Zgjedhja e temperaturës së duhur ka rëndësi të madhe kur prodhohet plastikë e cilësisë përmes ekstrudimit. Mënyra sesi materialeve iu bën rrjedhje, si mbahen molekulat të paprekura dhe nëse energjia përdoret me efikasitet, varen shumë nga menaxhimi i duhur i nxehtësisë. Sipas të dhënave të fundit industriale nga raporti i vitit të kaluar për procesimin e polimerëve, ndryshime të vogla në parametrat e temperaturës mund të shtojnë prodhimin e copave deri në 18%. Për proceset e sotme të ekstrudimit, ka rreth tre zona ku kontrolli termik bën të gjithë ndryshimin. E para, sigurohet që plastika të shkrihet njëtrajtësisht në tërë sistemin. Pastaj ka menaxhimin e forcave të pjerrësise (shear) kur materiali lëviz përgjatë, gjë që ndikon në cilësinë dhe njëtrajtësinë. Dhe në fund, kontrolli i zonave të ndryshme brenda barrilave të vetë ekstruduesit mbetet thelbësor për ruajtjen e kushteve të qëndrueshme të daljes gjatë proceseve të prodhimit.
Mënyra sesi ndryshon temperatura nëpër seksione të ndryshme ka një ndikim të madh mbi sjelljen e polimerëve gjatë përpunimit. Shumica e inxhinierëve synojnë një rritje të ngadaltë të temperaturës diku rreth 170 deri në 240 gradë Celsius kur punojnë me reçina inxhinierike. Kjo metodë pengon materialin të shkrihet shumë herët në zonën e ushqimit, por siguron që gjithçka të shkrihet plotësisht në seksionin e matjes. Kur nxehtësia nuk është e njëtrajtshme në tërësi, shpesh shohim copa të vogla të PA6-së dhe poliamideve të ngjashëm të papërmbysura, të cilat në fakt i dobësojnë kohë pas kohe këto shtresa me pengesë termike. Studimet tregojnë se përdorimi i profileve të optimizuara mirë të temperaturës mund të rrisë efikasitetin e shkrirjes rreth 27 përqind më mirë sesa sistemet tradicionale me një zonë të vetme. Kjo bën një diferencë të vërtetë në cilësinë e produktit dhe e mban prodhimin të ecë lëvizshëm ditë pas dite.
Ekstruduesit zakonisht ndahen në tre zona me kontroll termik:
Pabarazia e temperaturës midis zonave mund të çojë në goditje – një rrjedhje pulzuese që mund të zvogëlojë saktësinë dimensionale deri në 32% në profilet e sakta si pengesat termike.
Ngrohësi cilindrik siguron 60-70% të energjisë së nevojshme për shkrirje, ndërsa pjesa tjetër gjenerohet nga fërkimi mekanik përmes rrotullimit të skrupit. Mbeshtetja e tepruar në nxehtësinë e fërkimit mund të shkaktojë nxehtësi të tepërt tek polimerët e ndjeshëm; PA6 degradohet mbi 260 °C, duke ndikuar në vetitë e saj mekanike. Për të ruajtur ekuilibrin, procesuesit përdorin praktikat më të mira si:
Kjo metodë integruar zvogëlon konsumin e energjisë me 22% duke arritur një stabilitet temperaturor të shkrirës prej ± 1,5 °C gjatë funksionimit të vazhdueshëm.
PVC dhe polimerët e tjerë amorfor zakonisht kanë nevojë për nxeheje të ngadaltë për të parandaluar problemet e goditjes termike. Materiale me strukturë gjysmëkristalore si PA6 funksionojnë më mirë kur nxehen shpejt, në mënyrë që të kalojnë temperaturën e kalimit të xhamit pa probleme. Një studim i fundit në ekstrudim zbuloi se ndryshimi i temperaturave të zonës së barrilit vetëm për 10 gradë Celsius për PA6 në fakt ul dallimet e viskozitetit me rreth 18%. Kjo lloj rregullimi bën një diferencë reale në cilësinë e prodhimit. Për shkallët me rezistencë të lartë të goditjes të këtyre materialeve, prodhuesit i përdorin rrotull 15 deri 20 gradë më të ftohtë sesa rezinat e zakonshme. Kjo ndihmon në ruajtjen e fortësisë së duhur të shkrirjes, pasi materiali del përmes matricës, gjë që është e rëndësishme për të siguruar një cilësi të qëndrueshme të produktit nga linja.
Standardet industriale përcaktojnë drita specifike të përpunimit për materiale penguese të zakonshme:
Testi i ekstrudimit të vitit 2024 konfirmoi se devijimet mbi ±5 °C rrisin papërqëndrueshmërinë dimensionale të klasave me mbushje qelqi nga 22%.
Kur materiale si PVC ose PA6 ngrohen shumë gjatë procesit të ekstrudimit, ato fillojnë të dekompozohen në nivel molekular, një proces i cili nuk mund të kthehet mbrapsht. Kjo rastisht ndodh sepse materiali qëndron në kontakt me barrilat e tepër të nxehta, veçanërisht nëse këto barrila funksionojnë mbi 240 gradë Celsius për PVC-në. Një tjetër problem vjen nga skrupi brenda makinës që nuk është i lubrikuar si duhet, gjë që krijon nxehtësi shtesë prekjeje, e cila askush nuk e dëshiron. Ka disa shenja të dukshme që diçka ka shkuar keq. Për shembull, PVC-ja zakonisht kalon në një ngjyrë verdhikalle, kur përgatitet shumë, ndërsa PA6 shpesh lë pas gjurmë të vogla të zeza në produktin përfundimtar. Dhe pastaj janë ato defekte të rrëqethshme 'fish-eye' (sy peshku) që shfaqen në produktin përfundimtar. Një studim i fundit i publikuar dikund rreth vitit 2023 hetoi këtë temë dhe zbuloi rezultate të alarmueshme. U zbulua se PA6, kur lihet në temperatura mbi 270 gradë Celsius, humbet rreth një katër të fortësisë së saj vetëm pas pesëmbëdhjetë minutash. Ndërkohë, kur PVC-ja nxehet tepër, ajo fillon të nxjerr avuj acid klorhidrik, të cilët punonjësit mund t'i erdhin dhe sigurisht që nuk dëshirojnë t'i thithin.
Përdorimi i kontrollit termik në mënyrë të saktë është kyç për të balancuar viskozitetin e rezinës me stabilitetin e rrjedhjes në proceset e prodhimit. Kur punohet me shiritë PA6 barrier, shumica e prodhuesve synojnë të ruajnë temperaturat e zonave të barrilit rreth 250 deri në 265 gradë Celsius. Ky diapazon ndihmon në sigurimin e shkrirjes së duhur pa rrezikuar problemet e pirolizës. Shumë instalime moderne tani përfshijnë kontrolle PID që mund të ruajnë temperaturën brenda rreth plus ose minus 1,5 gradë. Këto sisteme të avancuara ulin problemin e kalimit termik rreth katërqind për qind në krahasim me metodat e vjetra të termokuplave. Operatorët mbështeten gjithashtu në sensorë presioni të shkrirës për monitorim në kohë reale, duke i lejuar atyre të rregullojnë cilësimet kur përdoren rezina të ndryshme në sistem. Ky lloj rregullimi gjatë kalimeve ndihmon me të vërtetë në reduktimin e humbjeve të materialeve, ndërkohë që produktet mbeten të njëjta prej serije në serje.
Kur shpejtësia e skrupit tejkalon 80 RPM, temperaturat e shkrirjes tendencojnë të ngrihen rreth 8 deri në 12 gradë Celsius për shkak të fërkimit nga forcat e pjerrësisë, veçanërisht kur punohet me materiale PA6. Megjithatë, industristët kanë gjetur mënyra për t'u përballur me këtë problem. Shumë prodhues tanimë instalojnë skrupe të ftohur me ujë bashkë me kanale ftohjeje me dizajn më të mirë. Këto përmirësime u lejojnë atyre të nxisin prodhimin rreth 12 për qind më lart, duke u mbajtur gjithsesi brenda limiteve të sigurt të temperaturës. Duke analizuar rezultatet reale nga një test i kryer më 2022, kompanitë vunë re diçka mjaft të impresionuese. Kur kombinuan rregullimin variabël të shpejtësisë së skrupit me strategji të fokusuar ftohjeje, norma e copëtimit u ul rreth 18% gjatë operacioneve të prodhimit të vazhdueshëm të shiritave PA6. Një përmirësim i tillë bën një ndryshim të madh si në kontrollin e cilësisë ashtu edhe në kursimet e kostos finale për shumicën e fabrikave të përpunimit të plastikës.
Menaxhimi i nxehtësisë është me të vërtetë i rëndësishëm për përpunimin e PA6 nëse duam të shmangim probleme si deformimet, xhepi të ajrit dhe formimin jo të barabartë të kristaleve. Sipas një hulumtimi të publikuar vitin e kaluar në një revistë për përpunimin e polimerëve, madje edhe ndryshimet e vogla të temperaturës mbi plus ose minus 5 gradë Celsius në pjesë të ndryshme të barrilit të ekstruduesit mund të shtojnë prodhimin e copave me rreth 27%. Kur shkrinja bëhet shumë e nxehtë ose shumë e ftohtë nga zona ideale midis 240 dhe 260 gradë Celsius, paraqiten të gjitha llojet e problemeve, përfshirë ato vija të rrjedhjes së irritueshme dhe efektet e zgjerimit në dalje. Këto defekte nuk janë thjesht estetikisht të papëlqyera, por minojnë edhe veprimin e pengesave termike si në thelb ashtu edhe në vetitë izoluese.
Ekipi mori një konfigurim me katër zona për barrilin, ku secila seksion kishte kontroll më të shtrehtë se sa ajo para saj. Zona 4 përfundoi duke u mbajtur rreth 255 gradë Celsius, plus ose minus 1.5 gradë, për të ruajtur rrjedhjen e duhur të materialit. Ata vendosën shpejtësinë e skrupit ndërmjet 85 dhe 90 rrotullime në minutë, gjë që i ndihmoi të zvogëlonin ngazëllimet e papritura të nxehtësisë të shkaktuara nga forca e tepërt e pjerrtësisë, duke arritur gjithsesi të prodhojnë rreth 12 kilogramë në orë. Analiza e leximeve infrigjeneruese tregoi gjithashtu diçka interesante: ekzistonte një ulje prej rreth 8 gradësh në temperaturën maksimale të shkrirjes kur testuan këtë konfigurim, krahasuar me konfigurimet e mëparshme.
Pasi bëmë të gjitha këto optimizime, vumë re përmirësime mjaft të mira. Fortësia në terheqje u rrit shumë, në fakt – rreth 18% rritje, duke kaluar nga 75 MPa deri tek 89 MPa. Kjo plotëson kërkesat e ASTM D638 që janë të nevojshme për shumicën e punëve të ndërtimit sot ditë. Ne gjithashtu vëmë re diçka interesante lidhur me normën e mbeturinave. Ajo u ul deri në vetëm 4,2%, që është rreth 32% më mirë sesa ajo që po shihnim më parë. Dhe mos harroni as kursimin e parasë në materiale. Rreth 14 mijë dollarë më pak çdo muaj vetëm për shkak të humbjeve të materialeve. Kur bënë kontrollin e tyre të zakonshëm të cilësisë, zbuluan se gati 99 nga çdo 100 copë i përshtaten dimensioneve të kërkuara. Ku thua prodhim i qëndrueshëm! Mbi 10 mijë metra të kontrolluar dhe përputhje gati perfekte në tërësi.
Sistemet moderne të inteligjencës artificiale mund të optimizojnë temperaturat e ekstrudimit në kohë reale duke analizuar të dhëna aktuale rreth viskozitetit të materialit, i cili është i saktë brenda rreth 5%, plus ata gjurmojnë se si lënda plastike e shkrirë rrjedh përmes makinës. Algoritmet e mençura rregullojnë seksionet e ndryshme të barrilit ngrohës me hapa aq të vegjël sa 0.8 gradë Celsius, sipas një kërkimi të publikuar vitin e kaluar në revistën Plastics Engineering Journal. Kjo ndihmon të parandalohet dekompozimi i materialeve kur prodhimi zgjat për orë të tëra. Një prodhues i madh pjesësh automjeti regjistroi uljen e problemit të shiritave të plasaritur prej plastike PA6 me gati 30% pas implementimit të këtyre profileve të temperaturës me AI. Ata përputhën shpejtësinë e skrupit brenda makinës me nevojat specifike të secilës zonë ngrohëse, duke rezultuar në produktë përfundimtarë me cilësi shumë më të mirë.
Sensorët IoT me rezolucion të lartë gjurmohen më shumë se katërqind faktorë të ndryshëm njëkohësisht gjatë proceseve të ekstrudimit. Ata mbikëqyrin gjëra si shtypja e shkrirjes deri në inkamente 0,2 bar dhe matin edhe shkallët e rrehjes, duke lejuar përshtatje inteligjente sa herë që ndryshojnë materiale. Një monitorim kaq i hollësishëm bëhet shumë i rëndësishëm kur punohet me materiale të ndjeshme ndaj temperaturës, si PVC-ja, ku ruajtja e temperaturave brenda vetëm tre gradë Celsius bën tërë ndryshimin. Testet e fundit të vitit 2023 treguan se si sistemet e lidhura të ekstrudimit mund të ruajnë kushte ideale funksionimi për gjithë xhiro prodhimi tetë-orëshe. Këto pajisje arritën të ulin konsumin e energjisë me rreth 18% për kilogram të prodhuar pa kompromentuar strukturën molekulare të poliamideve, diçka për të cilën prodhuesit shqetësohen thellësisht për arsye cilësie të produktit.
Lajme të nxehta 
POLYWELL është e specializuar në shirita termoizoluese PA66, duke ofruar granule poliamid, ekstrudera, mysafirë, makina të rrotullimit dhe shërbime gjithëpërfshirëse të personalizimit.
Qyteti Jinfeng, Qarku Zhangjiagang, Qyteti Suzhou, Prefektura Jiangsu, Kinia
Të drejta të autorit © 2024 Suzhou Polywell Engineering Plastics Co., Ltd Politika e privatësisë
EN
