Кріс Раувендал

Як класифікуються нестабільності в процесі екструзії? Які найпоширеніші? Які фактори їх породжують? Як їх можна вирішити?

вирішити

Мабуть, найбільш часто зустрічається проблемою в процесі екструзії є зміна продуктивності екструдера.

Поява нестабільності пов'язана з великою кількістю причин, серед яких:

  • Проблеми масового потоку в завантажувальному бункері
  • Проблеми з транспортуванням твердих речовин в екструдері
  • Недостатня ємність для лиття
  • Суцільна фрагментація ліжка
  • Нерівномірність температур плавлення в матриці
  • Коливання температури в бочці
  • Коливання температури в гвинті
  • Перелом розплаву/акуляча шкіра
  • Варіації швидкості гвинта
  • Знос стовбура/гвинт
  • Недостатня ємність змішування
  • Занадто низький тиск на головку штампа
  • Недостатня потужність генерації тиску


Деякі передумови стабільної екструзії - це хороший привід екструдера, хороша система регулювання температури, відповідний намоточний апарат і, що найголовніше, хороша конструкція гвинта. Можливо, більше нестабільності виникає внаслідок неправильної конструкції гвинта, ніж з будь-якої іншої причини; однак зміна цього аспекту часто вважається останнім варіантом. Крім того, для швидкого та точного діагностування проблеми життєво важливим є належний інструментарій.

Привід екструдера повинен мати можливість підтримувати постійну швидкість гвинта з варіаціями менше 0,1%; Те саме слід сказати про систему намотування; це не завжди відбувається на фактичних екструзійних лініях. Екструдер повинен бути оснащений певним типом пропорційного регулювання температури, бажано регулятором типу PID (пропорційне інтегральне похідне) або чимось іншим; регулятори температури ввімкнення/вимкнення непридатні для більшості операцій екструзії.

Кілька дослідників класифікували нестабільність екструзії на основі часових рамок, в які вони виникають; частота нестабільності часто є вказівкою на причину проблеми. За цією концепцією можна розпізнати п’ять типів нестабільності:

  1. Високочастотні нестабільності, що виникають за час, менший за період обертання гвинта.
  2. Нестійкості, що виникають при частоті обертання гвинта.
  3. Низькочастотні нестабільності протягом періоду часу, який становить від 5 до 10 разів більше періоду обертання гвинта.
  4. Дуже повільні коливання, що відбуваються протягом принаймні декількох хвилин
  5. Випадкові коливання.

1. Високочастотні нестабільності
Високочастотні нестабільності часто пов'язані з нестабільністю потоку всередині матриці, такою як руйнування розплаву, акуляча шкіра або резонанс під час витягування.

Вони також можуть бути спричинені проблемами приводу, нерівномірністю температури розплаву або вібраціями.

1.1 Акуляча шкіра
Шкіра акули проявляється у вигляді правильної ребристої поверхні, при цьому канали проходять перпендикулярно напрямку екструзії. Менш важкою формою акулячої шкіри є чергування матової поверхні з глянсовою.

Зазвичай вважається, що цей ефект формується на губах матриці або на виході; Це залежить насамперед від температури та лінійної швидкості екструзії. Такі фактори, як швидкість зсуву, розміри штампу, кут заходу, шорсткість поверхні, L/D аспект або будівельний матеріал, мабуть, майже не впливають на цей тип дефекту.

ДИВІТЬСЯ ОСОБЛИВІ КАТАЛОГИ ПОСТАЧАЛЬНИКІВ:

Далі вважається, що акуляча шкіра спричинена швидким прискоренням поверхневих шарів екструдата, коли полімер виходить з матриці. Якщо швидкість розтягування занадто висока, поверхневий шар полімеру може вийти з ладу і сформувати характерні канали. Полімери з високою в'язкістю з вузьким розподілом молекулярної маси (MWD), як правило, більш сприйнятливі до цього ефекту.