Yalıtım to'xtashi lenta ishlab chiqarishda birlamchi vintli ekstruderlarning ishlashiga qanday omillar ta'sir qiladi?

Vint Dizayni: Geometriya, L/D Nisbati va Diametrning Ekstruziya Samaradorligiga Ta'siri

Vint Geometriyasining Suvga Tushish, Aralashish va Material Bir xilligiga Ta'siri

Vintlar shakli va dizayni materiallarning qanchalik yaxshi erishini va bitta vintli ekstruderlardan qanday mahsulotlar olinishini belgilashda katta rol o'ynaydi. Polimerlarning qayta ishlash jarayonidagi xatti-harakatlariga vintning qadami, kanallarning qanchalik chuqur qilinishi hamda maxsus aralashtirish qismlari kabi jihatlari ta'sir qiladi. Siqilish zonasidagi sirti yuqori kanallar erishni tezlashtirishga yordam beradigan qo'shimcha qirish kuchini yaratishini aytganda, oziqlantirish bo'limidagi chuqurroq kanallar esa qattiq materiallarni yaxshiroq siljitishga yordam beradi. Aralashtirish uchun esa tishli dizayn yoki pufakli halqalar kabi maxsus qismlar taqsimlovchi aralashtirish xususiyatlarini sezilarli darajada oshiradi. Ponemon tashkilotining 2023-yildagi ba'zi sanoat tadqiqotlariga ko'ra, bu issiqlik uzilishli lentalar ishlab chiqarilayotganda harorat farqini taxminan 12% ga kamaytirishi mumkin. Bu xilma-xil aralashtirish bloklariga ega vintlarda materiallarning bir xilligi taxminan 92% ni tashkil etadi, odatdagi sozlamalarda esa bu ko'rsatkich atigi 78% atrofida bo'ladi. Bu yakuniy profillarda noqulay issiqlik ko'priklarini oldini olishda katta farq yaratadi.

Qolgan Vaqt, Termik Bir xillik va Chiqish Doimiylikdagi L/D Nisbatining O'rnI

Uzunlik diametr (L/D) nisbati materialning tizimda qancha vaqt qolishida, qaynatish barqarorligida va umumiy energiya iste'molida jumladan, bir nechta asosiy sohalarda katta rol o'ynaydi. 20:1 atrofida bo'lgan tizimlarga nisbatan 30:1 dan yuqori L/D nisbatiga ega tizimlarni ko'rib chiqqanda, qolgan vaqt aslida taxminan 40% ga uzaytirilganligini ko'ramiz. Bu qo'shimcha vaqt, qayta ishlashdan oldin to'liq plastikatsiyaga muhtoj bo'lgan PA66 kabi qattiq materiallarning to'g'ri qaynatilishiga imkon beradi. Biroq, 40:1 dan oshib ketish energiya iste'mol jihatidan qo'shimcha xarajatlarni olib keladi, odatda materialning bir xilligidagi katta yaxshilanishsiz taxminan 18% ga oshadi. Ko'pchilik sanoat mutaxassislari issiqlik uzilish qo'llanmalari uchun 28:1 va 32:1 oralig'ida eng yaxshi nuqta borligini aytishadi. Bu nisbatlarda ishlab chiqaruvchilar materialning buzilish xavfini boshqarish hamda odatda soatiga 120 dan 150 kilogramgacha bo'lgan ishlab chiqarish maqsadlariga erishishlari mumkin.

Vint diametri va uning o'tkazuvchanlik sig'imi hamda qirish kuchi hosil bo'lishiga ta'siri

Haqiqatdan ham vint hajmi kvadrat darajasida ishlab chiqariladigan miqdorga ta'sir qiladi. Raqamlarga qarang: 120 mm lik vint aylanishiga nisbatan 90 mm likdan taxminan 2,6 marta ko'proq ishlab chiqaradi. Kattaroq vintlarda material yanada tezroq ishlab chiqariladi (masalan, 100 mm dan 80 mm gacha kamaytirganda soatiga taxminan 280 kg ni 170 kg bilan solishtiring). Lekin bu yerda bir muammo bor. Vint qancha katta bo'lsa, shuncha kamroq qirish kuchini yaratadi, taxminan 30% dan 40% gacha pasayadi. Bu aralashishning tekisligiga ta'sir qilishi mumkin. Shu sababli ham to'g'ri hajmni tanlash qanday material bilan ishlayotganimizga bog'liq. Masalan, PVC kabi suyuq moddalarda, aksariyat foydalanuvchilar 90 dan 110 mm gacha bo'lgan hajm yaxshi ishlashini aytishadi. Lekin qalin TPU lar uchun oddiygina 60 dan 80 mm gacha bo'lgan kichikroq hajm kerak, shunda aralashish jarayoni yetarlicha bo'ladi va materiallar to'g'ri tarqaladi.

Haroratni boshqarish: Barqaror ekstruziya uchun issiqlik rejimlarini boshqarish

Barrel Harorat Zonalari va Polimer Silliqchiligi va Oqish Barqarorligiga Ta'siri

Quvur bo'ylab harorat zonalari to'g'ri sozlanishi polimerlarning issiqlik uzilishli lenta ishlab chiqarish paytida qanday oqishini boshqaradi. Oziqlantirish zonasi maydonida, shishaning o'tish nuqtasi deb ataladigan haroratdan pastroqda saqlash material erib ketishidan oldin zichlanishiga yordam beradi. Aralashma siqilish zonasiga o'tganda, odatda PA66 asosidagi materiallar uchun taxminan 170 dan 190 gradusgacha bo'lgan nazorat ostida isitish amalga oshiriladi. Bu viskozlikni pasaytiradi, shunda hamma narsa to'g'ri aralashadi. So'ngra esa, siqilish tufayli hosil bo'lgan issiqlik va qo'shimcha kiritilayotgan issiqlik orasida muvozanat hosil qilinadigan dozalash zonasi keladi. Bu muvozanat oqishni barqaror saqlaydi, bu esa plus yoki minus 1,5 foiz ichida aniq o'lchov me'yorida bo'lish talabi uchun juda muhim. O'ttiz yil avval nashr etilgan ba'zi tadqiqotlarda ekstruziyadagi barcha muammolarning deyarli uchdan ikkisi noto'g'ri issiqlik gradientlaridan kelib chiqqani ko'rsatilgan. Shu sababli ham bugungi kunda ko'plab korxonalarda bu holatlarni real vaqtda nazorat qiluvchi tizimlarga sarmoya kiritishning sababi tushunarli.

Issiqlik uzilishli tasmalar uchun Oqish, Siqish va Dozalash Zonasi Haroratlarini Optimallashtirish

PA66 GF25 issiqlikni uzilishli lenta ishlatilayotganda, zonalarni to'g'ri sozlash mexanik xususiyatlarni saqlab turish bilan birga ishlab chiqarishni maksimal darajada oshirishda katta farq qiladi. Oziqlantirish zonalari 160 dan 170 gradusgacha bo'lgan haroratda saqlanishi kerak, bu esa oraliq paytda aralashib ketish muammolarini oldini oladi. Siqish zonalari biroz murakkabroq — ular 85% kristallinish o'zgarishini to'g'ri boshqarish uchun 185 dan 200 gradusgacha bo'lgan haroratga etib kelishi kerak. Metrlash zonalari so'ngra 190 dan 205 gradusgacha tushib qoladi, bu esa eritma bosimini 25 dan 35 MPagacha saqlashga yordam beradi va hamma narsa matritsadan barqaror oqib chiqishini ta'minlaydi. Ba'zi qiziqarli sanoat ma'lumotlari siqish zonasi haroratini ±2 gradus aniqlikda qanchalik to'g'ri ushlab turishimiz bilan natijaviy R-qiymatning barqarorligi o'rtasida juda ham kuchli bog'liqlik mavjudligini ko'rsatmoqda. Xarajatlarni kamaytirishga harakat qilayotgan ishlab chiqaruvchilar uchun e'tiborga loyiq savol: 2024-yil boshlaridagi polimer qayta ishlash bo'yicha so'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ushbu darajadagi aniqlik eski ekstruder tizimlariga qaraganda energiya iste'molini taxminan 18% ga kamaytirishi mumkin.

Aniq issiqlikni sozlash orqali materiallarning buzilishini oldini olish

Faqat 10 dan 15 gradusgacha harorat me'yorida oshib ketishi issiqlikka chidamli moddalarda halokatli muammolarga olib kelishi mumkin, chunki bu zanjir uzilish jarayonini tezlashtiradi va oxir-oqibat ta'sir quvvatini taxminan 40% ga qisqartiradi, bu esa ASTM D256-23 standartlariga muvofiq. Zamonaviy uskunalar endi shikilmas isish muammolariga yarim soniyadan kamroq vaqt ichida javob beradigan yopiq sovutish tizimlarini o'z ichiga oladi. Eng katta shikilma kuchlarining ta'sir qilayotgan joylarga strategik ravishda o'rnatilgan sovutish ko'ylakchalari eritma haroratini maqsad qilingan sozlamalardan ko'pi bilan 5 gradusdan oshmaslikka yordam beradi, bu xususiyat xususan galogenlarsiz birikmalar bilan ishlaganda juda muhim bo'lgan olovga chidamli xususiyatlarni saqlash uchun ayniqsa muhim. Maydon sinovlari ishlab chiqaruvchilar PID boshqariladigan isitish usullarini vint tezligi parametrlarini sozlash bilan birlashtirganda, ular hali ham soatiga taxminan 85 kilogramm miqdorida ishlab chiqarish hajmini boshqarishda issiqlik tushish tezligini taxminan uchdan ikkiga kamaytirishini ko'rsatdi.

Vint Tezligi va Urganishni Boshqarish: Chiqimni Suv Sifati Bilan Muvozanatlash

Vint tezligi ishlab chiqariladigan hajmga juda ta'sir qiladi va umuman olganda, past aylanish tezligida ishlatilganda chiqim barqaror oshadi. Lekin taxminan 70 aylanish tezligidan keyin vaziyat qiziqarli bo'lib ketadi. Agar kimdir tezlikni 50 dan 100 gacha ikki marta oshirsa, ularning chiqimi haqiqatan ham atiga 65% ga oshadi. Yomonroq jihati shundaki, harorat tebranishlari bu yerda sezilarli darajada oshadi, ba'zan ichki ishqalanish va qisman suyulish tufayli 40 gradusdan ham oshib ketadi. Kuniga shu kabi narsalar bilan shug'ullanadigan har bir kishi, aylanish tezligini qaynatilayotgan material turi bilan moslashtirish mutlaqo muhim. Masalan, HDPE — yarim kristalli plastmassalardan biri. Bu kabi materiallar uchun ishlab chiqarish jarayonida issiqlik uzilishlari doimiy ko'rinishda saqlanishi uchun amorf ABS kabi materiallarga qaraganda taxminan 15-20% sekinroq tezlik kerak.

Materialning xossalari: Ekstruziya dinamikasidagi reologik va issiqlik xatti-harakati

Bosim hosil bo'lishiga va matritsa oqimining tekisligiga ta'sir qiluvchi reologik xususiyatlar

Polimerlarning qalinligi va cho'ziluvchanligi jihatidan xatti-harakatlari, qayta ishlash davomida bosimning qanday oshishiga va butun jarayon davomida oqishni barqaror saqlashga sezilarli ta'sir qiladi. Abeykoon va hamkorlarining 2020-yildagi tadqiqotlariga ko'ra, stress ostida ingichkalashadigan materiallar oddiy Nyuton suyuqliklariga nisbatan energiya iste'molini taxminan 18% ga kamaytirishi mumkin. Qayta ishlangan, yuqori sovush elastiklikka ega PVC bilan ishlayotganda, odatda to'ldirish kengayishining 30 dan 40% gacha oshishini kuzatamiz. Bu esa operatorlarning o'lchov me'yorida talablarga javob beradigan tayyor maxsulot olish uchun vint tezligini diqqat bilan boshqarishini talab qiladi. Sovushning uzilishi kabi oqish barqarorligi bilan bog'liq muammolar devor kesishuv stressi taxminan 0,25 MPa dan oshganda sodir bo'lish tendensiyasiga ega. Ushbu muammolardan saqlanish va ishlab chiqarishni silliq olib borish uchun ishlab chiqaruvchilar uskunalarda siqish zonalari dizayniga alohida e'tibor qaratishlari kerak.

Issiqlikni so'rishi, uzatish va sovuq barqarorligini boshqaruvchi issiqlik xususiyatlari

Qo'shimchalardagi issiqlik o'tkazuvchanlik farqi materiallar orqali issiqlik harakatiga haqiqatan ham ta'sir qiladi. Shishali tolada 0,8 dan 1,2 W/mK gacha bo'lgan o'tkazuvchanlik darajasi, 2,6 W/mK atrofida bo'lgan kalsiy karbonatning yuqori qiymatiga qaraganda ancha past. Bu farq materiallar orqali issiqlik uzatish tezligini taxminan 22 dan 35 foizgacha o'zgartiradi. Poliamid 66 ga kelganda, uning nisbatan past xususiy issiqlik sig'imi, ya'ni 1,7 kJ/kgK, uni qayta ishlash jarayonida tez eritilishiga olib keladi. Biroq, aynan shu xususiyat 295 gradus Celsiydan yuqori haroratlarda degradatsiyaga moyillikka olib keladi, shu sababli operatorlar haroratni plus yoki minus 2 gradus ichida qat'iy nazorat qilishlari kerak. Ekstruziya jarayonlarida kuzatiladigan muammolarning aksariyati aslida sovutish tezligidagi noqulayliklarga bog'liq. O'ttiz tadqiqotlarga ko'ra, barcha nuqsonlarning uchdan ikkitdan ko'pi materialning kristallanish tezligi bilan mos kelmagan sovutish tufayli sodir bo'ladi, bu esa ayniqsa issiqlik uzilishli lenta qo'llanmalarida seziladigan egilish muammolariga olib keladi.