אקסטרודר הוא מכשיר מכני הכופה חומר תרמופלסטי מותך דרך תבנית בצורת -מותאמת אישית כדי לייצר פרופילים רציפים כגון צינורות, רצועות טיוטה או חוטים. מכבש פלסטיק שלם מורכב מקופר הזנת חומר גלם, חבית גלילית מחוממת, בורג פנימי מסתובב, ראש תבנית ומערכת קירור במורד הזרם. עיצוב נמס הפולימר כשהוא יוצא מהתבנית הוא חלק פשוט. לאלץ את החומר לשמור על הגיאומטריה המדויקת שלו בזמן שהוא עובר את שלב הקירור הוא אתגר אמיתי למפעילים בסדנה.
איך עובד מכבש פלסטיק?
תהליך שחול הפלסטיק מסתמך בעיקר על חיכוך מכני, ולא רק פסי חימום חיצוניים, כדי להמיס את הפולימר המקורי. כדי להבין כיצד פועלים מחלצי פלסטיק, אנו משתמשים במסגרת TSC: טמפרטורה, גזירה ועיצוב. רצף זה קובע במדויק כיצד חלקיקי חומר הגלם הופכים למוצר סופי קשה.
שלב 1: טמפרטורה (אזור הזנה)
התהליך מתחיל כאשר כוח הכבידה מושך חלקיקי פלסטיק לא מעובדים מהבורר לתוך גרון ההזנה. אזור ההזנה של הבורג המסתובב לוכד את החלקיקים הללו ומניע אותם קדימה לתוך הקנה. המפעיל מכוון את פס החימום החיצוני באזור ראשוני זה לטמפרטורה נמוכה יחסית. זה מונע מהפלסטיק להימס בטרם עת ולהיצמד לגרון ההזנה, מה שעלול להוביל לחסימה המכונה גישור.
שלב 2: גזירה (אזור מעבר ואזור מדידה)
גזירה מכנית מייצרת עד 80% מהחום הנדרש להמסת פלסטיק. כאשר הבורג דוחף את החלקיקים לאזור המעבר, קוטר השורש של הבורג גדל. עיצוב זה לוחץ את הפלסטיק אל דופן החבית. החיכוך האינטנסיבי בין החלקיקים לחבית המתכת קרע את שרשראות הפולימר ויצר חום פנימי עצום. כאשר החומר מגיע לאזור המדידה בקצה הבורג, הוא הפך להמסה אחידה ולחוץ, מוכנה להיכנס לתבנית.
שלב 3: היווצרות (מות)
התבנית מאלצת את נמס הפולימר בלחץ ליצור את צורת החתך הסופית שלו-. ההיתוך מתפצל מסביב לציר הפנימי ומתחבר מחדש לפני היציאה משפת התבנית. המהירות שבה החומר עוזב את התבנית חייבת להיות מותאמת בצורה מושלמת למהירות של מכונת המתיחה במורד הזרם. כל חוסר התאמה ביחס טיוטה זה ימתח את החומר באופן לא טבעי ותפגע בשלמות המבנית של הפרופיל.
מדוע פרופיל הפלסטיק שחולץ שלי מתעוות במהלך הקירור?
שיעור הכיווץ הלא אחיד בחתך הפלסטיק- קובע את חומרת העיוות. כשאתה שואל "מדוע פרופיל הפלסטיק ששיחקתי מתעוות במהלך הקירור?" מתי, כמעט תמיד ניתן לאתר את התשובה לשיפוע התרמי. החלק הדופן העבה- של הפרופיל שומר על חום לזמן ארוך בהרבה מהחלק הדופן הדק-.
סיבת שורש 1: התכווצות אסימטרית
לאחר שהקירות הדקים הסמוכים כבר התמצקו, הקירות העבים ממשיכים להתקרר ולהתכווץ. במסות עבות יותר, ההתכווצות המושהית הזו מושכת ומכופפת פיזית את החלק הקשיח והדק ממילא- הדופן, מה שגורם לו לסטות מהיישור שלו. מפעילים פותרים בעיה זו על ידי שינוי התבנית כך שתכלול תעלות קירור מקומיות בתוך התבנית, או על ידי יישור זרימת האוויר הכיוונית במיוחד עם החלקים העבים יותר של הפרופיל ברגע שהפרופיל עוזב את התבנית. אילוץ קירות עבים ודקים כאחד להגיע לטמפרטורת מעבר הזכוכית שלהם בו זמנית יכול לבטל כוחות כיפוף.
סיבת שורש 2: "זיכרון מתח"
אם בורג האקסטרודר מפעיל כוח גזירה מוגזם, שרשראות הפולימר יפתחו זיכרון מתח. מפעילים רבים רואים בטעות בעיוות כבעיית קירור במורד הזרם בלבד. הם התאימו את טמפרטורת אמבט המים למשך מספר שעות ללא הצלחה. המציאות היא שהפגם מתחיל בתוך החבית. אם מהירות ההברגה גבוהה מדי, שרשראות הפולימר יימתחו בצורה לא טבעית לפני הכניסה לתבנית. ברגע שהפלסטיק עוזב את התבנית ונכנס לאמבט הקירור, השרשראות המתוחות מנסות לחזור למצבן הרגוע המקורי. ריבאונד מולקולרי זה מתבטא בעיוות או עיוות חמור בתוצר הסופי. הפחתת מהירות הבורג והגדלה קלה של טמפרטורת החבית יכולה להפחית את הלחץ הפנימי הזה.
כלל התאמת "פער אוויר".
המרחק המדויק בין קצה התבנית לאמבט קירור המים הראשון -, המכונה מרווח האוויר - קובע את מתח הפנים המיידי של הפרופיל. בדיקת הספסל האחרונה שלנו של מסגרות חלונות PVC קשיחות א-סימטריות גילתה קשר ברור בין אורך מרווח האוויר לעיוות.
הרצנו פרופיל רציף עם דופן דק 2 מ"מ המחובר לבסיס בעובי 5 מ"מ. השארת מרווח אוויר סטנדרטי של 50 מ"מ מביאה לעיוות מתמשך של 4 מעלות פנימה של הקיר הדק. ההשפעה המהירה של מים קרים ננעלה מיידית את הקירות הדקים, בעוד שהבסיס בגודל 5 מ"מ חווה התפשטות תבנית באוויר הפתוח. על ידי צמצום מדויק של מרווח האוויר ל-15 מ"מ, אנו ממזערים את הזמן שהבסיס העבה צריך להתרחב לפני הפגיעה בשרוול העיצוב במיכל המים. התאמה פיזית פשוטה זו הפחיתה את הכיווץ הלא אחיד ב-22% והחזירה במלואה את ישרות הפרופיל ללא צורך בשינויים מורכבים בתבנית.
שאלות נפוצות על מכבשי פלסטיק
ש: מהי מכונת אקסטרודר?
ת: זהו מכשיר ייצור הממיס ומכריח פלסטיק גולמי או מתכת דרך תבנית מעצבת כדי ליצור פרופילים רציפים כגון צינורות, סרטים או צינורות.
ש: מדוע פרופיל הפלסטיק שחולץ שלי מתעוות במהלך הקירור?
ת: עיוות נגרמת בדרך כלל על ידי קצבי קירור לא אחידים, טמפרטורות לא מתאימות של אמבט מים או מתחים פנימיים לא מאוזנים בפולימר שחולץ.
ש: כיצד פועלת מכונת אקסטרודר?
ת: השרף הגולמי מוזן מההופר לתוך החבית המחוממת. הבורג המסתובב נמס, מתערבב ודוחף את החומר קדימה, ומאלץ אותו דרך התבנית היוצרות.
ש: כיצד להפעיל מכונת אקסטרודר?
ת: מחממים את התוף לטמפרטורה שנקבעה. לאחר מכן, השרף הגולמי מוטען לתוך ההופר, הפעלת ההברגה מופעלת במהירות נמוכה, ומפקחת על תפוקת התבנית.
ש: איך לשפר את השקיפות של סרטים?
ת: הגדל במהירות את קצב הקירור כדי להקטין את גודל הגביש. באופן דומה, בצע אופטימיזציה של טמפרטורת ההיתוך, שמור על תבניות נקיות והשתמש בתוספים מבהירים- באיכות גבוהה.
