Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Розвиток технічного прогресу призвело до появи різних технологій, які дозволяють виробляти вироби, що відрізняються поліпшеними експлуатаційними характеристиками. Однією із затребуваних зараз є екструзія. Собою вона являє технологічний процес переробки пластмас, з яких виготовляють різноманітні деталі, а також виробляють різну профільну продукцію.

Сама технологія полягає в приготуванні сплаву з полімерних матеріалів з подальшим його продавлювання через спеціальні насадки, які надають йому певну форму. Основним елементом лінії по виробництву виробів із пластику є екструдер.

Принцип дії і конструкція

Слід сказати, що екструзія є далеко не новою технологією. Її історія налічує більше шести десятиліть. За цей час було створено велику кількість конструкцій машин, за допомогою яких забезпечується її реалізація. Принцип дії цього приладу базується на суті самого технологічного процесу.

Технологічний процес екструзії є складним фізико-хімічним процесом, на який впливають механічні зусилля в умовах високої температури і вологи. Нагрівання продуктів переробки відбувається завдяки тому, що виникає при боротьбі з внутрішнім тертям, а також при пластичних деформаціях механічна енергія перетворюється в тепло.

В процесі екструзійної обробки існує кілька змінних параметрів. До числа найбільш важливих слід віднести:

  • склад сировини;
  • вологість;
  • його природа.

При протіканні екструзійного технологічного процесу може відбуватися зміна:

  • температури матеріалу;
  • тиску;
  • інтенсивності і тривалості впливу на вихідну сировину.

Принцип роботи екструдера

Саме по собі таке обладнання являє електромеханічний пристрій, основним призначенням якого є здійснення процесу формування профільних деталей з пластику або його напівфабрикатів. У своєму складі загальне пристрій екструдера для пластику містить наступні компоненти:

  • корпус системи нагрівання полімерних матеріалів. В якості основного джерела теплової енергії при здійсненні цього технологічного процесу можуть виступати звичайні резистивні або індукційні системи. При використанні останніх виникнення високих температур відбувається за рахунок наведення на корпус високочастотних індукційних струмів Фуко;
  • вузол навантаження. Через цей елемент в порожнину корпусу різними способами надходить вихідна сировина;
  • робочий орган. Він створює в обладнанні необхідний тиск, завдяки якому забезпечується переміщення сировини безпосередньо від вузла завантаження до насадок, які формують з полімерних матеріалів готові вироби. При використанні екструдера застосовуються різноманітні фізичні принципи, оскільки цей пристрій може мати різні варіанти виконання - шнековий, дисковий, поршневий. На даний момент частіше за інших застосовуються шнекові екструдери;
  • екструзионная головка. По-іншому фахівці називають її філь'єрі. Саме вона забезпечує форму виробів, яка виходить по завершенні технологічного процесу;
  • механічний привід. В цьому обладнанні він представлений двигуном і редукторною системою. Завдяки йому забезпечується створення та передача необхідного зусилля на робочий орган;
  • система контролю і управління. Завдяки їй забезпечується підтримання необхідного технологічного режиму.

В якості вихідного матеріалу зазвичай виступають гранули та порошок. Вони завантажуються в обладнання, а далі під дією робочого органу відбувається їх переміщення в робочу зону корпусу. Там під впливом тиску, сили тертя і температури подається ззовні вихідна сировина нагрівається, а в процесі його плавлення виникає стан, який потрібен за умовами технологічного процесу.

Під час руху вихідної сировини в порожнині корпуса відбувається його ретельне перемішування до стану однорідної гомогенизированной маси.

В умовах високого тиску відбувається продавлювання розплаву за допомогою формуючих головок і сітчастих фільтрів. В результаті забезпечується остаточна гомогенізація і надання матеріалу заданого профілю.

Після цього матеріал природним чином охолоджується або ж застосовується примусовий спосіб з подальшою полімеризацією. В кінцевому підсумку виходять вироби, які мають необхідну конфігурацію і володіють заданими механічними і фізичними властивостями.

види екструдерів

Сучасні моделі екструзійних установок можуть різнитися між собою як конструкцією робочого органу, так і призначенням.

одношнековий

Серед всіх різновидів екструзійного обладнання найбільш поширеним є шнекове. Такі машини задовольняють всі вимоги екструзійного процесу. У цих агрегатах в якості основного робочого органу застосовується шнек. Фахівці називають його гвинтом Архімеда. Багато прекрасно знають цей робочий елемент по домашнім м'ясорубок.

При використанні екструдера для виробництва виробів з пластмаси лопать шнека захоплює сировину в зоні завантаження, а далі відбувається його послідовне переміщення по всій довжині циліндра корпусу, починаючи від зони нагріву через ділянку гомогенізації і формування. Залежно від особливостей технологічної карти, яку має обладнання, а також виду використовуваного для виробництва виробів вихідної сировини шнеки можуть передбачати кілька варіантів виконання - конічні, циліндричні і нормальні швидкохідні.

Також можуть використовуватися шнеки, які звужуються до виходу. Для цього обладнання в якості головного параметра фахівці розглядають співвідношення робочого діаметра шнека і його довжини. Також розрізняються шнеки по кроку витків і їх глибині.

Головний недолік одношнекового екструдера полягає в тому, що не завжди є можливість для їх застосування. Наприклад, якщо в якості вихідної сировини виступають порошкові напівфабрикати, то наявність одного гвинта в складі обладнання не дозволяє впоратися з перемішуванням маси в процесі її розплавлення і подальшого гомогенізації. У таких випадках вибір роблять на користь двухшнекових екструдерів.

двухшнековий

Особливість цього обладнання полягає в тому, що в ньому гвинти зчеплені між собою. Тому при використанні таких екструдерів є можливість здійснення шнеками паралельних і зустрічних обертальних рухів. Ці робочі частини обладнання можуть бути прямими або конічними.

Використання подібних машин призводить до того, що в процесі розігріву вихідної сировини його змішування і гомогенізація здійснюється більш ретельно. В кінцевому підсумку на головку для формування виробів надходить однорідна і дегазована маса.

Необхідно відзначити наступний момент: в окремих технологічних процесах можуть використовуватися екструдери, які мають більшу кількість шнеків - до 4. Крім цього нерідко застосовується планетарний автомат, коли число шнеків, що обертаються навколо центрального гвинта, доходить до 20.

Необхідність в застосуванні такого обладнання виникає при використанні в якості вихідної сировини окремих видів пластиків, які в умовах впливу високих температур мають схильність до руйнування. Говорячи іншими словами, можуть позбавлятися своїх основних фізичних якостей. Таким чином, використання подібних екструдерів забезпечує нагрів сировини за рахунок сили тертя і високого тиску.

Виробництво ПВХ-профілів

На даний момент затребуваним видом виробів є пластикові і композитні профілі. У більшості випадків виробники виготовляють їх, використовуючи метод екструзії. Для виготовлення такої продукції в залежності від застосовуваного матеріалу, а також складності і форми вироби задіюються одно- або двухшнековие апарати, які мають відповідні формувальні головки.

Асортимент з використанням екструдерів виробів досить широкий, починаючи від тонких ниток і смуг і закінчуючи листами великих панелей, які мають профіль складної геометрії. Пластикові вікна і двері, що випускаються сьогодні багатьма компаніями, збираються з використанням саме ПВХ-профілів, які виготовлені на екструзійне обладнання.

При виробництві ПВХ-профілів багато виробників додають в полімерний склад спеціальні компоненти, що дає можливість виготовлення складних композитів. Наприклад, сьогодні багато виробників випускають дерево-пластикові вироби, які досить часто використовуються для виготовлення різних будівельних конструкцій.

виготовлення труб

У такій сфері, як виробництво трубних виробів важливою умовою є відсутність бульбашок газу в гомогенізований суміші. З цієї причини екструдери, які задіюються при виробництві такої продукції, виробники оснащують системами дегазації. У більшості випадків застосовуються шнекові установки. Крім іншого використовують бар'єрні шнеки, завдяки яким забезпечується надійне поділ твердого напівфабрикату від повністю розплавленого. За рахунок цього досягається збереження однорідності складу, що позитивним чином позначається на якості продукції, що випускається трубної продукції та її експлуатаційні характеристики.

Екструдери для поліетилену

Всі плівки, виготовлені з полімерних матеріалів, виробляються компаніями виключно з використанням способу екструзії. Для виробництва подібної продукції застосовується видувний екструдер. У обладнання, що використовується для виробництва стрейч-плівки, формувальний вузол може мати вигляд вузької щілини. При застосуванні такого обладнання на виході виходить одношарова плівка, яка має необхідні параметри товщини і ширини.

В окремих моделях можуть використовуватися круглі щілинні фільєри великого діаметру. При використанні міні-екструдерів можна отримати плівку з шириною рукава до 300 мм і з параметром товщини 600 мкм. Такі пристрої мають компактні розміри, що забезпечує можливість їх установки навіть в невеликому за площею приміщенні.

екструзійні лінії

В умовах промислових підприємств екструзійне обладнання слід розглядати в якості головного компонента лінії по здійсненню цього процесу. Крім основного обладнання - екструдера вона включає і цілий набір інших механізмів і пристроїв:

  • намотувальні і отрезочние механізми. Вони використовуються для приведення виробів у необхідний для складського зберігання і транспортування вид;
  • марковані і ламінуючі системи різного принципу дії;
  • механізми протягання готових профілів;
  • система охолодження. Її установка виконується на виході екструдера, щоб підвищити швидкість процесу полімеризації готових виробів. Ці системи можуть бути різного типу - повітряні або у вигляді охолоджуючої ванни;
  • система підготовки та завантаження сировини. В окремих випадках напівфабрикат необхідно заздалегідь піддати процедурі просушування і подальшої калібрування перед тим, як подавати його в завантажувальний бункер.

У складі устаткування можуть використовуватися і інші механізми, а також застосовуватися технологічні пристрої для автоматизації безперервного процесу виробництва.

Підбиваючи підсумки

Екструзионная технологія є досить популярною в даний час. Її використовують при виробництві різних виробів. В основному вона застосовується для виготовлення продукції з пластика. Знайомі кожному в нашій країні пластикові вікна і двері виготовляють з використанням цього процесу. Для виробництва продукції використовується такий прилад, як екструдер. Це обладнання відрізняється нескладним пристроєм, тому виготовити екструдер для пластику своїми руками - цілком здійсненне завдання.

Особливість цього процесу полягає в попередньому підігріві сировини, яке потім піддається процедурі плавлення в умовах певного температурного режиму і тиску. Далі полімерна маса продавлюється через формувальні насадки, що і дозволяє отримати вироби з потрібними фізичними та якісними характеристиками.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Інструменти