 2023 өгөгдөл). Орчин үеийн экструдер нь хайлахын өмнө материал урсахыг тогтворжуулахын тулд 0.6–0.8 МПа эргэлтийн даралтыг хадгалах зорилгоор шугамлаг хоолойн бүсийг ашигладаг.

Холих төхөөрөмж ба хоолойн загварыг сайжруулах

Maddock-ийн загварын холих элементийг нэмж оруулах нь шилэн лангуут PA66-ийн найрлаганд өнгийн тархалтыг 35% сайжруулдаг. 45°-ийн муруй өнцөгтэй хос далавчтай хоолой нь 600 кг/цагийн урсгалын хурдны түвшинд чухал болох 98% материаль дахин зөөх үр дүнтэй байдаг. Алмазан бүрхүүлтэй ороомогийн үзүүр нь ердийн загвараас харьцуулахад полимерийн наалдах үзэгдлийг 27% бууруулдаг.

Давхаргалаг ба турбулент урсгал: PA66-ийн боловсруулалтад үзүүлэх нөлөө

Хязгаарлагдмал урсгал (Рейнольдс < 2,300) нь 15–20 мм зузаан полосны хэмжээний тогтвортой байдлыг хангаж байхад, холих хэсгийн удамж урсгал нь дүүргэгчийн тараалтыг сайжруулдаг. L/D харьцаа 30:1 ашигладаг үйлдвэрлэгчид стандарт 24:1 системд харьцуулахад PA66 полосонд 0.94 нэгэн төрлийн индексийг олж авдаг. Хэмжээний хэтрэхгүй температуртай шилжих бүс нь механик шинж чанарыг муутгах урсгалыг дахин тархахаас сэргийлдэг.

Тогтмол полос гаралтын тулд калибрын тохируулга ба ажиллагааны тохируулга

Тогтвортой шахалтын үед моторын ачаалал ба ирмэгийн хурдыг калибруулах

Моторын ачаалал ба ирмэгийн хурдыг тэнцвэржүүлэх нь PA66 полосны нэгэн төрлийг муудах эргэлтийн хүчний хэлбэлзлийг сэргийлдэг. Эдгээр параметрийг номинал багтаамжийн ±5%-иас багаар зохицуулах нь 80–120 кг/цагийн боловсруулалтын хурдыг хадгалж, стрессын трещиныг багасгадаг. Моторын ачааллыг багтаамжийн 90%-иас илүү их ачаалах нь түлхэх өргөст тулгуурт хэт их элэгдэл үүсгэж, деталь бүрийн амьдралыг 18–24 сараар богиносгодог (Шахалтын инженерийн тайлан, 2023).

Орцны даралтын мэдрэгчийг ашиглан хаалттайн урсацын систем

2,000–3,500 psi хэмжээтэй зөөлөн суурилуулсан пьезо цахилгааны сенсорууд нь винтний эргэлтийн тоо болон багцын температурыг бодит цагт тохируулах боломжийг олгоно. Энэхүү динамик удирдлага нь нээлттэй системтэй харьцуулахад зузааны хэлбэлзлийг 40%-иар бууруулдаг бөгөөд ялангуяа материал нийлүүлэлтийн шилжилт эсвэл агуурын температур өөрчлөгдөх үед илүү үр дүнтэй ажилладаг.

±0.1 мм нарийвчлалд хүрэх: Гаралтын нарийвчлалын талаарх тохиолдол

2023 оны автомашинд зориулсан дулааны зааглагчийн судалгаанд жижиг насоснуудыг (0.5% эзлэхүүний нарийвчлал) лазерийн микрометртэй зэрэгцүүлэн калибракжүүлснээр ±0.07 мм хэмжээтэй тогтвортой байдлыг хангасан. Үйлчлэгчид винтийн хоорондох зайг хоёр долоо хоног тутам хэмжиж, хоорондох зайг тохируулснаар 92% үйлдвэрлэлийн ажиллагааг хангаж чадсан.

Сургалтын машин ашиглан уянгалаг шахалтын шугамд урьдчилан тооцоолсон тохируулга

Нейрон хэлхээ нь 18-н ажиллагааны параметрийг (винтний эргүүлэх момент, хайлуулын даралт, хөргөлтийн хурд) шинжилж, хэмжээсийн хазайлт зөвшөөрөгдөх хязгаараас давахаас 45 минутын өмнө шаардлагатай тохируулгыг урьдчилан тодорхойлдог. Урьдчилан хэрэглэсэн компаниуд техникийн гологдолгүй ажиллагааг 30%-иар бууруулж, ASTM D648 стандартын дулааны хазайлтын шаардлагад нийцсээр байна.

Илү-тохируулгаас зайлсхийх болон үйлдвэрийн зогсолтыг хамгийн бага болгох

Хэт олон удаагийн калибрын мөчлөг (өдөрт 3-аас дээш удаа) нь цилиндрийн дулааны стресс болон винтний ядарч муудалтыг нэмэгдүүлдэг. Мэргэжлийн жишиг үзүүлэлтүүд томоохон тохируулгын дараа 2 цагийн турш тогтворжуулах хугацаа шаардлагатай бөгөөд чухал зосын хэмжээсүүдийн хувьд CpK үзүүлэлт 1.67-с дээш байх ёстой.

PA66 дулааныг саатуулах зос үйлдвэрлэхэд зориулсан стандартжуулсан калибрын протокол

Нэг винттэй экструдерийн өдөр тутмын калибрын ажиллагааны аргачлал

Үйлдвэрлэлийн ажиллагааг эхлэх бүрд экструдерийн моторын торкын түвшинг шалгаж, хэвийн ажиллаж байхад тооцоолсон утгаасаа 5%-иас илүү хазайхгүй байхыг хангах ёстой. Мөн операторууд PA66 GF25 материалд тавигдах шаардлагын дагуу таван температурын бүс бүрийг зөв тохируулсан эсэхийг шалгах ёстой бөгөөд ихэвчлэн 265-280 градус Цельс хэмт орших ёстой. Хийхийн хурд нь материалийн хайлж урсах индекс (Melt Flow Index) -д тулгуурлан тохируулагдана. Бидний суурилуулсан ухаалаг алгоритмууд үйлдвэрийн орчны чийгшилт өөрчлөгдөх үед автоматаар зохицуулга хийж ажилладаг. Баганы даралтанд харьгалзан 1,200-1,600 барын стандарт хязгаараас 8 бараас илүү хазайвал цахим хяналтын системд (PLC) тэмдэглэл үлдээх шаардлагатай. Энэхүү бичиг баримт нь бидэнд асуудлыг цаг хугацаагаар нь хянах, партийн чанарыг тогтвортой байлгах боломжийг олгодог.

Дулаан таслагчийн зосонгийн чанарыг урт хугацаанд тогтвортой байлгах

Үйл ажиллагааны явцад эдгээр зургаан чухал хүчин зүйлсийг хянахын тулд статистик процессын хяналтын (SPC) диаграммыг ашиглах ёстой: эхлээд, хайлуулын температур нь хамгийн ихдээ 7 градус Цельсийн хязгаарт байх ёстой; хоёрт, шурууны износ хурдыг 100 цагийн үйлчилгээний дараа 0.03 миллиметрээс бага байхаар хянаж байх; гуравт, MFI хэмжилтийн 0.8%-иас бага өөрчлөлтөөр полимерийн задралыг илрүүлэх. Шурууны засварын үед улирлагийн шинжилгээг спираль томографийн технологийг ашиглан хийх нь чухал. Энэ нь холих чанарыг нөлөөлж болзошгүй нуман хэсгийн гэмтлийг илрүүлэхэд тусална. Нуман хэсэгт 0.5 миллиметргээс илүу износ илэрвэл түүнийг нэн даруй солих хэрэгтэй. Мөн жилийн турш ISO 10077-2 стандартын дагуу гуравдагч этгээдийн шалгалтанд хамрагдахыг мартахгүй байх хэрэгтэй. Эдгээр шалгалтууд нь бүх нийлмэл багцын үеийн дулааны гүүрний үзүүлэлт квадрат метр Кельвинд 0.35 ваттаас хэтрэхгүйг баталгаажуулдаг. Энэ стандартыг баримтлах нь бүтээгдэхүүнүүд байнгын шаардлагад нийцэж байхыг хангана.