Крис Раувендал

Как се класифицират нестабилностите в процеса на екструдиране? Кои са най-често срещаните? Какви фактори ги генерират? Как могат да бъдат решени?

екструдиране

Може би най-често срещаният проблем в процеса на екструдиране е варирането в производителността на екструдера.

Появата на нестабилност е свързана с голям брой причини, някои от които са:

  • Проблеми с масовия поток в захранващия бункер
  • Проблеми с транспорта на твърди вещества в екструдера
  • Недостатъчен капацитет за отливане
  • Твърда фрагментация на леглото
  • Неравномерност на температурите на топене в матрицата
  • Колебания на температурата в цевта
  • Колебания на температурата във винта
  • Фрактура на стопилката/акула
  • Вариации в скоростта на винта
  • Износване на цевта/износване на винтове
  • Недостатъчен капацитет на смесване
  • Прекалено ниско налягане върху матрицата
  • Недостатъчен капацитет за генериране на налягане


Някои предпоставки за стабилно екструдиране са добър задвижващ механизъм за екструдера, добра система за контрол на температурата, подходящ апарат за навиване и най-важното, добър дизайн на винта. Вероятно повече нестабилности са резултат от неподходящ дизайн на винт, отколкото от друга причина; промяната в този аспект обаче често се счита за последен вариант. Освен това правилното измерване е от жизненоважно значение за бързото и точно диагностициране на проблем.

Задвижващият механизъм на екструдера трябва да може да поддържа постоянна скорост на винта с вариации по-малки от 0,1%; Същото трябва да е възможно да се каже за системата за навиване; това не винаги се случва при действителните екструзионни линии. Екструдерът трябва да бъде оборудван с някакъв тип пропорционален контрол на температурата, за предпочитане PID (пропорционално интегрално производно) управление или нещо по-добро; регулирането на температурата при изключване е неподходящо за повечето екструдиращи операции.

Няколко изследователи са класифицирали нестабилността на екструдирането въз основа на времевата рамка, в която се появяват; честотата на нестабилността често е индикация за причината за проблема. Съгласно тази концепция е възможно да се разпознаят пет вида нестабилности:

  1. Високочестотни нестабилности, възникващи за време, по-малко от периода на въртене на винта.
  2. Нестабилности, които възникват при честотата на въртене на винта.
  3. Нискочестотни нестабилности, за период от време, който е между 5 и 10 пъти периода на въртене на винта.
  4. Много бавни колебания, настъпващи за период от поне няколко минути
  5. Случайни колебания.

1. Високочестотни нестабилности
Високочестотните нестабилности често са свързани с нестабилности в потока в матрицата, като фрактура на стопилката, акула или резонанс по време на изтегляне.

Те могат да бъдат причинени и от проблеми с изпълнителния механизъм, неравномерности в температурата на стопилката или вибрации.

1.1 Кожа от акула
Кожата на акула изглежда като правилна оребрена повърхност, като каналите вървят перпендикулярно на посоката на екструзия. По-малко тежка форма на акула е редуването на матова повърхност с лъскава.

Обикновено се смята, че този ефект се образува върху устните на матрицата или на изхода; Това зависи преди всичко от температурата и линейната скорост на екструдиране. Фактори като скорости на срязване, размери на матрицата, ъгъл на приближаване, грапавост на повърхността, L/D аспект или строителен материал изглежда имат малък или никакъв ефект върху този тип дефекти.

ВИЖТЕ ПРЕДЛОЖЕНИТЕ КАТАЛОГИ НА ДОСТАВЧИЦИТЕ НА:

Освен това се смята, че кожата на акулите се причинява от бързото ускоряване на повърхностните слоеве на екструдата, тъй като полимерът излиза от матрицата. Ако скоростта на разтягане е твърде висока, повърхностният слой на полимера може да се провали и да образува характерните канали. Полимерите с висок вискозитет с тясно разпределение на молекулното тегло (MWD) са по-податливи на този ефект.