Hva forårsaker ujevnhet i ekstrudering av plastekstruderingsmaskiner for varmebrytestriper?

Termisk ubalanse i plastekstrudermaskin

Aksiale og radiale temperaturgradienter som forstyrrer smeltens homogenitet

Temperaturforskjeller som løper langs hele skruens lengde, i tillegg til variasjoner på tvers av bredden, fører til inkonsekvent polymerviskositet, noe som forstyrrer smeltens homogenitet som er nødvendig for gode varmebrytere. Når tilførselssonen blir for kald, reduseres smeltehastigheten. Samtidig begynner polymerkjedene å brytes ned termisk dersom målesonen blir for varm. Disse temperaturgradientene fører til ulike problemer, inkludert uregelmessige strømningshastigheter, tråder med varierende tykkelse og de irriterende overflatebølgene som ingen liker. Ifølge visse industrielle data kan selv små temperatursvingninger på rundt 5 grader celsius øke viskositetsvariasjonene med omtrent 30 %, noe som gjør delene dimensjonalt ustabile. Produsenter har funnet ut at investering i nøyaktige flersones varmesystemer kombinert med regelmessig kontroll av isolasjonen på skruen for det meste hjelper til med å holde disse problematiske temperaturforskjellene under kontroll.

Kalde flekker og varme soner som forårsaker lokaliseret skjær og strømningsadskillelse

Når det er temperaturforskjeller i bearbeidingsområdet, oppstår det ulike viskositetsnivåer som fører til konsentrerte skjærspenningspunkter der materialer beveger seg i forskjellige hastigheter. Kalde områder rundt fôrmunnstykker skaper høyere motstand, noe som gjør at polymerer setter seg fast på sylinderveggene mer enn de burde. I mellomtiden reduserer varmere områder nær die-kanaler viskositeten lokalt, slik at materialet skynder seg for fort fremover før det er klart. Disse ubalansene resulterer i spiralformet strømning inne i systemet, separasjon mellom lag av materiale ved grenseflatene og til slutt svak binding langs smeltefuger i ferdige ekstrudater. Termokameraer viser at disse små temperaturvariasjonene faktisk kan variere opptil 15–20 grader celsius i utstyr som lider under dårlige termoelementavlesninger eller gamle varmelegemer. For å holde produksjonen jevn under varmeavbrotstillvirkning må anleggsoperatører regelmessig sjekke sensorene sine og justere skruehastigheter i henhold til hva de termiske profilene indikerer. Å få dette til riktig, forhindrer de irriterende strømningsseparasjonene som svekker produktkvaliteten.

Materialrelaterte ustabiliteter som påvirker ekstruderingsuniformitet

Fuktopptak og dampindusert pulsering i fuktabsorberende råmaterialer (f.eks. PA66-GF25)

Materialer som hygroskopiske harper, inkludert PA66-GF25, har en tendens til å ta opp fukt fra luften når de lagres eller håndteres før bearbeidingen begynner. Når disse materialene når temperaturer over 220 grader celsius inne i ekstrudereren, fordamper all skjult vann nesten umiddelbart og skaper plutselige trykkstøt som kan overstige 15 megapascal. Denne raske utvidelsen forstyrrer konsistensen i smeltestrømmen, noe som fører til svingninger i produksjonsutbyttet og gjør at termiske bruddlister får inkonsekvente dimensjoner langs lengden. For å unngå dette problemet må produsenter tørke hærpillerne ned til omtrent 0,2 prosent fuktinnhold eller lavere før de starter ekstruderingen. Regelmessig testing med metoder som Karl Fischer-titrering hjelper med å bekrefte riktig tørkingsnivå, noe som igjen sikrer konstant materialeviskositet gjennom hele prosessen og gir en jevnere smeltestrøm for alle partier.

Utsmelte partikler og lagdelt strømning som forårsaker spiralformede linjer og delaminering

Når smeltingen ikke er fullstendig, blir det igjen faste biter som har en tendens til å bevege seg mot de kjøligere delene av formveggen på grunn av samspillet mellom varme og trykk, noe som skaper det vi kaller lagdelt strømning. Det som skjer deretter, er ganske opplagt når man ser på det ferdige produktet – disse spiralformete linjene blir synlige på overflaten av det som blir ekstrudert. Hvis avkjølingen skjer for raskt, begynner lagene å skille seg fra hverandre ved sine grenseflater. Ifølge tester utført i henhold til ASTM D638-standarder kan denne separasjonen faktisk redusere strekkfastheten til sammensatte termiske bruddbånd med mellom 40 % og 60 %. Den gode nyheten? Produsenter kan løse dette problemet ved å justere skruens form som brukes under prosessen, for å forbedre smelteytelsen samtidig som temperaturen holdes jevn over begge aksene. Å få dette til rett betyr færre problembærende partikler og bedre blanding gjennom hele materialet.

Mekaniske og operative feil i plastekstrudermaskin

Skrueslitasje, heliksgradasjon og smeltestrøminkonsistens

Skruer slites over tid når abrasive materialer og urenheter kommer inn i systemet. Denne gradvise erosjonen endrer formen på heliksen og gjør det vanskeligere å transportere materialet riktig. Når slitasjen blir alvorlig nok, forstyrres varmeoverføringen i prosessen. Noen områder kan bli for kalde, mens andre blir farlig varme soner, noe som fører til irriterende overflatemerker og inkonsekvent smelting. De fleste anlegg utfører mikrometerkontroller omtrent hvert 500 driftstime for å oppdage problemer før de eskalerer. Å bytte til herdet stålskruer i stedet for vanlige legeringskruer kan faktisk fordoble levetiden i noen tilfeller, og dermed sikre konsekvent smeltekvalitet og redusere frustrerende uventede nedstillinger som koster mye produksjonstid.

Feiljustering av døse og ubalanse mellom trekking og ekstruderingshastighet som fører til varierende veggtykkelse

Når døser blir feiljustert, ledes smeltestrømmen på en uregelmessig måte. Samtidig kan en ubalanse mellom trekking- og ekstruderingshastighet enten strekke eller komprimere midtdelen av profilen. Disse problemene fører ofte til variasjoner i veggtykkelse som overstiger pluss/minus 5 % i termiske bruddbånd. Heldigvis kan laserstyrte justeringsverktøy sammen med riktig synkroniserte drivsystemer redusere disse avvikene til under 1 %. De fleste produsenter finner det best å gjennomføre regelmessige kalibreringssjekker omtrent hver 50. produksjonskjøring. De verifiserer vanligvis kalibreringene ved hjelp av ultralydsmålinger av veggtykkelse. Denne metoden holder dimensjonene innenfor akseptable grenser og reduserer materialspill betydelig over tid.