Добивање исправне температуре је веома важно када је у питању производња квалитетне пластике путем екструзије. Начин на који материјали тече, како молекули остају непокренени и да ли се енергија ефикасно користи, све зависи од одговарајуће управљања топлотом. Мале промене у температурним подешавањама могу у ствари повећати производњу лома за око 18%, према недавним подацима из индустрије из прошлогодишњег извештаја о прерађивању полимера. За данашње процесе екструзије, постоје у основи три области у којима топлотна контрола чини сву разлику. Прво, осигуравање да се пластика равномерно топи у систему. Затим постоји управљање силама резања док се материјал креће, што утиче и на квалитет и конзистенцију. И коначно, контрола различитих зона у самим бунарима екструдера остаје од суштинског значаја за одржавање стабилних услова излаза током производних радњи.
Начин на који се температура мења у различитим секцијама заиста утиче на понашање полимера током обраде. Већина инжењера тежи да температура полако расте на око 170 до 240 степени Целзијуса када раде са инжењерским смолама. Овај приступ спречава да се материјал прерано топли у подручју за храну, али и даље све исправно топли у делу за мерење. Када грејање није конзистентно, често видимо да се остављају мали комади нетапљеног ПА6 и сличних полиамида, што заправо ослабљује те топлотне бариерне траке током времена. Истраживања показују да правилно оптимизовани температурни профили могу повећати ефикасност топљења за око 27 посто боље него стари системи за једну зону. То чини стварну разлику у квалитету производа и одржава производњу у гладном току дан за даном.
Екструдери се обично деле на три топлотно контролисане зоне:
Неисправност температуре између региона може довести до пораста - пулсирајући ток који може смањити прецизност димензија до 32% у прецизним профилима као што су топлотне баријере.
Цилиндрично грејало обезбеђује 60-70% потребне енергије топљења, док се преостали део ствара механичким обривањем кроз ротацију вијака. Превише зависност од топлоте за сечење може довести до прегревања осетљивих полимера; ПА6 се разлага изнад 260 ° Ц, што утиче на његова механичка својства. Да би се одржала равнотежа, прерађивачи користе најбоље праксе као што су:
Овај интегрисани метод смањује потрошњу енергије за 22%, док постиже стабилност температуре топљења од ± 1,5 °C током континуираног рада.
ПВЦ и други аморфни полимери обично треба да се полако загревају како би се спречили проблеми са топлотним шоковима. Полукристални материјали као што је ПА6 раде боље када се брзо загреју, тако да могу без проблема да пређу температуру стаклене транзиције. Недавна студија екструзије показала је да промена температура зоне бурела за само 10 степени Целзијуса за ПА6 заправо смањује разлике вискозитета за око 18%. Таква прилагођавање чини стварну разлику у квалитету производње. За високо утицајне квалитете ових материјала, произвођачи их обично покрећу око 15 до 20 степени хладније од уобичајених смола. То помаже да се одржи одговарајућа чврстоћа топљења док материјал излази кроз штампу, што је од кључне важности за постизање конзистентног квалитета производа.
Индустријски стандарди дефинишу специфичне прорачуна за заједничке материјале за баријеру:
У испиту екструзије 2024. потврђено је да одступања већа од ± 5 °C повећавају димензионалну нестабилност стакла за пуњење за 22%.
Када се материјали као што су ПВЦ или ПА6 прегреју током процеса екструзије, они почињу да се разлагају на молекуларном нивоу који се не може поправити. Ово се обично дешава зато што материјал остаје у контакту са буревима који су превише топли, посебно ако су те буреве горе од 240 степени Целзијуса за ПВЦ. Још један проблем долази од тога што се вит у машини не смазује правилно, што ствара додатну топлоту тркања коју нико не жели. Постоје знаци да је нешто пошло наопако. На пример, ПВЦ се када се превише кува постаје жутобојасан, док ПА6 често оставља мале црне мрље на готовом производу. А онда постоје и ти досадни дефекти рибљег ока који се појављују у завршном производу. Недавна студија објављена око 2023. године истражила је ово и пронашла прилично алармантне резултате. Открили су да ПА6 који се остави на температури изнад 270 степени Целзијуса губи око четвртине своје чврстоће након само петнаест минута. У међувремену, када се ПВЦ прегреје, заправо почиње да избацује гасове сороводне киселине које радници могу да помиришу и дефинитивно не желе да дишу.
Добивање исправне топлотне контроле је кључно за уравнотежавање вискозности смоле са стабилношћу протока у производњи. Када раде са ПА6 бариерним тракама, већина произвођача тежи да температуре у зони барела буду око 250 до 265 степени Целзијуса. Овај опсег помаже да се осигура правилно топљење без ризика од проблема пиролиза. Многи модерни уређаји сада укључују ПИД контролере који могу одржавати температуру у оквиру око плус или минус 1,5 степени. Ови напредни системи смањују проблеме са топлотним превишавањем за око 40 посто у поређењу са старијим методама термопарка. Оператори се такође ослањају на сензоре притиска топљења за праћење у реалном времену, омогућавајући им да прилагоде подешавања док различите смоле пролазе кроз систем. Оваква прилагођавање током транзиција заиста помаже у смањењу материјалног отпада, док се производи одржавају конзистентни од партије до партије.
Када брзина вијака пређе 80 об / мин, температуре топљења имају тенденцију да скоче око 8 до можда чак 12 степени Целзијуса због трчења шкира, посебно када се ради са ПА6 материјалима. Међутим, индустрија је пронашла начине да се отараси овај проблем. Многи произвођачи сада постављају вијечке са водом и боље дизајниране канале за хлађење. Ове промене им омогућавају да повећају производњу за око 12 посто, а да остану у границама безбедне температуре. Гледајући резултате из реалног света из тестова из 2022. године, компаније су виделе нешто прилично импресивно. Када су комбиновали променљиве прилагођавања брзине вијака са фокусираним стратегијама хлађења, њихова стопа лома је пала скоро 18% током континуираних производних операција ПА6 траке. Такво побољшање чини велику разлику у контроли квалитета и у коштама за већину фабрика за прераду пластике.
Тхермално управљање је веома важно за ПА6 обраду ако желимо да избегнемо проблеме као што су деформација, ваздушни џепови и неравномерно формирање кристала. Према истраживању објављеном прошле године у часопису за прераду полимера, чак и мале промене температуре од више од плус или минус 5 степени Целзијуса у различитим деловима бунака екструдера могу заправо повећати производњу лома за око 27%. Када се топило преплави или прехлади од тог сладог места између 240 и 260 степени Целзијуса, све врсте проблема се појављују, укључујући и оне досадне линије протока и ефекте надувања. Ови дефекти не само да изгледају лоше, већ и угрожавају како топлотне баријере функционишу и у смислу конструкције и у смислу изолационих својстава.
Тим је изабрао четири зоне, где је свака секција имала строжу контролу од претходне. Зона 4 је завршила на око 255 степени Целзијуса, дајте или узмите 1,5 степени да би се одржао прави проток материјала. Они су подесили брзину вијака на неку од 85 до 90 обртаја у минути што је помогло да се смањи изненадни топлотни талас изазван превише снаге, све док је и даље успевало да прође кроз око 12 килограма на сат. Погледајући инфрацрвене мере показало је нешто занимљиво такође било је око 8 степени пад у максималној температури топљења када су тестирали ову конфигурацију у поређењу са претходним подешавањама.
Након свих ових оптимизација, видели смо неке прилично добре побољшања. Тензијска чврстоћа је доста порасла - око 18% повећања, од 75 МПа до 89 МПа. То испуњава АСТМ Д638 захтеве потребне за већину грађевинских радова данас. Такође смо приметили нешто занимљиво у вези са нашим стопама одбацивања. Дошли су на само 4,2%, што је око 32% боље него што смо раније видели. И не заборавите новац који је уштеђен на материјалима. Око 14 хиљада долара месечно мање потрошено само на одбачене ствари. Када су редовно проверили квалитет, открили су да скоро 99 од сваких 100 комада испуњава потребне димензије. Говоримо о доследном извозу! Проверена је преко 10.000 метара и скоро савршена у складу са свим условима.
Модерни системи вештачке интелигенције могу да оптимизују температуру екструзије у току гледајући податке у реалном времену о вискозитету материјала, који је тачан у оквиру од око 5%, плус прате како тољена пластика тече кроз машину. Паметни алгоритми мењају различите делове грејача у корацима од 0,8 степени Целзијуса, према истраживању објављеном прошле године у часопису Plastics Engineering Journal. То помаже да се спрече оштећење материјала када се производња наставља сатима. Један велики произвођач аутомобилских делова је видео да је њихов проблем са изопаченим ПА6 пластичним тракама опао за скоро 30% након имплементације ових АИ температурних профила. Они су усагласили брзину вијака унутар машине са оним што је свакој специфичној зони за грејање заправо било потребно, што је резултирало много бољим квалитетом крајњих производа.
IoT сензори са високом резолуцијом прате више од четрдесет различитих фактора истовремено током процеса екструзије. Они прате ствари попут притиска на топљење до 0,2 бара и мере брзине ширења, што омогућава паметна подешавања кад год се материјали промене. Такво детаљно праћење постаје веома важно када се ради са материјалима осетљивим на температуру као што је ПВЦ, где одржавање температуре у оквиру само три степена Целзијуса чини све разлику. Недавни тестови из 2023. показали су како повезани екструзијски системи могу одржавати идеалне услове рада током читавих осам сати производње. Ове конфигурације су успеле да смање потрошњу енергије за око 18% по произведеном килограму без угрожавања молекуларне структуре полиамида, нешто што је за произвођаче веома важно из разлога квалитета производа.
Топла вест
Поливелл се специјализује за ПА66 топлотне изолационе траке, нуде полиамидне грануле, екструдери, калупе, машине за намотавање и свеобухватне услуге прилагођавања.
Град Јинфенг, град Цхангцхиаганг, град Сузхоу, провинција Цзянсу, Кина
Ауторско право © 2024 Сузхоу Поливелл Инжењерски Пластик Цо, Лтд. Политике приватности
EN
