Какие научные принципы лежат в основе экструзии пластмасс?

Экструзия пластика превращает сырой пластик в непрерывные формы с помощью тепла и давления. Эта технология необходима для создания различных изделий, таких как трубы, листы и пленки.

При экструзии пластмасс полимеры расплавляются и продавливаются через фильеру для придания им непрерывной формы, что позволяет эффективно изготавливать такие изделия, как трубы, листы и пленки.

Понимание экструзии пластмасс - ключ к оптимизации производственных процессов. Этот метод позволяет создавать разнообразные пластиковые профили. Погрузитесь глубже, чтобы узнать, как различные методы экструзии могут принести пользу вашей производственной линии.

Каковы основные принципы экструзии пластмасс?

Экструзия пластика - это фундаментальный производственный процесс, который позволяет формировать материалы в изделия, используемые в различных отраслях промышленности. Благодаря контролируемому нагреву и экструзии сырой пластик превращается в универсальные изделия, такие как трубки, пленки и листы.

Экструзия пластмассы расплавляет и формирует пластик в фильере, производя непрерывные изделия, такие как трубы. Ключевые компоненты включают экструдер, фильеру и систему охлаждения, что крайне важно для эффективного производства в автомобильной и строительной промышленности.

Принципы механики

Экструзия - это просто. Шнек вращается в стволе и толкает пластик вперед. На самом деле шнек представляет собой наклонную плоскость или рампу, обернутую вокруг центрального слоя. Его цель - увеличить давление, чтобы преодолеть большее сопротивление.

При экструзии вам приходится бороться с тремя факторами: трением твердых частиц (сырья) о стенки ствола и трением между ними во время первых нескольких оборотов шнека (зона подачи); прилипанием расплава к стенкам ствола; и сопротивлением течению внутри расплава при его продвижении.

Тепловые принципы

Термопласты - это пластмассы, которые могут плавиться при нагревании и застывать при остывании. Откуда берется тепло для расплавления пластика? Нагреватели на загрузочной горловине и на бочке/штампе могут помочь и важны при запуске, но входная энергия двигателя, тепло, генерируемое трением в бочке, когда двигатель вращает шнек против сопротивления толстого расплавленного пластика, является наиболее важным источником тепла для всех пластиков, за исключением небольших систем, медленных скорость вращения шнека¹для производства пластмасс, пластмасс с высокой температурой расплава и экструзионных покрытий.

Принципы передачи

В большинстве экструдеров изменение скорости вращения шнека достигается за счет регулировки скорости вращения двигателя. Обычно двигатель работает на полной скорости около 1750 об/мин, но это слишком быстро для шнека экструдера.

При такой скорости работы выделяется слишком много тепла от трения, а время пребывания пластика слишком мало для приготовления однородного, хорошо перемешанного расплава. Типичные коэффициенты редукции составляют от 10:1 до 20:1. На первой ступени могут использоваться либо шестерни, либо шкивы, но на второй ступени используются шестерни, а шнек располагается в центре последней большой шестерни.

В некоторых тихоходных машинах (например, двухшнековых для UPVC) может быть три ступени редукции, а максимальная скорость может составлять 30 об/мин или меньше (соотношение до 60:1). С другой стороны, некоторые очень длинные двухшнековые машины, используемые для смешивания, могут работать со скоростью 600 об/мин или быстрее, поэтому требуется очень низкая скорость замедления и глубокое охлаждение.

Каковы параметры процесса экструзионного формования?

Параметры экструзионного формования определяют качество и эффективность продукции, играя жизненно важную роль в различных отраслях производства.

Параметры экструзионного формования включают температуру, скорость шнека и конструкцию фильеры, влияющие на расход, форму и точность, необходимые для оптимального производства упаковки и строительных материалов.

Температура

Температура - одно из важных условий для бесперебойного процесса экструзионного формования. Начиная с твердых материалов в виде порошка или гранул, высокотемпературные изделия выдавливаются из головки фильеры и подвергаются сложному процессу изменения температуры.

Строго говоря, температура экструзионного формования должна означать температуру расплава пластика, но эта температура в значительной степени зависит от температуры бочки и шнека, а также от тепла трения, возникающего при перемешивании в бочке, поэтому температура бочки часто используется для приблизительного определения температуры формования.

Для плавной транспортировки, расплавления, гомогенизации и экструзии пластика в бочке, а также для эффективного производства высококачественных деталей необходимо контролировать температуру в каждой секции бочки. Температура в бочке регулируется системой нагрева и охлаждения и контроль температуры² система экструдера.

Температура головки должна быть ниже температуры термического разложения пластика, а температура в фильере может быть немного ниже температуры головки, но при этом должна быть обеспечена хорошая текучесть расплава пластика.

Кроме того, колебания и перепад температур в процессе формовки приводят к таким дефектам, как остаточные напряжения, неравномерная прочность в каждой точке и тусклая поверхность пластиковых деталей. Существует множество факторов, вызывающих такие колебания и перепады температур, например, нестабильная работа систем отопления и охлаждения, изменение скорости вращения шнека и т. д., но наибольшее влияние оказывают конструкция и выбор шнека.

Давление

При экструзии пластик должен продавливаться через фильеру. Это похоже на попытку выдавить зубную пасту из тюбика. Нужно сильно надавить, чтобы она вышла. Давление внутри пластика, проходящего через ствол, заставляет его плавиться и превращаться в твердую деталь.

Если увеличить давление в фильере, можно добиться лучшего смешивания расплава и сделать изделие более плотным. Но если увеличить давление в фильере слишком сильно, вы получите меньше продукта.

Как и температура, изменение давления с течением времени также приводит к периодическим колебаниям, которые также негативно влияют на качество пластиковых деталей.

Изменения скорости вращения шнека и нестабильность систем нагрева и охлаждения являются причинами колебаний давления. Чтобы уменьшить колебания давления, необходимо разумно регулировать скорость вращения шнека для обеспечения точности регулирования температуры в устройствах нагрева и охлаждения.

Скорость экструзии

Скорость экструзии (также известная как скорость экструзии) - это количество пластика, выходящего из фильеры экструдера за определенный промежуток времени. Обычно она измеряется в килограммах в час или метрах в минуту. Величина скорости экструзии говорит о том, сколько пластика может произвести экструдер.

На скорость экструзии влияет множество факторов, таких как структура фильеры, шнека и ствола, скорость вращения шнека, структура системы нагрева и охлаждения, а также характеристики пластика.

Как теория, так и практика показывают, что скорость экструзии³ увеличивается с увеличением диаметра шнека, глубины спиральной канавки, длины секции гомогенизации и скорости вращения шнека, а также возрастает с увеличением давления расплава на конце шнека и зазора между шнеком и бочкой.

Когда структура экструдера, тип пластика и тип пластиковых деталей определены, скорость экструзии зависит только от скорости вращения шнека. Поэтому регулировка скорости вращения шнека является основной мерой контроля скорости экструзии.

Скорость экструзии также меняется в процессе производства, что влияет на форму и размер пластиковых деталей. Поэтому, помимо правильной конструкции и размеров шнека, необходимо контролировать скорость шнека и температуру экструзии. Таким образом, вы сможете поддерживать давление экструзии и вязкость расплава, чтобы они не менялись из-за изменения температуры. Таким образом, скорость экструзии не будет меняться.

Скорость тяги

Когда вы экструдируете пластик, получается длинная непрерывная деталь. Вам нужно что-то, чтобы вытянуть ее. Пластик растягивается по мере того, как выходит из фильеры и вытягивается. Чем сильнее вы его растягиваете, тем прочнее он становится в том направлении, в котором вы его растягиваете, но при этом он сильнее сжимается при охлаждении.

Обычно вытягивание происходит с той же скоростью, что и выдавливание. Отношение скорости вытягивания к скорости выдавливания называется коэффициент тяги⁴. Должно быть больше 1.

Каковы этапы экструзии пластмассы?

Экструзия пластика превращает сырой пластик в непрерывные формы, такие как трубы и листы, что имеет решающее значение для многочисленных производственных приложений.

Экструзия пластика включает в себя подачу, плавление, формовку сырого пластика через фильеру и охлаждение для создания непрерывных профилей, таких как трубы и листы.

Подача и предварительный нагрев

Подающее устройство пластикового экструдера обычно использует конструкцию воронки для добавления пластикового сырья в ствол. Во время процесса подачи сырье необходимо предварительно нагреть, чтобы улучшить его текучесть и эффект плавления. Предварительный нагрев может осуществляться с помощью нагревателя, расположенного снаружи бочки, или сырье может быть подогрето предварительным нагревателем.

Плавление и транспортировка

Когда сырье попадает в бочку, шнек продолжает толкать его вперед. Тем временем нагреватель снаружи бочки нагревает сырье, заставляя его плавиться и превращаться в липкую жидкость. Шнек и нагреватель работают вместе, чтобы жидкость образовывала слои в бочке.

Шнек - ключевая часть пластикового экструдера, и его форма и структура оказывают большое влияние на то, насколько хорошо он плавит и перемещает пластик. Шнек обычно состоит из секций, причем разные части шнека имеют разную глубину и ширину резьбы для работы с разными видами пластика.

Скорость вращения шнека также важна для того, чтобы хорошо расплавить и перемещать пластик. Скорость вращения нужно менять в зависимости от того, какой пластик вы используете, насколько он горячий и что вы хотите сделать.

Экструзия и формовка

После расплавления и транспортировки пластика расплав поступает в фильеру (пресс-форму). Штамп экструдирует расплав в нужную форму в соответствии с формой и требованиями к изделию. Структура и конструкция пресс-формы оказывают важное влияние на эффект формования изделия и должны быть разработаны и изготовлены в соответствии с требованиями к изделию.

Когда расплав экструдируется, он подвергается давлению и силам сдвига внутри фильеры и постепенно формирует форму изделия. В то же время система охлаждения снаружи фильеры охлаждает продукт, чтобы сохранить его определенную форму и размер. Скорость охлаждения и метод охлаждения необходимо регулировать в зависимости от материала и требований к изделию.

Тяга и резка

После экструзии и формовки изделие необходимо вытащить из фильеры и разрезать. Тяговое устройство обычно использует гусеничную или роликовую конструкцию для вытягивания продукта из фильеры за счет трения. Режущее устройство отрезает в соответствии с длиной и требованиями продукта, чтобы обеспечить его технические характеристики и качество.

Каковы характеристики процесса экструзии пластмасс?

Процесс экструзии пластика - это универсальный метод производства, широко используемый для получения непрерывных профилей с постоянным сечением, что очень важно для таких отраслей, как строительство и упаковка.

Экструзия пластмасс предполагает расплавление гранул и придание им формы с помощью фильеры, что обеспечивает универсальность, эффективность и экономичность при крупномасштабном производстве.

Прецизионное литье пластмасс

Точность экструдированных изделий относительно высока, и можно производить изделия с диаметром, толщиной и длиной, соответствующими заданной точности. Высокоточные изделия имеют очень важное применение во всех сферах жизни, поскольку они позволяют лучше удовлетворять потребности клиентов или свободно разрабатывать более сложные изделия.

Экструзия пластмасс - это процесс, который позволяет сделать формовку пластмасс более точной и производить все виды сложных пластмассовых изделий, таких как трубы, профили, листы и т. д. Регулируя параметры экструдера и конструкции пресс-формы, можно точно контролировать размер и форму производимых изделий, чтобы удовлетворить потребности различных клиентов.

Высокая эффективность производства

По сравнению с другими методами обработки пластика, технология процесс экструзии пластмассы⁵ имеет более высокую эффективность производства. Производственный процесс экструзионного формования пластика прост и легок, его можно автоматизировать. Эффективность производства относительно высока, и вы можете производить большое количество продукции за короткое время.

Экструдер может непрерывно производить пластиковые изделия длиной до сотен метров, обеспечивая высокую скорость производства, автоматизацию производства, снижение трудозатрат и повышение эффективности производства. Кроме того, экструзионное формование⁶ также может производиться непрерывно без остановок для смены пресс-форм, что значительно сокращает временные затраты на производство продукции. Подходит для массового производства.

Сильная управляемость

Вы можете управлять экструзия пластмассы⁷ процесс для производства различных продуктов. Вы можете изменять температуру, давление, скорость и другие параметры экструдера, чтобы материал и процесс работали на разные продукты. Вы также можете менять форму, когда захотите изготовить разные продукты.

Гладкая поверхность изделия

Пластиковые изделия, изготовленные методом экструзии, имеют гладкую поверхность и стабильное качество. Когда пластик экструдируется и охлаждается в пресс-форме, на его поверхности не так легко образуются пузырьки и дефекты. Он хорошо выглядит и приятен на ощупь, и подходит для случаев с высокими требованиями к поверхности изделия.

Отличные механические свойства

Изделия экструзионного формования обладают превосходными механическими свойствами, такими как износостойкость, устойчивость к высоким температурам, коррозионная стойкость, высокая прочность и хорошая вязкость. Эти превосходные механические свойства⁸ делают экструдированные продукты, широко используемые в различных областях, таких как химическое волокно, строительные материалы, электроника, автомобили, упаковка и другие отрасли.

Различные формы

Технология экструзионного формования позволяет изготавливать все виды продукции, такие как трубы, листы, пленки, профили и так далее. Их также можно изготавливать на заказ. Продукция очень гибкая.

Низкая стоимость производства

Экструзионное формование дешево в производстве, потому что оборудование и процесс для этой технологии просты, а количество брака невелико. Когда вы производите продукцию, стоимость имеет большое значение. Поэтому экструзионное формование - хороший выбор для производства продукции.

В процессе экструзии пластика частицы пластика нагреваются и размягчаются перед экструдированием, что позволяет сократить количество отходов и максимально сэкономить сырье. Кроме того, экструдер может точно контролировать количество экструзии, что позволяет избежать отходов сырья, повысить коэффициент использования сырья и снизить производственные затраты.

Каковы области применения экструзии пластмасс?

Экструзия пластмасс является неотъемлемой частью производства, обеспечивая различные отрасли промышленности индивидуальными пластиковыми изделиями, от автомобильных деталей до упаковки.

Экструзия пластмасс используется в производстве автомобильных компонентов, строительных материалов, потребительских товаров и упаковки, обеспечивая универсальность, улучшенные свойства, экономическую эффективность и гибкость дизайна.

Материалы для отделки дома

Технология экструзии пластика также широко используется в сфере отделки помещений. С помощью экструзионной технологии можно изготавливать такие декоративные материалы, как полы, стеновые панели и плинтусы. Эти материалы не только красивы и просты в монтаже, но и обладают хорошей износостойкостью, водонепроницаемостью и коррозионной стойкостью. Процесс экструзии пластика обеспечивает более разнообразный и экологически чистый выбор для отделки дома.

Дверные и оконные профили

В строительной отрасли пластиковые дверные и оконные профили постепенно вытесняют традиционные деревянные и металлические дверные и оконные профили, поскольку они легкие, не ржавеют и просты в изготовлении.

ПВХ - один из основных материалов для изготовления дверных и оконных профилей. Выдавливая ПВХ из станка, можно изготовить дверные и оконные рамы, створки и другие детали различной формы. Эти детали хорошо выглядят, сохраняют тепло, не пропускают шум и являются частью современных зданий.

Трубы

Трубы - одно из самых распространенных изделий, изготавливаемых с помощью экструзии пластика. С помощью экструзии можно изготовить водопроводные, газовые или изоляционные трубы. ПВХ, ПЭ и ПП - самые популярные пластики для изготовления труб, поскольку они обладают хорошими физическими свойствами и легко обрабатываются. С помощью экструзии можно изготавливать трубы различного диаметра, толщины стенок и длины для различных целей.

Автомобильные запчасти

Экструзия пластика также важна для автомобильной промышленности. С помощью экструзии можно изготавливать такие детали автомобиля, как приборные панели, уплотнители и другие детали. Эти детали должны хорошо выглядеть и быть правильного размера. Они также должны выдерживать погодные условия и не изнашиваться. Экструзия позволяет изготавливать такие детали. Она позволяет делать хорошие автомобильные детали, которые делают машину лучше.

Электронные и электрические детали

В электронной и электротехнической промышленности технология экструзии пластика широко используется для изготовления всевозможных корпусов, изоляционных материалов, радиаторов и других деталей. Эти детали должны обладать хорошей изоляцией, теплостойкостью и механической прочностью. Регулируя структуру и размер экструзионной головки, мы можем создавать всевозможные сложные формы и цвета электронных и электрических деталей для удовлетворения потребностей различных продуктов.

Другие специальные профили

Помимо обычных пластиковых профилей, упомянутых выше, технология экструзии пластика может также производить различные специальные профили в соответствии с требованиями заказчика. Например, специальные профили для перил безопасности и защитных устройств, прецизионные профили для медицинского оборудования и компонентов освещения и т. д. Производство таких специальных профилей требует высокоточной конструкции пресс-формы и передовой технологии экструзии для удовлетворения потребностей конкретных областей.

Заключение

Экструзия пластмасс - это процесс, в котором пластик продвигается вперед за счет вращения шнека в стволе, при этом используются механические, тепловые и замедляющие принципы. Термопласты предварительно нагреваются, расплавляются, подаются в пресс-форму для формирования нужной формы и завершаются тяговой резкой.

Экструзионное формование - отличный способ изготовления изделий. Он сверхточный, сверхбыстрый, легко контролируемый и дешевый. С его помощью можно изготавливать всевозможные вещи, например, домашние вещи, трубы, двери и окна, детали автомобилей и электронику. Вы можете создавать всевозможные формы, чтобы соответствовать всем вашим требованиям. Он отлично подходит для любых вещей.