Как работают пластиковые экструдеры?

Экструдеры для пластмасс работают, используя точное сочетание механического трения и тепловой энергии для преобразования необработанных частиц пластиковой смолы в непрерывные профили. Процесс начинается с подачи необработанного термопластического материала из верхнего бункера в нагретую стационарную бочку. Внутри этого ствола вращающийся винт с электроприводом постоянно толкает пластик вперед. По мере вращения шнека сочетание внешнего нагревателя цилиндра и сильного внутреннего трения сдвига, создаваемого геометрией шнека, постепенно плавит твердую смолу. Как только материал достигает полностью расплавленного пластического состояния в зоне дозирования, его продавливают через форму индивидуальной формы под высоким давлением. Эта форма придает жидкому пластику желаемую непрерывную форму, такую ​​как труба, трубка, дефлектор ветра или лист, а затем он сразу же поступает в следующую систему охлаждения для отверждения до окончательной постоянной формы.

Вышеупомянутое дает краткий ответ. Но чтобы по-настоящему понять, что происходит внутри машины, нам нужно подробно разобрать весь процесс экструзии. Что именно происходит, когда вы засыпаете твердые пластиковые частицы и в итоге получаете прочную пластиковую трубку или пластиковый лист? Давайте шаг за шагом рассмотрим весь путь развития пластиковых материалов.

Все процессы начинаются с верхней части оборудования. Необработанные частицы термопластической смолы загружаются в бункер, который можно представить как гигантскую воронку. Под действием силы тяжести эти сухие твердые частицы падают через отверстие прямо в основной корпус экструдера, который представляет собой неподвижный нагревательный цилиндр. Здесь решающее значение имеет поддержание стабильной скорости разгрузки. Если частицы слипаются или подача неравномерна, конечный продукт будет иметь дефекты.

Как только частицы попадут в бочку, температура сразу же повысится. Им предстоит столкнуться с вращающимся длинным винтом, приводимым в движение мощным двигателем. Этот винт — не просто средство передвижения; на самом деле это основной двигатель для работы всего оборудования. Вращаясь, винт постоянно толкает пластик вперед. Но как плавится пластик? Два основных источника тепла способствуют процессу плавления. Во-первых, это нагревательное кольцо, установленное снаружи ствола, которое может обеспечивать стабильную и контролируемую тепловую энергию. Во-вторых, и это удивило многих, сам винт выделяет огромное количество тепла. Когда резьба винта трутся о внутреннюю стенку цилиндра, сжимая частицы пластика, создается сильная механическая сила трения сдвига. Во многих экструзионном оборудовании это трение является основным источником тепла, плавящего твердую смолу.

Непосредственно перед тем, как пластик покинет ствол, он проходит через зону дозирования. Винтовые канавки здесь становятся мельче, а узкое пространство еще больше сжимает материал, создавая тем самым сильное давление. На этом этапе пластик должен находиться в полностью расплавленном состоянии. Не должно оставаться нерасплавленных частиц, иначе конечный продукт будет иметь слабые места или дефекты внешнего вида. В то же время процесс смешивания здесь также может поддерживать однородную и постоянную температуру жидкого пластика.

Затем экструдер выталкивает этот жидкий пластик, который подвергается высокому давлению, из цилиндра прямо в форму. Форма — это, по сути, изготовленный на заказ металлический инструмент с вырезанным в нем отверстием, форма которого точно такая же, как поперечное сечение продукта, который вы хотите произвести. Поскольку пластик на этом этапе является жидким, он может легко пройти через металлическую форму и принять определенную форму. Именно в этот момент эти неприметные исходные частицы официально превратились в сплошной профиль. Используя разные формы, вы можете изготавливать предметы разной формы, будь то канализационные трубы, шланги, дверные и оконные уплотнители или плоские пластиковые листы.

Когда пластик впервые выходит из формы, он выглядит так же, как конечный продукт, но он все еще горячий и мягкий. Если его не остановить, он рухнет под собственным весом и полностью потеряет свою форму. Чтобы сохранить форму пластика, он сразу же поступает в линию охлаждения. Обычно вновь сформированный профиль протягивают через длинный резервуар с холодной водой, а в некоторых изделиях вместо водяной бани используется принудительное воздушное охлаждение. Резкое падение температуры может привести к быстрому затвердеванию пластика. Как только он полностью остынет и затвердеет, приняв окончательную постоянную форму, весь процесс экструзии завершается.