Дулааны сааруулагч зүсмэлүүдийн пластик шахалтын үед хамгийн тохиромжтой температурын муж нь ямар байх ёстой вэ?

Пластик шахалтын процессийг оновчтой болгоход температурын үүрэг

Экструзийн аргаар чанартай хүрэлдэгчийг үйлдвэрлэхэд температурыг зөв тохируулах нь маш их ач холбогдолтой. Материалын урсгал, молекулын бүтэн байдлыг хадгалах болон энерги оновчтой ашиглагдах эсэх нь ихэвчлэн зөв дулааны горимд хамаарна. Өнгөрсөн жилийн полимерийн боловсруулалтын тайлангийн сүүлийн үеийн мэдээллээр үзэхэд температурын тохиргоонд бага зэргийн өөрчлөлт оруулах нь хаягдал үйлдвэрлэлтийг ойролцоогоор 18% -иар нэмэгдүүлж болохыг харуулж байна. Өнөөгийн экструзийн процессын хувьд дулааны удирдлага нь гурван гол хэсэгт ялангуяа чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эхлээд систем даяар хайлсан хүрэлдэгч жигд байхыг хангах явдал юм. Дараа нь материал шилжих үед үүсэх нарийн хүчийг удирдах нь чанар, нэгэн төрлийг хадгалахад нөлөөлдөг. Эцэст нь экструдерийн цилиндрийн бүс бүрт хяналт тавих нь үйлдвэрлэлийн явцад тогтвортой гарцыг хадгалахад үндсэн чухал байдаг.

Температурын горим хайлтийн үр ашгийг болон жигд хайлшруулалтыг хэрхэн нөлөөлөх вэ

Полимерийн боловсруулалт үеэр температур ямар хэвийн өөрчлөгдөх нь материалын зан аашинд ихээхэн нөлөөлдөг. Инженерүүд ихэвчлэн инженерийн смолыг ашиглах үед орцуурын бүсэд материал илүүтэй хайлж эхлэхээс сэргийлж, харин хэмжих хэсэгт бүхнийг сайн хайлуулахын тулд ихэвчлэн 170-240 градус Цельсийн хооронд удаан температурын дээшлэлтийг зорьдог. Халаалт жигд бус байвал PA6 болон өөр полиамидуудын жижиг хайлж дуусаагүй хэсгүүд үлдэж, цаг соёоноор дулааны хаалтын самбараас сулрахад хүргэдэг. Судалгаагаар зохицуулгын температурын профилийг зөв тохируулснаар хайлах үйл явцын үр ашгийг хуучин ганц бүсийн системээс 27 хувийн илүү сайжруулдаг байна. Энэ нь бүтээгдэхүүний чанартай холбоотой бодитой ялгааг бий болгох бөгөөд өдөр бүр тасралтгүй үйлдвэрлэлийг хангана.

Цилиндрийн бүсийн байгууламж болон материалын урсгал, тогтвортой байдлын хувьд нөлөөлөх нь

Экструдерүүдийг ихэвчлэн дулааны удирдлагатай гурван бүсэд хуваадаг:

• Хооллох бүс (120-160 °C): Наалдахгүйн тулд материалыг урьдчилан халаана
• Шахах бүс (180-220 °C): Шулуун дээрх шахалт нь чийрэгжлийг шүргэлтийн даралтаар хайлган цайруулна
• Хэмжих бүс (200-240 °C): Цайруулсан массын зууралтыг тогтворжуулж, нарийн нарийвчлалын загварыг тогтмол илгээнэ

Бүсүүдийн хоорондох температурын зөрүү нь цочрол үүсгэж болох бөгөөд энэ нь дулааны сааруулагч шиг нарийн профайлуудад хэмжээний нарийвчлалыг хүртэл 32% бууруулна

Гарц оптимал байхын тулд дулаан орлогыг шүргэлтийн энерги хамт тэнцвэрлэх

Цилиндрик халаагч нь шаардлагатай хайлж цайх энергиийн 60-70%-ийг нийлүүлдэг бөгөөд үлдсэн хэсэг нь шулууны эргэлтээр механик шүргэлтийн үед үүсдэг. Шүргэлтийн дулаан ихээр хамаарах нь мэдрэг полимерийг ихээр халаж болох бөгөөд PA6 нь 260 °C-с дээш халбал механик шинж чанар алдагдана. Тэнцвэрийг хадгалахын тулд процессчид дараах зөвлөмжийг ашигладаг:

• Хоолойн температурыг зорилтот хайлж цайх цэгээс 10-15 °C доогуур тохируулах
• Шүргэлтийн оролцоог харуулах заагч болгон хөдөлгүүрийн ачааллыг хянах
• Хаалтттай горимын процессийг удирдахад вискозитетийн сенсоруудыг ашиглах

Энэхүү нэгтгэсэн арга нь тасралтгүй ажиллаж байх үед хайлах температурын тогтворшлыг ± 1.5 °C хүртэл хангаж, энергийн хэрэглээг 22% -иар бууруулдаг.

Дулааны сааруулагч золосны полимерүүдийн материал тус бүрийн температур шаардлага

Полимерийн төрөл ба вискозитетийн хяналт: Хайлуулагчийн онцлогт температурыг тохируулах

PVC болон бусад төрөөсгүй полимерүүд нь ихэвчлэн дулааны шокийн асуудлыг саатуулахын тулд удаан халаах шаардлагатай. Харин PA6 шиг хагас талст материалууд нь шилэн шилжих температурыг асуудалгүй даван туулахын тулд хурдан халаах үед илүү сайн ажилладаг. Сүүлийн үеийн гадагшлуулах судалгаа нь PA6-ийн хувьд цилиндрийн бүсийн температурыг зөвхөн 10 хэм Целцийн хэмжээтэй өөрчлөхөд вязкозитетийн зөрүүг ойролцоогоор 18%-иар бууруулдаг гэж харуулсан. Ийм төрлийн тохируулга нь үйлдвэрлэлийн чанарт бодитой нөлөө үзүүлдэг. Эдгээр материалуудын өндөр нөлөөллийн маркуудын хувьд үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн энгийн смолуудтай харьцуулахад 15-20 хэмээр хүйтэн ажилладаг. Энэ нь материалыг матрицаар гарах үед хайлмал байдлын хүчийг хадгалахад тусалдаг бөгөөд энэ нь шугамаас гарч буй бүтээгдэхүүний тогтмол чанарыг хангахад маш чухал юм.

Саармагчийн самбарт ашигладаг инженерийн смолуудын боловсруулах зөвлөмжит хязгаар

Үйлдвэрийн стандартууд нь ердийн саармагчийн материалуудын тодорхой боловсруулах цонхийг тодорхойлдог:

• PVC нэгдэл: 170-200 °C (338-392 °F), чийгшил 2%-иас бага
• PA6 бэхэлгээ: 245-255 °C (473-491 °F), 30:1 L/D илүүдэлтэй ашиглах
• Полифенилен сульфид (PPS): 300-320 °C (572-608 °F), азотоор цэвэрлэх

2024 оны гадагш шахалтын туршилт нь ±5 °C-аас хэтрэх хазайлт нь шилэн дүүргэвчийн зэрэглэлийн хэмжээсийн тогтворгүй байдлыг 22%-иар нэмэгдүүлдэг болохыг баталсан.

Мэдрэг полимерүүдийн дулааны задралын шалтгаан ба шинж

PVC эсвэл PA6 шиг материалууд экструзийн үед хэт халаж, молекул түвшинд задрана. Энэ нь ихэвчлэн материал хэт халуун цилиндрт удаан хугацаагаар үлдэх үед тохиолдох бөгөөд ялангуяа PVC-ийн хувьд цилиндр 240 градус Цельсийн дээш халвал ийм зүйл гардаг. Нөгөө нэг асуудал бол машинийн дохивойд хүрэлцээтэй смазк байхгүй байх явдал юм. Ингэснээр хүссэнгүй нэмэлт үрэлтийн дулаан үүсдэг. Зүйлийн муудсан талаар харагдахуйц шинж тэмдэгүүд байдаг. Жишээ нь, PVC их халвал шарлавтар өнгөтэй болдог бол PA6 ихэвчлэн бүтээгдэхүүнд жижиг хар толботой болгодог. Мөн бүтээгдэхүүнд эдгээр сонирхолтой 'загасны нүд' гэгдэх дутагдалтууд гарч ирдэг. 2023 оны үед хэвлэгдсэн саяхны судалгаа энэ асуудлыг судалж, маш анхаарал татамхай үр дүнг гаргасан. Тэд PA6-г 270 градус Цельсийн дээш температурт 15 минутын турш үлдээхэд хүч нь дөрөвний нэгээр буурдаг гэдгийг олжээ. Харин PVC-ийг хэт халуун болгоход ажилчид амьсгалахыг хүсэхгүй байх хүчилтөрөгчийн хүчилтийн уур гардаг.

Молекулын бүтцийг хадгалах, бүтээгдэхүүний чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд температурыг тохируулах

Үйлдвэрлэлийн процесст холбоосын зуурмажилт болон урсгалын тогтвортой байдлыг тэнцвэржүүлэхийн тулд дулааны горимыг зөв тохируулах нь маш чухал юм. PA6 хаалттай самбай ашиглах үед ихэнх үйлдвэрлэгчид цилиндрийн бүсийн температурыг ихэвчлэн 250-265 градус Цельсийн хооронд байлгахыг эрмэлздэг. Энэ хязгаар нь задралын асуудлыг авчрахгүйгээр зөв хайлтийг хангахад тусалдаг. Олон орчин үеийн тохомжуулготой системүүд одоо PID хяналтын төхөөрөмжийг ашиглан температурыг ойролцоогоор ±1.5 градусын нарийн түвшинд хадгалдаг. Эдгээр дэвшилтэт системүүд хуучин термопар арга замаас хамаарч дулааны илүүдлийн асуудлыг ойролцоогоор дөчин хувь бууруулдаг. Мөн үзүүлэлт тодорхойлогчид нь янз бүрийн холбоос материал системд нэвтрэх үед тохиргоог шууд хийх боломжийг олгодог нь шилжилтийн үеийн тохируулгыг сайжруулж, бага хэмжээний материал алдагдахыг багасган, бүтээгдэхүүний чанарыг партийн хувьд тогтмол байлгахад тусалдаг.

Үргэлжилсэн шахалтын үед маш их хурд ба дулаан тогтвортой байдлыг тэнцвэржүүлэх

Хийхийн эргэлтийн хурд 80 эрг/мин-аас давж болох юм шиг болсон үед, тухайлбал PA6 материалтай ажиллах үед шүргэлтийн улмаас хайлах температур ойролцоогоор 8-12°C хооронд нэмэгддэг. Гэхдээ үйлдвэрлэлийн салбар энэ асуудлыг шийдвэрлэх арга замыг олжээ. Олон үйлдвэрлэгчид одоо цэвэр усаар хөргөдөг хийхийг суурилуулж, илүү сайн зохион байгуулсан хөргөлтийн сувгуудыг хэрэглэж эхэлсэн. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь гарцыг ойролцоогоор 12 хувь хүртэл нэмэгдүүлэх боломжийг олгоод байгаа нь хамаагүй, харин аюулгүй температурын хязгаарт л үлдэх боломжтой. 2022 онд хийсэн туршилтын үр дүнг харвал компаниуд маш гайхамшит зүйлсийг ажигласан. Хувьсах хийхийн хурдны тохируулгыг төвлөрсөн хөргөлтийн стратегитэй хослуулахад PA6-ийн дулааны хаагч зургийн үргэлжилсэн үйлдвэрлэлийн явцад хаягдал материалын хэмжээ бараг 18 хувиар буурсан. Ийм төрлийн сайжруулалт нь ихэнх пластик боловсруулах үйлдвэрт чанарын хяналт болон зардлын хувьд томоохон ялгааг бий болгодог.

Туршлагын жишээ: PA6-д суурилсан дулааны хаагч зургийн шахалтын нарийн нарийвчлалд хүрэх

Үйлдвэрлэлийн бэрхшээлүүд: PA6 шинжилгээний хэмжээний тогтвортой байдал, гажигийн хяналт

PA6-ийн боловсруулалтад дулааны удирдлага нь муруйралт, агаарын хөндий, тэнцвэргүй кристал үүсэх зэрэг асуудлыг саатуулахад маш чухал юм. Өнгөрсөн жилд полимерийн боловсруулалтын сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар хайлуурын цилиндрийн янз бүрийн хэсэгт 5 хэмийн болон түүнээс дээш хэмийн хэлбэлзэл гарвал хаягдлын хэмжээ ойролцоогоор 27% нэмэгддэг байна. Хайланги 240-260 хэмийн алтан зурвасаас илүү халуун эсвэл хүйтэн болоход урсгалын шугам, матрицийн хаван зэрэг олон төрлийн гажгууд үүсдэг. Эдгээр гажгууд зөвхөн муугаар харагдах л биш, мөн дулааны сааруулагчийн бүтэц, дулаан тусгаарлах чанарыг муутгаж байна.

Хэрэглэсэн шийдэл: Температурын горим ба илүүдэлийн хурдыг тохируулах

Баг нь дөрвөн бүс бүхий цилиндртэй тохиргоог сонгож, хэсэг бүр нь өмнөхөөсөө илүү нарийвчилсан удирдлагатай байхаар тохируулсан. Зорчих 4-ийн температурыг материал зөв урсахын тулд ойролцоогоор 255 градус Цельсийн түвшинд, ±1.5 градусын хязгаарт барьж ажиллуулсан. Винтийн эргэлтийн хурдыг минутанд 85-90 эргэлт хооронд тохируулснаар илүү их налуу хүчдэлийн улмаас үүсэх гэнэт дулааны өсөлтийг багасгаж, цагт ойролцоогоор 12 кг материалыг шахан гаргах чадавхийг хадгалж чадсан. Инфра улаан туяаны унших үзүүлэлтээс энэ тохиргоог өмнөх системүүдтэй харьцуулахад хайлангийн хамгийн их температур ойролцоогоор 8 градусаар буурсан байна гэдгийг илтгэж байв.

Үр дүн: Механик ажиллагаа сайжирч, хаягдалын хэмжээ буурсан

Бүх эдгээр тохируулгыг хийсний дараа бид зарим нэг сайжруулалтыг ажиглалаа. Хайлшны суналтын болон таталтын хүч их нэмэгдсэн бөгөөд 75 МРа-ас 89 МРа хүртэл, өөрөөр хэлбэл ойролцоогоор 18%-иар нэмэгдсэн. Энэ нь өнөөгийн үед ихэнх барилга байгууламжийн ажлын шаардлагад нийцэх ASTM D638 стандартын шаардлагыг хангаж байна. Мөн бид гарсан хог хаягдлын түвшинд сонирхолтой зүйлийг анзаарлаа. Хог хаягдлын хэмжээ зөвхөн 4.2%-р буурсан нь өмнөх үеийнхээс ойролцоогоор 32%-иар илүү сайжирсан гэсэн үг юм. Материалын хувьд хэмнэсэн мөнгөний талаар ч ярихгүй байя. Зөвхөн цацагдсан материалд л сард дунджаар $14,000-оор бага зарцуулж байна. Чанарын ердийн шалгалт явуулах үедээ 100 бүтээгдэхүүний бараг 99 нь шаардлагатай хэмжээтэй таарч байгааг олж илрүүлсэн. Тогтвортой гарц гэхээс өөр юу ч хэлэхгүй! 10 мянга гаруй метр материалыг шалгасан бөгөөд бараг бүх хэсэгт нарийвчлалтай таарч байв.

Пластик шахалтын системд ухаалаг температурын хяналтын шинэчлэгдэж буй чиг хандлага

Шахалтын температурыг бодит цагт тохируулах зориулалттай хиймэл оюуны хариу урвалын систем

Орчин үеийн хиймэл оюун ухааны системүүд нь материал буюу нарийн тосны зууралтын талаарх бодит цагийн мэдээллийг үндэслэн экструзийн температурыг шууд тохируулдаг бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 5%-ийн нарийн чанартай байдаг. Мөн хайлуулсан пластик машин дотор яаж урсаж байгааг тэд хянах боломжтой. Ухаалаг алгоритмууд Plastics Engineering Journal сэтгүүлд өнгөрсөн жил гарч байсан судалгаанд заасны дагуу халаах цилиндрийн янз бүрийн хэсгийг 0.8 хэмийн Цельсийн хэмжээгээр жижиг алхамаар тохируулдаг. Энэ нь цацагдах үйлдвэрлэлт хэд хоногтой явагдах үед материалыг задлахээс сэргийлдэг. Нэг их автомашины хэсгийн үйлдвэрт эдгээр AI температурын профайлыг нэвтрүүлснээс хойш PA6 пластик ширхэгийн муруйдлын асуудал нь бараг 30% буурсан. Тэд машин дахь винтний хурдыг халаах бүс бүрийн шаардлагатай хэмжээтэй тааруулж, илүү сайн чанартай бүтээгдэхүүн гаргаж авсан.

Зөөврийн материалд тогтмол хяналт тавих IoT сенсорууд болон өгөгдлийн мониторинг

Өргөлтөд хамгийн багадаа 0.2 барын нарийцтайгаар хайлсан материал дээрх даралтыг хамт 40-өөс дээш үзүүлэлтийг зэрэг хянахын тулд их нарийвчлалтай IoT сенсоруудыг ашигладаг. Материал өөрчлөгдөх бүрт ухаалаг зохицуулалт хийх боломжийг олгохын тулд шүргэлтийн хурдыг ч мөн хэмждэг. PVC шиг температурт мэдрэг материалтай ажиллах үед зөвхөн гурван Селцийн градусын хязгаарт температурыг хадгалах нь маш чухал учраас ийм нарийн хяналт чухал болдог. 2023 оны саяхан хийсэн туршилтууд холбогдсон өргөлтийн системүүд нийт долоон цагийн үйлдвэрлэлийн явцад тогтмол тохиромжтой ажиллагааны нөхцлийг хэрхэн хадгалж чадсныг харуулсан. Эдгээр системүүд полиамидын молекул бүтцийг алдагдуулахгүйгээр нэг килограммаар үйлдвэрлэхэд зарцуулагдах энерги 18%-иар бууруулж чадсан ба энэ нь бүтээгдэхүүний чанарын хувьд үйлдвэрлэгчдэд маш чухал юм.