플라스틱 압출의 과학적 원리는 무엇인가요?

플라스틱 압출은 열과 압력을 사용하여 원시 플라스틱을 연속적인 모양으로 변형하는 기술로 파이프, 시트, 필름과 같은 다양한 제품을 만드는 데 필수적인 기술입니다.

플라스틱 압출은 폴리머를 녹여 금형을 통해 밀어내어 연속적인 모양을 만들어 파이프, 시트, 필름과 같은 제품을 효율적으로 제작합니다.

플라스틱 압출에 대한 이해는 제조 공정을 최적화하는 데 있어 핵심입니다. 이 방법을 사용하면 다양한 플라스틱 프로파일을 만들 수 있습니다. 다양한 압출 기술이 생산 라인에 어떤 이점을 제공할 수 있는지 자세히 알아보세요.

플라스틱 압출의 기본 원리는 무엇인가요?

플라스틱 압출은 다양한 산업에서 사용되는 제품으로 재료를 성형하고 형태를 만드는 기본적인 제조 공정입니다. 제어된 가열과 압출을 통해 원료 플라스틱은 튜브, 필름, 시트와 같은 다용도 제품으로 변신합니다.

플라스틱 압출은 금형을 통해 플라스틱을 녹여 성형하여 파이프와 같은 연속 제품을 생산합니다. 압출기, 금형, 냉각 시스템 등 주요 구성 요소는 자동차 및 건설 산업에서 효율적인 제조에 필수적인 요소입니다.

기계적 원리

압출은 간단합니다. 나사가 배럴을 돌려 플라스틱을 앞으로 밀어내기만 하면 됩니다. 나사는 실제로 중앙 레이어를 감싸고 있는 경사진 평면 또는 경사로입니다. 스크류의 목적은 압력을 높여 더 큰 저항을 극복하는 것입니다.

압출 시에는 고체 입자(피드)와 배럴 벽과의 마찰, 스크류를 처음 몇 바퀴 돌리는 동안 입자 사이의 마찰(피드 영역), 용융물이 배럴 벽에 접착되는 현상, 용융물이 앞으로 밀려나갈 때 내부의 유동 저항 등 세 가지를 극복해야 합니다.

열 원리

열가소성 플라스틱은 뜨거워지면 녹고 식으면 굳어지는 플라스틱입니다. 플라스틱을 녹이는 열은 어디에서 발생하나요? 공급 목과 배럴/다이에 있는 히터가 도움이 될 수 있고 시동 시 중요하지만, 모터가 두꺼운 녹은 플라스틱의 저항에 대항하여 나사를 돌릴 때 배럴의 마찰로 발생하는 열인 모터 입력 에너지가 소형 시스템을 제외한 모든 플라스틱의 가장 중요한 열원입니다. 나사 속도¹s, 고온 용융 플라스틱 및 압출 코팅 응용 분야입니다.

기어링 원칙

대부분의 압출기에서 스크류 속도의 변화는 모터 속도를 조정하여 이루어집니다. 모터는 일반적으로 약 1750rpm의 최고 속도로 작동하지만 압출기 스크류에 비해 너무 빠릅니다.

그렇게 빠르게 작동하면 마찰열이 너무 많이 발생하고 플라스틱의 체류 시간이 너무 짧아 균일하고 잘 혼합된 용융물을 준비할 수 없습니다. 일반적인 환원 비율은 10:1에서 20:1 사이입니다. 첫 번째 단계는 기어 또는 풀리를 사용할 수 있지만 두 번째 단계는 기어를 사용하며 나사는 마지막 큰 기어의 중앙에 위치합니다.

일부 느리게 작동하는 기계(예: UPVC용 트윈 스크류)의 경우 감속 단계가 세 단계일 수 있으며 최대 속도가 30rpm 이하(최대 60:1 비율)로 낮을 수 있습니다. 반대로 혼합에 사용되는 매우 긴 트윈 스크류는 600rpm 이상으로 작동할 수 있으므로 매우 낮은 감속 속도와 많은 심층 냉각이 필요합니다.

압출 성형의 공정 파라미터는 무엇인가요?

압출 성형 파라미터는 제품 품질과 효율성을 정의하며 다양한 제조 부문에서 중요한 역할을 합니다.

압출 성형 파라미터에는 배럴 온도, 스크류 속도 및 다이 설계가 포함되며, 이는 흐름, 모양 및 정확도에 영향을 미치며 포장 및 제작에서 최적의 생산을 위해 필수적입니다.

온도

온도는 압출 성형의 원활한 진행을 위한 중요한 조건 중 하나입니다. 분말 또는 입상 형태의 고체 재료에서 시작하여 고온의 제품이 다이 헤드에서 압출되고 복잡한 온도 변화 과정을 거칩니다.

엄밀히 말하면 압출 성형 온도는 플라스틱 용융물의 온도를 말해야 하지만 이 온도는 배럴과 스크류의 온도에 크게 좌우되고 일부는 배럴에서 혼합할 때 발생하는 마찰열에서 비롯되므로 배럴 온도를 성형 온도의 근사치로 사용하는 경우가 많습니다.

배럴 내 플라스틱을 원활하게 운반, 용융, 균질화 및 압출하고 고품질 부품을 효율적으로 생산하기 위해서는 배럴의 각 섹션 온도를 제어하는 것이 핵심입니다. 배럴 온도는 가열 및 냉각 시스템과 온도 제어² 압출기의 시스템.

헤드 온도는 플라스틱의 열분해 온도 이하로 제어되어야 하며, 다이의 온도는 헤드 온도보다 약간 낮을 수 있지만 플라스틱 용융물의 유동성이 좋아야 합니다.

또한 성형 공정 중 온도 변동과 온도 차이는 플라스틱 부품에 잔류 응력, 각 지점의 고르지 않은 강도, 둔한 표면과 같은 결함을 유발합니다. 이러한 변동과 온도 차이를 유발하는 요인으로는 불안정한 가열 및 냉각 시스템, 스크류 속도 변화 등 여러 가지가 있지만 스크류 설계 및 선택이 가장 큰 영향을 미칩니다.

압력

압출할 때 플라스틱이 다이를 밀어내야 합니다. 마치 튜브에서 치약을 짜내는 것과 같습니다. 치약이 나오게 하려면 세게 눌러야 합니다. 플라스틱이 통을 통과할 때 내부의 압력으로 인해 플라스틱이 녹아서 단단한 부품이 됩니다.

다이 압력을 높이면 용융물이 더 잘 섞이고 제품의 밀도가 높아집니다. 하지만 다이 압력을 너무 높이면 제품 생산량이 줄어듭니다.

온도와 마찬가지로 시간 경과에 따른 압력 변화도 주기적인 변동을 일으켜 플라스틱 부품의 품질에 악영향을 미칩니다.

스크류 속도의 변화와 난방 및 냉방 시스템의 불안정성은 모두 압력 변동의 원인입니다. 압력 변동을 줄이려면 가열 및 냉각 장치의 온도 제어 정확도를 보장하기 위해 스크류 속도를 합리적으로 제어해야 합니다.

압출 속도

압출 속도(압출 속도라고도 함)는 압출기의 금형에서 일정 시간 동안 나오는 플라스틱의 양을 말합니다. 일반적으로 시간당 킬로그램 또는 분당 미터 단위로 측정됩니다. 압출 속도의 크기로 압출기가 얼마나 많이 만들 수 있는지 알 수 있습니다.

압출 속도에는 금형, 스크류 및 배럴의 구조, 스크류 속도, 가열 및 냉각 시스템 구조, 플라스틱 특성 등 여러 가지 요인이 영향을 미칩니다.

이론과 실제 모두에 따르면 압출 속도³ 는 스크류 직경, 나선형 홈 깊이, 균질화 섹션 길이 및 스크류 속도가 증가함에 따라 증가하며 스크류 끝의 용융 압력과 스크류와 배럴 사이의 간격이 증가함에 따라 증가합니다.

압출기의 구조, 플라스틱 유형 및 플라스틱 부품 유형이 결정되면 압출 속도는 스크류 속도와 만 관련이 있습니다. 따라서 스크류 속도를 조정하는 것이 압출 속도를 제어하는 주요 수단입니다.

압출 속도도 생산 중에 변경되어 플라스틱 부품의 모양과 크기에 영향을 미칩니다. 따라서 스크류 디자인과 치수를 올바르게 설정하는 것 외에도 스크류 속도와 압출 온도를 제어해야 합니다. 이렇게 하면 온도 변화로 인해 압출 압력과 용융 점도가 변하지 않도록 할 수 있습니다. 이렇게 하면 압출 속도가 변하지 않도록 할 수 있습니다.

트랙션 속도

플라스틱을 압출하면 길고 연속적인 부품을 얻게 됩니다. 이를 잡아당길 무언가가 필요합니다. 플라스틱은 금형에서 나오면서 늘어나면서 당겨집니다. 더 많이 늘릴수록 늘어나는 방향으로 더 강해지지만, 식으면 더 많이 줄어들기도 합니다.

일반적으로 돌출하는 속도와 동일한 속도로 당겨서 빼냅니다. 당기는 속도와 돌출하는 속도의 비율을 풀 비율⁴. 1 이상이어야 합니다.

플라스틱 압출의 단계는 무엇인가요?

플라스틱 압출은 플라스틱 원료를 파이프나 시트와 같은 연속적인 모양으로 변환하여 다양한 제조 애플리케이션에 필수적인 역할을 합니다.

플라스틱 압출에는 원료 플라스틱을 공급하고, 녹이고, 금형을 통해 성형하고, 냉각하여 파이프와 시트와 같은 연속적인 프로파일을 만드는 과정이 포함됩니다.

수유 및 예열

플라스틱 압출기의 공급 장치는 일반적으로 깔때기 디자인을 사용하여 플라스틱 원료를 배럴에 추가합니다. 공급 과정에서 원재료의 유동성과 용융 효과를 개선하기 위해 예열해야 합니다. 예열은 배럴 외부의 히터를 통해 이루어지거나 예열기로 원료를 예열 할 수 있습니다.

용융 및 운반

원재료가 배럴에 들어가면 스크류가 계속 앞으로 밀어냅니다. 한편, 배럴 외부의 히터는 원료를 가열하여 녹여 끈적끈적한 액체가 되게 합니다. 스크류와 히터가 함께 작동하여 액체가 배럴에 층을 형성합니다.

나사는 플라스틱 압출기의 핵심 부품으로, 나사의 모양과 구조는 플라스틱을 얼마나 잘 녹이고 움직이는지에 큰 영향을 미칩니다. 나사는 일반적으로 여러 부분으로 나뉘어 제작되며, 나사의 각 부분마다 나사산 깊이와 폭이 달라 다양한 종류의 플라스틱에 사용할 수 있습니다.

나사를 얼마나 빨리 돌리는지도 플라스틱을 얼마나 잘 녹이고 움직이는지에 따라 중요하며, 어떤 종류의 플라스틱을 사용하는지, 얼마나 뜨거운지, 무엇을 만들고 싶은지에 따라 속도를 변경해야 합니다.

압출 및 성형

플라스틱이 녹아 이송되면 플라스틱 용융물이 다이(금형) 부품에 도달합니다. 금형은 제품의 모양과 요구 사항에 따라 용융물을 원하는 모양으로 압출합니다. 다이의 구조와 디자인은 제품의 성형 효과에 중요한 영향을 미치므로 제품의 요구 사항에 따라 설계 및 제조해야 합니다.

용융물이 압출되면 다이 내부에서 압력과 전단력을 받아 서서히 제품의 모양을 형성합니다. 동시에 다이 외부의 냉각 시스템이 제품을 냉각하여 특정 모양과 크기를 유지합니다. 냉각 속도와 냉각 방법은 제품의 재료와 요구 사항에 따라 조정해야 합니다.

견인 및 절단

압출 및 성형 후 제품을 금형에서 꺼내 절단해야 합니다. 견인 장치는 일반적으로 크롤러 또는 롤러 디자인을 사용하여 마찰에 의해 제품을 다이에서 꺼냅니다. 절단 장치는 제품의 길이와 요구 사항에 따라 절단하여 제품의 사양과 품질을 보장합니다.

플라스틱 압출 공정의 특징은 무엇인가요?

플라스틱 압출 공정은 건설 및 포장과 같은 산업에서 중요한 단면이 일정한 연속 프로파일을 생산하는 데 광범위하게 사용되는 다용도 제조 방법입니다.

플라스틱 압출은 펠릿을 녹여 금형을 통해 성형하는 방식으로 대규모 생산에 필요한 다양성, 효율성 및 비용 효율성을 제공합니다.

정밀 플라스틱 성형

압출 제품의 정밀도는 상대적으로 높으며, 지정된 정밀도 대비 직경, 두께, 길이를 가진 제품을 생산할 수 있습니다. 고정밀 제품은 고객의 요구를 더 잘 충족시키거나 더 복잡한 제품을 자유롭게 개발할 수 있기 때문에 모든 분야에서 매우 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다.

플라스틱 압출은 플라스틱 성형을 더욱 정밀하게 만들고 파이프, 프로파일, 시트 등과 같은 모든 종류의 복잡한 플라스틱 제품을 생산할 수 있는 공정입니다. 압출기의 파라미터와 금형 구조를 조정하여 생산되는 제품의 크기와 모양을 정확하게 제어하여 다양한 고객의 요구를 충족시킬 수 있습니다.

높은 생산 효율성

다른 플라스틱 가공 방법과 비교했을 때 플라스틱 압출 공정⁵ 는 생산 효율이 높습니다. 플라스틱 압출 성형의 생산 공정은 간단하고 쉬우며 자동화 할 수 있습니다. 생산 효율이 상대적으로 높고 단시간에 많은 제품을 만들 수 있습니다.

압출기는 빠른 생산 속도, 자동 생산, 인건비 절감 및 생산 효율성 향상으로 최대 수백 미터 길이의 플라스틱 제품을 연속적으로 생산할 수 있습니다. 또한 압출 성형⁶ 또한 금형 교체 작업을 위해 멈추지 않고 연속 생산할 수 있어 제품 생산에 드는 시간 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 대량 생산에 적합합니다.

강력한 제어 기능

제어할 수 있습니다. 플라스틱 압출⁷ 공정을 변경하여 다양한 제품을 만들 수 있습니다. 압출기의 온도, 압력, 속도 등을 변경하여 다양한 제품에 맞는 재료와 공정을 만들 수 있습니다. 다른 제품을 만들고 싶을 때마다 금형을 변경할 수도 있습니다.

매끄러운 제품 표면

플라스틱 압출로 만든 플라스틱 제품은 표면이 매끄럽고 품질이 안정적입니다. 플라스틱이 금형에 의해 압출되고 냉각되면 표면에 기포와 결함이 발생하기 쉽지 않습니다. 보기 좋고 촉감이 좋으며 제품 표면에 대한 요구 사항이 높은 경우에 적합합니다.

뛰어난 기계적 특성

압출 성형 제품은 내마모성, 고온 저항성, 내식성, 고강도 및 우수한 인성과 같은 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 이러한 우수한 기계적 특성⁸ 화학 섬유, 건축 자재, 전자, 자동차, 포장 및 기타 산업과 같은 다양한 분야에서 널리 사용되는 압출 제품을 만듭니다.

다양한 모양

압출 성형 기술은 파이프, 플레이트, 필름, 프로파일 등 모든 종류의 제품을 만들 수 있습니다. 사용자 정의도 가능합니다. 제품은 매우 유연합니다.

낮은 생산 비용

압출 성형은 장비와 공정이 간단하고 불량률이 낮기 때문에 생산 비용이 저렴합니다. 제품을 만들 때는 비용이 중요합니다. 따라서 압출 성형은 제품을 만드는 데 좋은 선택입니다.

플라스틱 압출 과정에서 플라스틱 입자는 압출되기 전에 가열되고 연화되어 폐기물을 줄이고 원료를 최대한 절약합니다. 또한 압출기는 압출량을 정확하게 제어하여 원자재 낭비를 방지하고 원자재 이용률을 높이며 생산 비용을 절감 할 수 있습니다.

플라스틱 압출의 적용 분야는 무엇입니까?

플라스틱 압출은 자동차 부품부터 포장재에 이르기까지 다양한 산업에서 맞춤형 플라스틱 제품을 생산할 수 있도록 지원하는 제조업의 필수 요소입니다.

플라스틱 압출은 자동차 부품, 건축 자재, 소비재 및 포장재에 사용되며 다용도성, 향상된 특성, 비용 효율성 및 설계 유연성을 제공합니다.

홈 데코레이션 재료

가정 장식 분야에서도 플라스틱 압출 기술이 널리 사용되고 있습니다. 압출 기술은 바닥, 벽 패널, 스커트 등의 장식 재료를 만들 수 있습니다. 이러한 재료는 아름답고 설치가 쉬울 뿐만 아니라 내마모성, 내수성 및 내식성이 우수합니다. 플라스틱 압출 공정은 가정 장식을 위한 보다 다양하고 환경 친화적인 선택을 제공합니다.

도어 및 창 프로필

건설 업계에서 플라스틱 문과 창 프로필은 가볍고 녹슬지 않으며 제작하기 쉽기 때문에 기존의 목재 및 금속 문과 창 프로필을 점차 대체하고 있습니다.

PVC는 문과 창문 프로파일을 만드는 주요 재료 중 하나입니다. 기계에서 PVC를 압착하여 문과 창틀, 새시 및 기타 다양한 모양의 부품을 만들 수 있습니다. 이러한 부품은 보기 좋고, 열을 차단하고, 소음을 차단하며, 현대식 건물의 일부입니다.

파이프

파이프는 플라스틱 압출로 만드는 가장 일반적인 것 중 하나입니다. 수도관, 가스관, 전선 절연관 등을 압출로 만들 수 있습니다. PVC, PE, PP는 물성이 좋고 가공하기 쉽기 때문에 파이프를 만드는 데 가장 많이 사용되는 플라스틱입니다. 다양한 용도에 맞게 다양한 직경, 벽 두께, 길이의 파이프를 압출로 만들 수 있습니다.

자동차 부품

플라스틱 압출은 자동차 산업에서도 중요합니다. 압출은 대시보드, 씰 및 기타 부품과 같은 자동차 부품을 만들 수 있습니다. 이러한 부품은 보기 좋아야 하고 적절한 크기여야 합니다. 또한 날씨에 견딜 수 있고 마모되지 않아야 합니다. 압출로 이러한 부품을 만들 수 있습니다. 자동차를 더 좋게 만드는 좋은 자동차 부품을 만들 수 있습니다.

전자 및 전기 부품

전자 및 전기 산업에서 플라스틱 압출 기술은 모든 종류의 하우징, 단열재, 라디에이터 및 기타 부품을 만드는 데 널리 사용됩니다. 이러한 부품은 우수한 절연성, 내열성 및 기계적 강도를 가져야 합니다. 압출 다이의 구조와 크기를 조정하여 다양한 제품의 요구를 충족하기 위해 모든 종류의 복잡한 모양과 색상의 전자 및 전기 부품을 만들 수 있습니다.

기타 특별 프로필

플라스틱 압출 기술은 위에서 언급한 일반적인 플라스틱 프로파일 외에도 고객의 요구에 따라 다양한 특수 프로파일을 생산할 수 있습니다. 예를 들어 안전 난간 및 보호 장치용 특수 프로파일, 의료 장비 및 조명 부품용 정밀 프로파일 등이 있습니다. 이러한 특수 프로파일을 생산하려면 특정 분야의 요구를 충족하기 위해 고정밀 금형 설계와 고급 압출 기술이 필요합니다.

결론

플라스틱 압출은 배럴의 스크류를 회전시켜 플라스틱을 앞으로 밀어내는 공정으로 기계적, 열적, 감속 원리가 사용됩니다. 열가소성 플라스틱을 예열하고 녹여 금형으로 이송하여 원하는 모양을 만든 후 견인 절단을 통해 완성합니다.

압출 성형은 물건을 만드는 훌륭한 방법입니다. 매우 정밀하고, 매우 빠르며, 제어하기 쉽고, 저렴합니다. 가정용품, 파이프, 문과 창문, 자동차 부품, 전자제품 등 모든 종류의 물건을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 필요한 모든 종류의 모양을 원하는 대로 만들 수 있습니다. 모든 종류의 물건에 적합합니다.