Efektívne matrica na extrúziu návrh určuje nielen štrukturálnu pevnosť tepelných izolačných lišt, ale aj efektivitu ich výroby. Štúdie z odvetvia ukazujú, že 92 % výrobných chýb v tepelných bariérach na báze polyamidu má pôvod v neoptimálnej geometrii lišty (Recenzia spracovania polymérov 2024).
Presne obrobene otvory lišty kompenzujú smršťovanie materiálu – zvyčajne 2–4 % u polymérnych kompozitov – a zároveň zachovávajú úzke rozmery s toleranciou ±0,1 mm. U tepelných izolačných lišt s dutinou zabraňdujú návrhy mandrily so stupňami stagnácii toku a tým udržiavajú izolačný výkon zabezpečením konštantnej hrúbky stien.
Moderné tvarovacie lišty využívajú výpočtovú dynamiku tekutín (CFD) na optimalizáciu geometrie kanálov, čím obmedzujú odchýlky rýchlosti materiálu na menej ako 15 % cez šírku profilu. Podľa medzinárodnej štúdie Extrusion Technology Benchmark z roku 2023 špirálové rozdeľovače toku znížia tlakovú stratu o 22 % oproti tradičným priamym kanálom, čo zvyšuje energetickú účinnosť a rovnomernosť taveniny.
Predĺžené dĺžky ložiska (6–12 mm pre sklenenými vláknami spevnené polyméry) zlepšujú stabilizáciu toku a znižujú odchýlky hrúbky na menej ako 0,25 mm/m. Avšak nadmerná dĺžka zvyšuje spätný tlak; výskum MIT uvádza, že každý ďalší milimeter nad optimálnu hodnotu zníži výstupné rýchlosti o 3,7 % pri nepretržitých prevádzkových režimoch.
Zóny s vysokým strihom blízko stien výlisku generujú gradienty viskozity presahujúce 10⁴ Pa·s vo vyplnených polyméroch. Teplotne riadené ústia výlisku, udržiavané v rozmedzí ±1,5 °C, stabilizujú viskozitu taveniny a sú nevyhnutné pre dosiahnutie cieľovej tvrdosti 75–85 Shore D vo výsledných tepelne izolačných páskach.
Udržiavanie vrecka na stabilnej teplote je rozhodujúce pre rovnomerný tok materiálu a predchádzanie tým otravným chybám. Moderné systémy využívajú zónové vykurovanie s termočlánkami, ktoré poskytujú okamžitú spätnú väzbu, takže teploty zostávajú približne presne na cieľovej hodnote – zvyčajne v rozmedzí asi 1,5 stupňa Celzia po celom povrchu vrecka. To pomáha znížiť tie otravné zmeny viskozity, ktoré spôsobujú väčšinu problémov, keď sa veci príliš zohrejú alebo ochladia. Podľa niektorých výskumov spoločnosti APTech z roku 2023 tieto kolísania teploty skutočne predstavujú približne sedem z desiatich chýb spojených s tepelnými problémami. Chladiace kanály zabudované do systému tiež odstraňujú nadbytočné hromadenie tepla, čo znamená, že stroje môžu bez problémov pracovať aj pri rýchlostiach vytláčania vyšších ako 12 metrov za minútu, aniž by sa niečo pokazilo.
Už malé rozdiely v teplote približne 6 stupňov Celzia na rôznych častiach tváre formy môžu výrazne ovplyvniť kvalitu výrobku. Pevnosť pásu klesne približne o 18 %, zatiaľ čo rozmerná presnosť prudko klesne takmer o 32 %, podľa najnovších odvetvových noriem z roku 2023. Keď sa počas spracovania vytvárajú horúce miesta, vznikajú nerovnomerné vzory chladenia v celom materiáli. To vedie k hromadeniu vnútorného napätia, ktoré časom konečne kompromituje izolačné vlastnosti. Výrobcovia, ktorí zavádzajú lepšie opatrenia na reguláciu tepla, zvyčajne zaznamenávajú zlepšenie svojich prevádzkových výsledkov. Miera odpadu sa zníži približne o 15 % a výrobná kapacita sa zvýši približne o 22 %, ak je rozloženie tepla počas výrobných cyklov rovnomerné po celom obrobku.
Správne dosiahnutie rovnomerného rozloženia tlaku je prakticky nevyhnutné pre zachovanie rozmerných presností pri práci s tepelnými izolačnými profilmi. Keď na ploche výlisku existuje gradient tlaku vyšší ako približne 20 %, veci sa rýchlo začnú pokaziť. Tok materiálu sa stáva nepravidelným, čo vedie k rôznym problémom, ako je skreslenie tvaru a tie otravné povrchové chyby, ktoré nikto nechce vidieť. Väčšina dielní dnes spolieha na sledovanie v reálnom čase prostredníctvom zabudovaných snímačov tlaku, aby udržali odchýlky pod kontrolou, zvyčajne sa im darí zostať v rozmedzí približne plus mínus 5 %. A potom tu sú ešte tieto úpravy riadené CFD analýzou, ktoré robia obrovský rozdiel. Zúžené kanály fungujú úžasne, rovnako ako zmeny dĺžok ložiskových plôch. Tieto jemné úpravy dokážu znížiť tie otravné miestne špičky tlaku približne o 30 %, čo znamená obrovský rozdiel vo finálnej kvalite výrobku.
Získanie správnej rovnováhy v odporu voči toku znamená prispôsobenie tvaru kanálov správaniu materiálov pri toku. Pre osoby pracujúce s polymérnymi tepelnými bariérami zmena pomeru dĺžky nábežnej plochy k výške medzery približne na 1,5 ku 1 môže znížiť rozdiely v rýchlosti výstupu o približne 40 percent podľa toho, čo vidíme v štúdiách toku. Moderné výrobné zostavy často obsahujú špeciálne komponenty obmedzujúce tok spolu s nastaviteľnými mandrilemi, ktoré pomáhajú riadiť zmeny viskozity počas výroby. Udržiavanie rozdielov tlaku pod 15 MPa na meter umožňuje, aby sa kolísania hrúbky udržali v rozmedzí len 1 %, čo v skutočnosti spĺňa požiadavky ASTM na správne špecifikácie tepelnej účinnosti pre väčšinu aplikácií.
Výber materiálu ovplyvňuje výkon nástroja, výrobné náklady a kvalitu produktu. Kľúčové kompromisy zahŕňajú odolnosť voči opotrebeniu abrazívnymi kompozitmi, tepelnú stabilitu pri opakovanom zaťažovaní a zhodu s objemom výroby.
Pri výrobnych operáciách s vysokým objemom sú nástrojové ocele H13 a D2 preferovanou voľbou vďaka ich vynikajúcej tvrdosti dosahujúcej približne 55 HRC a schopnosti udržať si štrukturálnu pevnosť aj pri teplotách blížiacich sa k 600 stupňom Celzia. Podľa najnovších zistení publikovaných ASM International v roku 2023 tieto konkrétne triedy ocele udržia približne 95 % svojej pôvodnej tvrdosti aj po prejdení 10 000 výrobných cyklov. To má za následok výrazne menšie rozmerné zmeny v porovnaní s bežnými oceľami, čo znižuje potrebu úprav počas dlhých výrobných sérií. Ďalším výrazným predpokladom ich výnimočnosti je kombinácia chrómu a molybdénu v ich zložení, ktorá pomáha odolávať korózii spôsobenej rôznymi polymérmi bežne používanými v procesoch lisovania. Navyše jemná zrnitá štruktúra týchto materiálov pôsobí proti vzniku trhlín, čo je obzvlášť dôležité pri práci s náročnými materiálmi, ako sú sklolamináty, kde sa akékoľvek mikroskopické vady môžu rýchlo stať vážnymi problémami.
Horúce správy
POLYWELL sa špecializuje na tepelné izolačné pásy PA66, ponúka granuly polyamidu, extrudéry, formy, viniace stroje a komplexné služby na prispôsobenie.
Čína, provincia Jiangsu, oblasť Suzhou, mesto Zhangjiagang, obec Jinfeng
Autorské práva © 2024 Suzhou Polywell Engineering Plastics Co., Ltd Zásady ochrany súkromia
EN
