اکسترود تک مارپيچ

اکسترود تک مارپيچ | extruder single screw| اکسترودر | extrusion

اكسترودر تك ماردونه – اکسترودر تک مارپيچ (One Screw Extruder)

يكي از متداولترين روشهاي شكل دهي پلاستيك ها، اكستروژن است كه از يك ماردون در داخل محفظه اي تشكيل شده است. پلاستيك ها معمولاً به صورت دانه اي شكل يا خاكه نرم از قيف به ماردونه تغذيه مي شود . آنگاه در حال حمل به وسيله ماردون در طول محفظه، در اثر هدايت حرارت از طرف گرم كننده هاي محفظه (Barrel Heaters) و برش ناشي از حركت بر روي لبه هاي ماردون گرم مي شود . عمق معبر (Channel-Depth) در طول ماردون كاهش يافته موجب فشرده شدن مواد مي شود . در انتهاي محفظه اكسترودر، مذاب با عبور از حديده اي به شكل مورد نظربراي محصول نهايي در مي آيد.

اكسترودر تک ماردونه سه قسمت مجزا دارد:

الف) ناحيه تغذيه (Feed Zone) :

كار اين ناحيه، دادن گرماي اوليه به پلاستيك و انتقال آن به نواحي بعدي است . طراحي اين ناحيه حائز اهميت است. زيرا عمق ثابت ماردون طوري انتخاب شود كه مواد لازم و كافي را به ناحيه اندازه گيري (Metering Zone) تغذيه كند؛ به طوري كه نه دچار گرسنگي شود و نه در اثر زياد بود ن مواد، لبريز و پس زده شود. طراحي مناسب (Optimum) و متعادل، به طبيعت و شكل مواد تغذيه شونده (Feedstock) ،شكل هندسي (Geometry) ماردون و خواص اصطكاكي پلاستيك نسبت به ماردون و محفظه بستكي دارد . رفتار اصطكاكي مواد تغذيه شده، تاثير قابل توجهي بر آهنگ ذوب شدن مواددارد.

ب) ناحيه تراكم و فشردگي (Compression Zone) :

در اين ناحيه، عمق ماردونه به تدريج كاهش مي يابد كه موجب متراكم شدن و فشردگي پلاستيك مي شود.

اين فشردگي دو نقش عمده ايفا مي كند؛ يكي آنكه هواي محبوش در داخل مواد را به ناحيه تغذيه مي راند و ديگر آنكه انتقال حرارت را با كاهش دادن ضخامت مواد بهبود مي بخشد.

ج) ناحيه اندازه گيري و سنجش :

در اين ناحيه، عمق ماردونه يكسان و ثابت، اما بسيار كمتر از عمق ناحيه تغذيه است. در اين ناحيه، مذاب به صورت همگون و يكنواخت در مي آيد به طوري كه با آهنگ ثابتي، در درجه حرارت و فشار يكسان و ثابت، به حديده تغذيه مي شود. اين ناحيه به سهولت و سادگي تحليل و ارزيابي مي شود؛ زيرا مشتمل بر جريان مذاب گرانروان در داخل مجرايي با عمق و ابعاد ثابت است.

چگونگي تغييرات فشار در طول اكسترودر :

طول نواحي سه گانه ماردون خاص، بستگي به ماده اي دارد كه تحت اكستروژن قرار مي گيرد . براي نمونه نايلون خيلي سريع ذوب مي شود، به طوري كه تراكم و فشردگي مذاب در طول يك گام از ماردون نيز قابل تامين است. اما پلي وينيل كلرايد، به حرارت بسيار حساس است و لذا طول ناحيه فشردگي براي آن برابر با طول ماردون است.

از آنجا كه پلاستيك ها داراي گرانروي هاي متفاوت هستند، رفتار آنها در خلال اكستروژن نيز متفاوت است.

آهنگ وزني خروجي در خلال  اكستروژن :

در اكسترودرهاي تجاري، نواحي اضافي براي بهبود كيفيت محصول به ماردون افزوده مي شود . به عنوان نمونه، ناحيه اختلاطي (Mixing Zone) مشتمل بر پلكان هايي (Flights) با گام كمتر يا معكوس، به منظور كسب اطمينان از يكنواختي مذاب و كافي بودن آن در منطقه اندازه گيري، استفاده مي شود .

طراحي نواحي مختلف اختلاط در اكسترودر :

برخي از  اكسترودر ها ناحيه هواگيري(منفذ خروج هوا) وجود دارد. وجود اين ناحيه به اين دليل است كه برخي پلاستيك ها جاذب رطوبت (Hygroscopic) هستند يعني از محيط اطراف خود رطوبت جذب مي كنند و اگر به همين صورت مرطوب در  اكسترودر  فاقد ناحيه هواگيري استفاده شوند، كيفيت محصول نهايي خوب نيست؛ زيرا در داخل مذاب، بخار آب محبوس مي شود . براي رفع اين مشكل راه حل آن است كه مواد تغذيه شونده به اكسترودر را قبلاً خشك كنيم. اين روش گران و پر هزينه است و امكان آلودگي نيز در مواد ايجاد مي كند.

روش دوم، استفاده از محفظه هاي منفذدار (Vented Barrels) است .  در اولين قسمت ماردون، مواد كه به صورت دانه بندي است، پس از ورود ذوب شده، سپس به طريق معمول فشرده و همگن مي شود.

چگونگي استفاده از محفظه هاي منفذ دار :

آنگاه با ورود به ناحيه غير فشردگي (Decompression-Zone) ،فشار مذاب به محيط كاهش مي يابد؛ اين عمل، امكان خروج و گريز بخار و ساير مواد فرار از داخل مذاب را از طريق منفذ تعبيه شده در بدنه اكسترودر فراهم مي كند. آنگاه مذاب در طول محفظه به ناحيه دوم فشردگي هدايت مي شود تا از محبوس شدن هوا در مذاب ممانعت به عمل آيد.

دليل دفع بخار اين است كه در دمايي برابر با 250oc ،بخار آب موجود در پلاستيك مذاب داراي فشاري برابر 4 MN/m2 است كه موجب خروج آسان آن از مذاب و گريز از منفذ خروج مي شود . توجه كنيد كه چون فشار محيط تقريباً 0.1 MN/m2 است، استفاده از مكش خلاء (Vacuum) در منفذ خروجي، اثر ناچيزي در خروج بخار و مواد فرار دارد.

يكي ديگر از اجزاي مهم اكسترودر، صافي (Gauze Filter) پس از ماردون و پيش از حديده است. اين صافي به صورت كاملاً موثري هرگونه مواد ناهمگون و ناخالص يها را از مذاب جدا مي كند . عدم وجود آن حتي ممكن است موجب انسداد حديده گردد. اين صفحات صاف و غربال كننده معمولاً مذاب را تا مقياس 120 تا 150μmصاف و تصفيه مي كنند. اما شواهد موجود نشان مي دهد كه ذراتي كوچكتر از مقياس فوق، موجب شروع ايجاد ترك هاي مويين در توليدات پلاستيكي نظير لوله هاي تحت فشار پلي اتيلني مي شود . براي چنين مواردي صافي هاي بسيار ظريفي در مقياس 45 μmبه كار مي رود كه به گونه اي موثر و جالب توجه، كيفيت و عمر مفيد محصول را بهبود مي بخشد.

از آنجا كه اين صافي هاي ظريف آسيب پذير است، توسط صفحه سرعت شكني (Breaker plate) هدايت مي شود. اين صفحه تعداد زيادي سوراخهاي مماس بر يكديگر و بسيار تنگاتنگ دارد كه بدون اينكه به ذرات جامد سوخته (Dead-Spots) احتمالي همراه با مذاب اجازه ورود دهد، مذاب را عبور مي دهد. اين صفحه سرعت شكن همچنين جريان مذابي را كه پس از خروج به صورت حلزوني در آمده است خطي مي كند. چون منافذ اين صافي هاي ظريف به تدريج بسته مي شود، پي در پي باز شده، تعويض مي شود . در بسياري از اكسترودرهاي پيشرفته با صافي هاي ظريف، كار تعويض آنها بدون نياز به توقف اكسترودر صورت مي گيرد . همچنين بايد خاطر نشان كنيم كه اگرچه اين وظيفه اصلي صفحه سرعت شكن و صاف نيست؛ اما به ايجاد فشار معكوسي كه موجب بهبود اختلاط مذاب مي شود كمك مي كند. چون فشار در حديده حائز اهميت است، شيري (valve) پس از صفحه سرعت شكن در اكسترودر وجود دارد كه امكان تنظيم لازم را فراهم مي آورد.

مشخصات فني انواع دستگاه اکسترودر

نام انگليسي: Extruder

اکستروژن يکي از روش هاي شکل دهي است که براي کاهش ضخامت يا سطح مقطح مواد به کار ميرود. اکستروژن روشي بسيار انعطاف پذيري است و با استفاده از حديده مناسب مي توان طيف وسيعي از توليدات را تهيه کرد.

1- توليد دانه گونه Granule production

2- توليد پروفيل Profile production

3- توليد ورقه هاي بسيار نازک به طريقه دمشي Film blowing

4- قالبگيري دمشي Blow Molding.

اکسترودر يعني مجموعه محفظه و ماردون که مي توان به عنوان بدنه و واحد اصلي توليد قطعاتي با اشکال مختلف به کاربرد.

اکسترودرها به دودسته تقسيم بندي مي شوند :

1-  اکسترودر تک ماردونه

2- اکسترودر دو ماردونه.

اکسترودر سه قسمت مجزا دارد :

1- ناحيه تغذيه Feed Zone

2-  ناحيه تراکم و فشردگي    Compression Zone

3- ناحيه اندازه گيري و سنجش.

يکي از مهمترين ويژگي پليمرها و به ويژه پلاستيک ها سهولت شکل پذيري آنهاست . در بعضي حالات، قطعات نيمه کاملي نظير ورقه ها يا ميله هاي توليد شده، متعاقباً با استفاده از روشهاي متداول ساخت، مانند جوشکاري يا ماشين کاري به قطعه نهايي تبديل مي شود. اما در بسياري مواقع، قطعه نهايي، عليرغم برخورداري از شکلي کاملاً پيچيده، طي يک مرحله توليد مي شود. عمليات حرارت دادن، شکل دادن و خنک کردن ممکن است( مانند توليد لوله به روش اکستروژن) به دنبال يکديگر و بدون وقفه (Continuous) انجام شود و يا ممکن است طي مراحلي ناپيوسته، زمانگير و تکرار شونده( مثل عمليات توليد تلفن خانگي به روش قالبگيري تزريقي) صورت پذيرد که در اکثر موارد، فرايند به طور خودکار انجام شده براي توليد انبوه بسيار مناسب است . طيف وسيعي از روشهاي شکل دهي براي پلاستيک ها و پليمرهاي شکل پذير کاربرد دارد. در بسياري از حالات انتخاب روش به چگونگي شکل نهايي قطعه و گرما نرم يا گرما سخت بودن ماردون بستگي دارد . بنابراين در عمليات طراحي، آگاهي طراح از روش هاي متنوع شکل دهي، حائز اهميت است زيرا اشکال ناجور و نامناسب قطعه و يا مسائل جزئي کار طراحي، ممکن است محدوديت هايي در انتخاب روش قالبگيري براي طراح ايجاد کند. دسته بندي اکسترودر هاي متداول اين دسته بندي شامل گونه هاي زير مي شود.

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کنيد.

آشنايي با ماشين اکسترودر Extruder Machine

يکي ديگر از متداول ترين و مقرون به صرفه ترين روش هاي شکل دهي به پليمرها (بسپارها) استفاده از اکسترودر مي باشد. اين ماشين داراي مارپيچي است که حرکت خود را از يک موتور و يک گيربکس مي گيرد و در سيلندري که به وسيله گرمکن ها (المنت هاي حرارتي) گرم مي شود حرکت مي کند و مواد اوليه پليمري از قيف به داخل دستگاه ريخته مي شود، بعد از ذوب شدن مواد با فشار از درون فرم قالب (داي) عبور کرده و به مرور که سرد شد شکل فرم قالب (داي) را به خود مي گيرد.

  اکسترودر نيز مانند ماشين تزريق از دو قسمت تشکيل شده است:

1)    قسمت حرارت دهي و ذوب

2)    قسمت شکل دهي

واحد حرارت دهي و ذوب :

اين واحد مانند واحد تزريق در ماشين تزريق کار مي کند با اين تفاوت که در دستگاه اکسترودر فرآيند ذوب و شکل دهي به صورت بدون توقف يا پيوسته (Continuous) انجام مي شود.

واحد شکل دهي :

در اين واحد مراحل شکل دهي به مذاب به کمک وسيله اي قالب مانند به نام داي (حديده) (Die) انجام مي شود. داي کمک مي کند تا مذاب پليمري به شکلي که مد نظر است تبديل شده و در طول مسير توليد، مذاب سرد شده و شکل جديد خود را حفظ مي کند. در شکل زير عمل کرد داي در قالب تصويري ساده بيان شده است.

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کنيد.

اکسترودر

اکسترودر ماشيني است که به آميزه لاستيکي و پلاستيکي نيرو واردساخته تا با فشار در انتهاي دستگاه از ميان يک قالب عبور نموده و محصولي نواري شکل با سطح مقطع خاص توليد نمايد. ماشينهاي اکسترودر با کاربردهاي متنوع بطور گسترده در صنعت لاستيک و پلاستيکمورد استفاده قرار ميگيرند.

در خط توليد،  ماشينهاي اکسترودر ر براي شکل دهي اوليه  لاستيک و پلاستيک جهت عمليات بعدي و نيز براي شکل دادن به محصولات نهائي مورد استفاده قرار ميگيرند. کليه اين کاربردها باعث مي شوند که نيازهاي عملي هر کاربرد خاص در ماشين طراحي شود و طيف گسترده طرحهاي موجود ماشينهاي اکسترودر نيز منعکس کننده همين مطلب است

محصولات اکسترودري:

1- انواع شلنگها

2- ترد تاير(آج تاير)

3- سايدوال تاير( قسمت کناري رويه ي تاير)

4- درزگيرها

5- پروفيلها و نوارها

6- سيمها و کابلها

7- و کلا" تمام محصولاتي که به صورت پيوسته مي باشند.

تقسيم بندي اکسترودر ها از نظر تغذيه:

اکسترودر  هايي که از روي دماي مواد مورد تغذيه آنها که براي انجام عمليات ضروري ميباشد تفکيک مي شوند دو دسته اند:

--- اکسترودر  تغذيه گرم

---اکسترودر  تغذيه سرد

معمولا" تغذيه مورد نياز براي اکسترودر هاي گرم که در  صنعت لاستيکبه کار گرفته شده اند قبلا" طي عملياتي جداگانه پيش گرم مي شوند. در روشهاي معمول اکستروژن گرم معمولا از يک ميل براي اين کار استفاده ميشود.اکسترودر هاي سرد که با استفاده ازيک نوار لاستيکي يا لاستيکهاي دانه اي در دماي محيط کار ميکند.ثانيا" اکسترودرها را ميتوان با توجه به کاربردشان طبقه بندي و تفکيک کرد.

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کنيد.

برچسب ها : اکسترودر،Extruder،سامانه‌هاي اکستروژني ،فرآيند يک پلاستيک،اکستروژن

اکسترود تک مارپيچ | extruder single screw| اکسترودر | extrusion

فرآيند‌هاي اكستروژن - خط توليد اکستروژن - اکسترودر

مقدمه    

پوشش دهي بروش اکستروژن فرآيندي است که در آن يک لايه ترموپلاستيک مذاب بر روي سطح يک فيلم، فويل، کاغذ و يا پارچه اعمال ميگردد. عملکرد و مقاومت ورق حاصله بستگي به ميزان چسبندگي فيلم مذاب و لايه زيرين دارد و عدم حصول پيوند مناسب باعث ايجاد مشکلات متعددي در فرآيند توليد و عملکرد نهايي ورق مذکور خواهد گشت. در پوشش دهي بروش اکستروژن از موادي استفاده ميشود که در محدوده دمايي 220-80 درجه سانتيگراد به مايع روان تبديل شده وبعد از خنک شدن دوباره جامد ميشوند. اين مواد %100 جامد بوده و در ساختمان آنها از حلالها و آب استفاده نميشود. با توجه به شرايط فرآيند، عمل پوشش دهي با اين روش سريع بوده و هيچگونه عوارض مخرب زيست محيطي ندارد.

مزايا و معايب :

- سازگار با محيط زيست بعلت عدم وجود حلالهاي آلي در فرآيند پوشش دهي

- قابليت ايجاد پوشش هاي نازک        

- عدم نياز به انرژي اضافي براي ايجاد واکنش هاي تکميلي يا پرش حلال يا آب

- سرعت بالاي توليد         

- تنوع مواد اوليه ترموپلاستيک       

- کوچک بودن فضاي کارگاهي موردنياز - محدوديتهاي حرارتي براي اعمال روکش در بعضي از ورقها

- احتمال تغيير خواص پوشش در اثر فرآيند اکسيداسيون   

- پايين بودن مقاومت حرارتي و شيميايي پوششها بجز در مواردي با اتصالات عرضي

- نياز به تميز نمودن ماشين آلات براي هر ورق و جنس پوشش جديد

اصول اکستروژن  پوشش دهي اکستروژنعبارت است از اعمال فيلمي از يک ماده پليمري بوسيله تزريق تخت روي ماده اي که با سرعت قابل تنظيم درحال حرکت است. فيلم پليمري حاصله يا بااستفاده از يک غلطک سرد و يا بوسيله جريان هوا خنک ميشود که دراينصورت به آن لميناسيون اکستروژني اطلاق ميگردد.

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کنيد.

تفاوت فرآيند اکستروژن و قالبگيري تزريقي

ملزومات براي فرآيند يک پلاستيک در قالب‌گيري تزريقي مشابه اکستروژني است، اما بسياري از عبارات متفاوتند. براي مثال سرعت توليد در اکستروژن در مدل آمريكائي به صورت pph/rpm و در تزريق به صورت oz/sec تعريف مي شود. البته تفاوت اوليه اين دو فرآيند اين است که فرايند اکستروژن پيوسته و فرايند تزريق به صورت آغاز-ايست است. از آنجائي‌که  فرايند اکستروژن پيوسته است، بررسي کيفيت ماده‌ي فرآيند شده راحت‌تر از تزريق است. سامانه‌هاي اکستروژني به طور طبيعي و با دقت، فشار مذاب، دماي مذاب و آمپراژ را نشان مي‌دهند. اندازه محصول پاياني به صورت پيوسته تا هزارم يک اينچ و يا حتي بهتر اندازه‌گيري مي‌شود. با چنين مشاهده‌ي پيوسته‌اي، مشکلات کيفي به سرعت مشخص مي‌شوند. کيفيت ماده‌ي خروجي از سيلندر در قالب گيري تزريقي معمولا هنگامي مورد توجه قرار مي‌گيرد که بين قطعات تفاوت‌هاي فاحشي مشاهده شود مثل پديداري رگه‌هاي رنگ يا عدم اختلاط مشهود، زمان‌هاي بازگشت که باعث افزايش زمان چرخه توليد مي‌شوند، دماهاي مذاب که يا كم هستند که در اين حالت با همراه شدن با فشارهاي تزريق ناکافي به قالب اجازه پر شدن نمي‌دهد (Short shot)، و يا اين دماها بسيار بالا هستند که باعث چکه کردن از افشانك تزريق و يا پليسه دادن مي‌شوند. دلايل اين فقدان مشاهده‌ي کيفيت مناسب ماده فرآيند شده دو علت است:

اول: بيشتر قطعاتي که قالب‌گيري مي‌شوند در ابتدا براي استفاده از يک بسپار مشخص با خواص فيزيکي کافي طراحي مي‌شوند. قطعات آزمايش مي‌شوند و در نهايت تحت توليد قرار مي‌گيرند. قالب‌گيري واقعي ممکن است در ماشيني انجام شود که فشار تزريق کافي نداشته باشد. در اين حالت براي غلبه بر کمبود فشار تزريق، اپراتور فشار و دماي سيلندر را افزايش مي‌دهد تا ماده بتواند قالب را پر کند. به ندرت رخ مي‌دهد اپراتور بررسي کند که آيا دما بسيار بالا است يا نه، چرا که وظيفه او پر کردن قالب و توليد قطعه است و احتمالا نمي‌داند که به دليل افزايش دما يا برش امکان تخريب وجود دارد. بعد از اينکه قطعه در توليد قرار گرفته است، آزمايش فيزيکي معمولا زماني انجام مي‌گيرد که نقصي رخ دهد.

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کنيد.

انواع اکسترودر

اکسترودر (Extruder) به مجموعه مارپيچ حلزوني و قالب پرس، گفته مي‌شود که توسط آن محصول تحت فشار و عبور از مارپيچ حلزوني و قالب پرس با اشکال مورد نظر و اندازه‌هاي معين فراوري مي‌شود.

اکسترودرهاي  داغ:

ماده غذايي در يک ديگ اکستروسيون که بدنه آن دوجداره بوده و در آن بخار جريان دارد و يا در يک مارپيچ گرم داراي بدنه دوجداره، حرارت داده مي‌شود. (در برخي از طرح‌ها، از عناصر گرمادهنده القايي الکتريکي براي گرم کردن مخزناکسترودر استفاده مي‌شود.)

در اثر اصطکاک ميان محصول و مارپيچ و دنده‌هاي داخلي مخزن گرما توليد مي‌شود. تراکم نيز به وسيله افزايش قطر مارپيچ و کاهش خانه‌هاي مارپيچ و استفاده از يک مخزن که در انتها قطرش کاهش يافته و داخل آن مارپيچ‌هايي با قطر کاهش‌يابنده نصب شده و قرار دادن محدوديت در پله‌هاي مارپيچ، با استفاده از يک قالب (منفذ) فشار ايجاد مي‌شود.

براي توليد محصول پف کرده، از فشار زياد و يک منفذ کوچک استفاده مي‌شود. فرآيند توليد محصولاتي مانند پفک بدين صورت است که در هنگام خروج محصول از داخل منفذ ناگهان از فشار کاسته مي‌شود، در اثر اين افت فشار رطوبت به شکل بخار و گاز از محصول خارج شده و فراورده حاصل سبک ولي حجيم مي‌شود. ميزان تصعيد به وسيله فشار و دماي توليد شده در اکسترودر و خواص رئولوژيکي ماده غذايي کنترل مي‌شود.فشار پايين و يا منفذ بزرگ براي توليد فراورده‌هايي با چگالي زياد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.هر دو نوع اکستروسيون‌هاي داغ از نوع فرآيند *HTST هستند و تلفات مواد مغذي و آلودگي‌هاي ميکروبي به حداقل ممکن تقليل مي‌يابند.

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کن

چگونگي جريان (Mechanism of flow) پلاستيکها در اکسترودر

پلاستيک با حركت در طول ماردون به صورت زير ذوب مي شود. نخست لايه نازكي (Thin Film) از ماده مذاب در جداره محفظه تشكيل مي شود. با چرخش ماردون اين لايه از جداره محفظه كنده شده به قسمت جلوي پيكان ماردون انتقال مي يابد و وقتي كه به سطح خود ماردون (Core of screw) مي رسد، دوباره به طرف بالا جاروب مي شود. بدين ترتيب حركت چرخشي در جلوي پيكان ماردون(پيشاني ماردون) به وجود مي آيد .

در آغاز، پلكان ماردون حاوي دانه هاي جامد است كه در اثر حركت چرخشي به داخل حوضچه مذاب جاروب مي شود. با استمرار چرخش ماردون، مواد بيشتري به داخل حوضچه مذاب ريخته مي شود. تا اينكه در نهايت فقط مواد مذاب است كه پلكانهاي ماردون اكسترودر وجود دارد. در اثناي گردش ماردون در داخل محفظه، حركت مواد در راستاي طول ماردون بستگي به چسبندگي مواد به ماردون يا محفظه دارد.

به طور نظري در مرز افراط و تفريط (Extremes) وجود دارد. در يكي فقط مواد به درون ماردون چسبيده است، در نتيجه ماردون و مواد مانند استوانه توپر و جامدي در داخل محفظه مي چرخد. در اين حالت نامناسب هيچ خروجي وجود ندارد . در حالت دوم، مدار روي ماردون مي لغزد و مقاومت زيادي در برابر گردش ماردون در داخل محفظه به وجود مي آورد. در اين حالت حركتي در جهت محور دستگاه براي مذاب فراهم مي شود كه بهترين حالت ممكن است. در عمل، رفتار واقعي، حالتي بين دو واحد است زيرا مواد هم به ماردون و هم به بدنه اكسترودر مي چسبد.

خروجي مناسب ناشي از به وجود آمدن جريان كشنده و جلو برنده اي (Drag flow) در اثر چرخش ماردون و سكون محفظه است كه به حركت سيال گرانروان بين دو صفحه موازي شباهت دارد كه در آن صفحه اي ثابت و صفحه ديگر داراي حركت است.

علاوه بر اين، جريان ديگري هم ناشي از اختلاف فشار بين دو انتهاي ماردون است وجود دارد وبه اين دليل كه حداكثر فشار در انتهاي اكسترودر به وجود مي آيد، جريان فشاري (Pressure flow) خروجي را كاهش مي دهد. همچنين به دليل فاصله (Clearance) كه بين پلكانهاي ماردون و بدنه اكسترودر وجود دارد اجازه نشتي به مواد در جهت عكس امتداد ماردون داده، به طور موثري خروجي گاز را كاهش مي دهد . فرار و گريز مواد به سمت عقب ماردون در حالتي كه ماردون فرسوده (Worn) باشد بيشتر است.

گرما يا سرماي خارج اكسترودر نيز نقش مهمي در نحوه ذوب شدن مواد ايفا مي كند. در اكسترودرهايي كه داراي خروجي زيادي هستند، مواد، طول محفظه اكسترودر را سريع مي كند. در نتيجه گرماي ذوب شدن كامل در اثر عمل برش توليد مي شود و به استفاده از حرارت دهنده هاي خارجي محفظه اكسترودر نيازي نيست. بنابراين در اين حالت اگر گرماي زيادي در مذاب به وجود آمده باشد سرد نگه داشتن محفظه حائز اهميت است .

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کنيد.

انواع فرآيندهاي اكستروژن (اکسترودر) روي پلاستيکهاي مختلف

اكستروژن فرايند مداومي است كه مواد گرم و نرم را به سه فراورده اصلي تبديل مي كند :

1.   پروفيل ( ميله ها ، الياف ، لوله ها و غيره )

2.   فيلمها و ورقها

3.   پوشش روي سيم و كابل

 دستگاه اكسترودر :  مخلوط كردن مواد در فرايند هاي قالب گيري تزريقي ، انتقالي و فشاري و قالب گيري بادي و كلندرينگ را نيز شامل مي شود .

اكستروژن در قالب گيري تزريقي بيشترين كاربرد را دارد . از انجا كه قالب هاي اكستروژن نسبتا ساده و ارزان هستند اين فرايند بسيار متداول مي باشد ولي قالب هاي اكستروژنتوام (co – extrusion ) گران مي باشند  . مقادير زيادي از مواد به كمك اين قالب ها پيوسته اكسترودر مي شوند . اكسترودرهاي  مارپيچي در شكل هاي زير نشان داده شده اند . سرعت و شكل مارپيچ تنظيم شده ، تعين كننده خروجي ، سرعت مخلوط كردن  و فشار قالب اكسترودر مي باشد . به وسيله مارپيچ ، پليمر متراكم ، گاز زدايي ، فشرده ، پلاستيكيت و تزريق  مي شود . خصوصيات مارپيچ با نسبت   L/D  مشخص مي شود مانند مارپيچ 20:1 داراي قطر 1.96  اينچ و طول  39.37   اينچ مي با شد برخي طرحهاي مارپيچ در شكل زير نشان داده شده است .

 از ابتداي ناحيه انتقال عمق كانال مارپيچ به تدريج كاهش پيدا مي كند اين كاهش يك نواخت هوارا به بيرون رانده و موتد را متراكم مي كند .  صفحه مشبك ( Breaker plate) كه بين انتهاي مارپيچ  و دم قالب قرار گرفته به عنوان يك اب بندي كننده مكانيكي عمل مي كند . و نيز(Screen pack) را در محل خود نگهداري مي كند .  صافي براي گرفتن مواد خارجي و ايجاد فشار منفي در پلاستيك مذاب به كار مي رود . با مسدود شدن صافي فشار منفي افزايش پيدا مي كند گاهي صافي خارجي بين گيره و قالب قرار مي گيرد . اين گونه صافي ها اسانتر تعويض مي شوند در بعضي از ماشينها شيرهايي براي  كنترل  فشارمنفي  و جايگزين  صافي  بكار   مي روند . غالب ماشينها به تعويض كننده خودكار صافي مجهز مي باشند . صافي نواري ( دوار) مي تواند به طور خودكار كنترل شود تا فشار را عتي رغم وجود تغيرات در نا خالصي هاي پليمر يا ساير عوامل موثر در سرعت سيال ، ثابت نگاه دارد .

  در مواد گرما سخت لازم است دم قالب به اساني جدا شود تا مواد ناخواسته يا نيمه تثبيت شده كاملا خارج شوند . مخزن مارپيچ از فولاد سخت كه جداره داخلي ان ابكاري شده ، ساخته شده است . وقتي از تقويت كننده استفده مي شود به دليل افزا يش مقاومت سايشي ، مارپيچ و مخزن بايد پوشش ويژه داشته و يا سخت شده باشند . غابا سايش در بخش (metering section) و سر (tip) صورت مي گيرد . با تعويض قطعات تشكيل دهنده جدار داخلي مخزن مارپيچ ، ان را تعمير مي كنيم .

 مخزن مارپيچ داراي منافذي جهت تهويه است تا بخارات مزاحم از پليمر مذاب خارج شود.

گرمكنهاي الكتريكي در گردا گرد مخزن مارپيچ بكار مي روند تا در ذوب پلاستيك كمك نمايند . با يكبار مخلوط شدن ، اميختن و فشرده شدن مواد به داخل قالب ، حرارت اصطكاكي ناشي از گردش و درگيري مارپيچ و مواد براي پلاستيكيت نمودن نسبي مواد كافي است . حرارت خارحي براي تثبيت دما در اغاز عمليات لازم است . برخي از مواد براي فرايند ذوب مارپيچهايي با طراحي ويژه نياز دارند . تعدادي از ماشينها داراي دو مارپيچ موازي مي باشند تا ظرفيت افزايش يافته و مواد بهتر مخلوت شوند .

 اكسترودرها با قطر داخلي مخزن و مقدار ماده اي كه در ساعت مي تواند پلاستيكيت كنند مشخص و فروخته مي شوند . ظرفيت اكسترودر براي پلي اتيلن با دانسيته كم ممكن است كمتر از 2 كيلو گرم تا  5000 كيلو گرم در ساعت متغير باشد و قطر مارپيچ از25mm تا800mm  متغير مي باشد .

لطفا جهت مطالعه ادامه مطلب اينجا کليک کنيد.

برچسب ها : اکسترودر،Extruder،سامانه‌هاي اکستروژني ،فرآيند يک پلاستيک،اکستروژن  ،

اطلاعاتی یافت نشد .