اکستروژن پلاستیک - اصل کار و پارامترهای فرآیند

اکستروژن یک فرآیند تولید با حجم بالا است.مواد پلاستیکی با اعمال گرما ذوب شده و از طریق قالب به شکل دلخواه اکسترود می شود.یک پیچ دوار استوانه ای در داخل بشکه قرار می گیرد که مواد پلاستیکی مذاب را از طریق قالب خارج می کند.ماده اکسترود شده با توجه به سطح مقطع قالب شکل می گیرد.

اصل کار

در این فرآیند، مواد پلاستیکی به شکل گلوله یا گرانول با نیروی جاذبه از یک قیف نصب شده در بالا به بشکه تغذیه می شود.افزودنی هایی مانند رنگ ها و بازدارنده های فرابنفش (مایع یا گلوله) را می توان در قیف مخلوط کرد.مواد پلاستیکی از طریق گلوگاه تغذیه وارد شده و با پیچ دوار در تماس است.پیچ چرخان مهره های پلاستیکی را به سمت جلو به داخل بشکه فشار می دهد.بشکه با استفاده از عناصر گرمایش تا دمای ذوب پلاستیک گرم می شود.از عناصر گرمایشی به گونه ای استفاده می شود که به تدریج دمای بشکه را از عقب به جلو افزایش می دهد.سه ناحیه ممکن در یک پیچ دوار وجود دارد، یعنی منطقه تغذیه، منطقه ذوب و منطقه اندازه گیری.در منطقه تغذیه، دانه‌های پلاستیکی به تدریج ذوب می‌شوند که از داخل بشکه رانده می‌شوند.مواد پلاستیکی به طور کامل در منطقه ذوب ذوب می شوند.برای حفظ دمای داخلی بشکه از ترموستات استفاده می شود.گرمای بیش از حد پلاستیک ها باید به حداقل برسد که ممکن است باعث تخریب خواص مواد شود.یک فن خنک کننده یا سیستم خنک کننده آب برای حفظ دمای بشکه در طول فرآیند استفاده می شود.در قسمت جلوی بشکه، پلاستیک مذاب پیچ را ترک می کند و از طریق یک بسته صفحه نمایش می رود تا هر گونه آلودگی در پلاستیک مذاب را حذف کند.صفحه نمایش ها توسط یک صفحه شکن تقویت می شوند.مجموعه صفحه شکن نیز برای ایجاد فشار برگشتی در بشکه عمل می کند.فشار برگشتی باعث ذوب یکنواخت و اختلاط مناسب مواد پلاستیکی مذاب در بشکه می شود.پلاستیک مذاب پس از عبور از صفحه شکن وارد قالب می شود.قالب به محصول پلاستیکی شکل دلخواه می دهد.یک جریان ناهموار پلاستیک مذاب باعث ایجاد تنش های ناخواسته در محصول پلاستیکی می شود.این تنش ها می توانند پس از انجماد پلاستیک مذاب باعث تاب خوردگی شوند.پلاستیک ها عایق های حرارتی بسیار خوبی هستند و به همین دلیل سرد شدن سریع آنها بسیار دشوار است.محصول پلاستیکی با کشیدن مجموعه ای از رول های خنک کننده خنک می شود.

پارامترهای فرآیند اکستروژن

پنج پارامتر فرآیند مهم وجود دارد که قبل از فرآیند اکستروژن باید در نظر گرفته شود:

• دمای ذوب پلاستیک
• سرعت پیچ
• فشار اکستروژن مورد نیاز است
• انواع قالب های مورد استفاده
• محیط خنک کننده

طراحی پیچ:

طراحی پیچ برای پردازش پلاستیک مهم است.این عمدتا سه عملکرد مختلف دارد: یعنی مکانیسم تغذیه.ذوب و اختلاط یکنواخت پلاستیک و در نهایت باعث ایجاد فشاری برای فشار دادن مواد مذاب به داخل قالب می شود.طول پیچ (L) به قطر آن (D) به عنوان نسبت L/D اشاره می شود.به طور کلی، نسبت L/D به صورت 24:1 استفاده می شود، اما برای مخلوط کردن و خروجی بیشتر، ممکن است تا 32:1 افزایش یابد.سه ناحیه ممکن در طول پیچ وجود دارد، یعنی منطقه تغذیه، منطقه ذوب، و منطقه اندازه گیری. (الف) منطقه تغذیه: در این منطقه، رزین از قیف به داخل بشکه وارد می شود و عمق کانال ثابت است. منطقه ذوب: مواد پلاستیکی ذوب شده و عمق کانال به تدریج کوچکتر می شود.به آن منطقه انتقال یا فشرده سازی نیز می گویند.(ج) منطقه اندازه گیری: پلاستیک مذاب در دما و فشار یکنواخت مخلوط شده و از طریق قالب ارسال می شود.عمق کانال در سراسر این منطقه ثابت است.