دوقلو - اکسترودرهای پیچ در اکستروژن ترموپلاستیک
میدان اکستروژن ترموپلاستیک طی دهه های گذشته به طور قابل توجهی تکامل یافته است ، با اکسترودرهای پیچ Twin-} تبدیل به تجهیزات ترجیحی برای پردازش پلیمر ، ترکیب و اصلاح می شود. تطبیق پذیری و کارآیی فناوری پیچ Twin- آن را در صنایع مدرن پردازش پلیمر ضروری کرده است.
درک پارامترهای فنی و ویژگی های عملکرد اکسترودرهای پیچ Twin- برای بهینه سازی فرآیندهای اکستروژن ترموپلاستیک و دستیابی به خصوصیات محصول مورد نظر بسیار مهم است.
پارامترهای فنی و شاخص های عملکرد
قطر پیچ و طول - به - نسبت قطر
انتخاب قطر پیچ در تجهیزات اکستروژن ترموپلاستیک توسط عوامل مختلفی از جمله ظرفیت تولید ، انواع مواد ، مشخصات محصول و برنامه های مورد نظر تعیین می شود. قابلیت های تولید مدرن تولید اکسترودرهای پیچ Twin- را از قطر 20 میلی متر تا 500 میلی متر به لطف پیشرفت در روش طراحی ، دقت ساخت و به ویژه عملکرد مونتاژ تحمل فعال کرده است.
استاندارد سازی قطر پیچ ، اتخاذ گسترده فناوری اکستروژن ترموپلاستیک را در مقیاس های مختلف عملکرد تسهیل کرده است. مطابق با استانداردهای صنعت تعیین شده ، CO - دوقلو دوقلو - اکسترودرهای پیچ از سری قطر خاص پیروی می کنند.
شرکت سازنده آلمانی WP قطرهای 25 ، 30 ، 40 ، 53 ، 57 ، 58 ، 70 ، 83 ، 90 ، 92 ، 120 ، 130 ، 133 ، 160 ، 170 ، 177 ، 220 ، 240 ، 240 ، 280 ، 300 و 380mm ، در حالی که تولید کنندگان چینی به طور معمول 30 ، 34 ، 53 ، 53 ، 57 ، 68 ، 68 و 68 و 83 و 83 و 83
دستورالعمل های انتخاب قطر
اکسترودر با قطر زیر 40 میلی متر در درجه اول در تنظیمات آزمایشگاهی برای تحقیقات اصلاح پلیمر و مطالعات اکستروژن ترموپلاستیک تجربی استفاده می شود
قطر بالاتر از 150 میلی متر معمولاً در گیاهان پتروشیمی برای گلوله های بزرگ - scale استفاده می شود
محدوده 40-} 150 میلی متر نشان دهنده دسته بندی گسترده ترین دسته است که خطوط تولید ترکیبی متوسط تا کوچک را ارائه می دهد
طول - به - قطر (L/D) نسبت
پیشخوان - دوقلو موازی چرخشی - پیچ
به طور معمول قطر پیچ بین 45-160 میلی متر را نشان می دهد. برنامه های اکستروژن پروفایل عمدتاً از دستگاه های قطر 45-90 میلی متر استفاده می کنند ، در حالی که اکستروژن لوله و ورق به قطر بزرگتر ، معمولاً 65-160 میلی متر نیاز دارند. سری استاندارد چینی شامل مدل های 65 ، 80 ، 85 ، 110 و 140 میلی متر است.
پیشخوان مخروطی - دوقلو دوار - پیچ
مشخص شده توسط دو قطر: انتهای بزرگ و انتهای کوچک. قطر اسمی به طور معمول با استفاده از قطر انتهای کوچک بیان می شود. سری آنها شامل تنظیمات 45/90 ، 55/110 ، 65/120 ، 80/143 و 90/178 است که در درجه اول برای تولید پروفایل طراحی شده است.
ملاحظات نسبت L/D
برای شرکت - دوقلو دوقلو - اکسترودرهای پیچ ، برنامه های ترکیبی معمولاً نسبت های L/D- 33 را توصیه می کنند ، در حالی که ممکن است به نسبت های بیش از 48 نیاز به نسبت بیش از 48 داشته باشد.
فاصله مرکز و تکامل طراحی
فاصله مرکزی بین پیچ های دوقلوی یک پارامتر مهم در طراحی تجهیزات اکستروژن ترموپلاستیک را نشان می دهد ، که اساساً پیکربندی کلی و عناصر ساختاری خاص اکسترودر را تعیین می کند. برای اتمام اکسترودرهای پیچ Twin- ، رابطه بین فاصله مرکز A ، پیچ بیرونی پیچ D و عمق کانال H از معادله پیروی می کند:
A=D- H (معادله 1-32)
در CO - دوقلو دوقلو- اکسترودرهای پیچ استفاده شده برای اکستروژن ترموپلاستیک ، فاصله مرکزی ، قطر پیچ و بیرونی پیچ و ریشه ، عمق کانال ، ظرفیت انتقال نظری و گشتاور پیچ پارامترهای وابسته به هم هستند که به طور جمعی قابلیت های دستگاه و پتانسیل توسعه آینده را تعریف می کنند.
تکامل سری ZSK
| تولید | Z | D/D₀ | M/A³ |
|---|---|---|---|
| استاندارد ZSK نسل اول | 3 | 1.22 | 3.7-3.9 |
| متغیر ZSK نسل دوم | 3 | 1.22 | 4.7-5.5 |
| نسل چهارم ZSK جمع و جور | 2 یا 3 | 1.22 یا 1.44 | 7.2-8.0 |
| MEGA MEGA نسل ششم | 2 | 1.55 | 11.3 |
دامنه سرعت چرخش در اکستروژن ترموپلاستیک
سرعت چرخش پیچ های دوقلوی به طور مستقیم با قابلیت اکستروژن و اختلاط در فرآیندهای اکستروژن ترموپلاستیک ارتباط دارد. پیکربندی های پیچ Twin-}} محدوده سرعت عملیاتی متمایز را بر اساس اصول طراحی خود و برنامه های مورد نظر نشان می دهد.
شمارنده - دوقلو دوار - پیچ
پردازش گرما - مواد PVC حساس با محدودیت های خاص روبرو هستند. برای جلوگیری از تخریب مواد ، استرس برشی باید زیر 6-8 PA باقی بماند. در نتیجه ، این اکسترودرها در فاصله 2-60 دور در دقیقه کار می کنند ، با قطر بزرگتر که به سرعت کمتری نیاز دارند.
CO - دوقلو دوار - پیچ
عاری از جلوه های تقویم ، در برنامه های سرعت بالا- عالی. سرعت عملیاتی استاندارد به 600 دور در دقیقه می رسد ، با مدل های پیشرفته بین المللی تا 1500 دور در دقیقه. سرعت پیچ بالاتر پنجره پردازش را باریک می کند و زمان اقامت مواد را کاهش می دهد.
"توسعه بالا- سرعت دوقلو - اکسترودرهای پیچ در صنعت اکستروژن ترموپلاستیک متحول شده اند و نرخ پردازش را که قبلاً تصور می شد غیرممکن است ضمن حفظ کیفیت محصول از طریق کنترل دقیق توزیع زمان اقامت و ورودی انرژی خاص ، امکان پذیر است."
- Kohlgrüber ، 2020
مصرف برق و ظرفیت تولید
تعیین نیازهای درایو برای اکسترودرهای پیچ Twin - در اکستروژن ترموپلاستیک یک چالش پیچیده است ، که به طور معمول از طریق روش های طراحی آنالوگ مورد بررسی قرار می گیرد. مهندسان نیازهای برق دستگاههای موجود را با مشخصات و برنامه های مشابه مقایسه می کنند ، که توسط آزمایشات آزمایشی با استفاده از مواد مختلف روی تجهیزات قابل مقایسه تکمیل می شوند.
عوامل ظرفیت تولید
تغذیه اندازه گیری شده
نرخ تولید برابر است با نرخ خوراک
تغذیه سیل
ظرفیت محدود با درجه پر کردن پیچ
تغذیه اجباری
ظرفیت افزایش یافته از طریق جابجایی مثبت
در شرایط یکسان و شرایط عملیاتی ، عملیات گلوله سازی در اکستروژن ترموپلاستیک به طور معمول به دلیل تفاوت در نیازهای فشار قالب و ویژگی های جریان مواد ، به توان بیشتری نسبت به اکستروژن پروفایل می رسد.
نیروهای محوری محوری در سیستم های پیچ -
طراحی مجامع بلبرینگ رانش یکی از مهمترین و چالش برانگیزترین جنبه های دوقلو- مهندسی اکسترودر پیچ برای برنامه های اکستروژن ترموپلاستیک است. محدودیت های فاصله مرکز استفاده از یاتاقان های شعاعی بزرگ را محدود می کند ، و مستلزم پذیرش گسترده ترکیبات بلبرینگ برای تعادل نیروهای محوری است.
محور محوری شامل مجموع فشار استاتیک در نوک پیچ و فشار پویا اضافی بر روی زمین های پرواز است. ویسکوزیته مادی به طور مستقیم تحت تأثیر فشار مرگ تحت فشار ثابت و شرایط هندسه مرگ تأثیر می گذارد.
استانداردهای بین المللی برای فشارهای سر مجاز در تجهیزات اکستروژن ترموپلاستیک ، همانطور که توسط مشخصات شرکت Bandera مثال زدند ، پیشخوان- چرخش دوقلو {{1} {3- 40 MPa بسته به قطر بسته به قطر ، در حالی که CO-} دستگیره دوقلو دوقلوی دوقلوی دوقلوهای دوقلو. تولید کنندگان داخلی اغلب به فشار سر پایین می رسند ، برخی محدود به 18 مگاپاسکال.
نمونه های فشار توسط برنامه
- پلی الیفین گلوله سازی: زیر 1 مگاپیکال
- ترکیبات پاکسازی پی وی سی: حداکثر 16 مگاپاسکال
- پیشخوان - تولید پروفایل چرخشی: حداکثر 25 مگاپاسکال
برنامه - ملاحظات خاص
برنامه های آزمایشگاهی و تحقیقاتی
دوقلوهای کوچک - - اکسترودرهای پیچ (زیر 40 میلی متر) نقش مهمی در تحقیق و توسعه اکستروژن ترموپلاستیک دارند. این دستگاه ها مطالعات اصلاح پلیمر را با حداقل مصرف مواد ، توسعه فرمولاسیون و بهینه سازی ، بررسی پارامتر فرآیند و مقیاس- مطالعات امکان سنجی فعال می کنند.
محیط کنترل شده و قابلیت تنظیم دقیق پارامتر این سیستم ها را برای درک جنبه های اساسی رفتار اکستروژن ترموپلاستیک در شرایط مختلف پردازش ایده آل می کند.
کانتینر خانه خلاق
Extruders Medium -} (40-150 میلی متر) بر عملیات اکستروژن ترموپلاستیک تجاری حاکم است و تعادل بهینه بین ظرفیت تولید و انعطاف پذیری عملیاتی را ارائه می دهد. این سیستم ها فرمولاسیون مواد متنوع ، نمرات متعدد محصول ، تغییر مکرر و استراتژی های مختلف ترکیب افزودنی را در خود جای می دهند.
سیستم های مقیاس بزرگ {{0} (بالاتر از 150 میلی متر) در درجه اول تولید مداوم در تأسیسات پتروشیمی ، که در آن فرآیندهای اکستروژن ترموپلاستیک باید در حالی که حداکثر بهره وری از توان را دارند ، باید کیفیت مداوم را نسبت به کمپین های گسترده حفظ کنند.
پروفایل و اکستروژن شکل
تولید پروفایل از طریق اکستروژن ترموپلاستیک نیاز به بررسی دقیق تورم قالب ، میزان خنک کننده و پایداری بعدی دارد. Counter -} سیستم های چرخشی اغلب بازده پمپاژ برتر و قابلیت تولید فشار را برای هندسه های مشخصات پیچیده ضروری می کنند. رابطه بین سرعت پیچ ، مشخصات دما و زمان اقامت مواد به طور انتقادی بر ابعاد محصول نهایی و کیفیت سطح تأثیر می گذارد.
تولید لوله و ورق
قطر بزرگتر دوقلو {{0} systems پیچ های پیچ در لوله و ورق برنامه های اکستروژن ترموپلاستیک که در آن توان بالا و کیفیت ذوب یکنواخت بسیار مهم است. قابلیت اختلاط پیشرفته از طرح های پیچ Twin- ، توزیع دمای همگن و خصوصیات مواد سازگار را در بخش صلیب محصول- تضمین می کند ، برای حفظ یکنواختی ضخامت دیواره و جلوگیری از ضخامت.
ملاحظات طراحی پیشرفته
بهینه سازی عنصر پیچ
فناوری مدرن اکستروژن ترموپلاستیک بر طرح های پیچ مدولار تأکید می کند که امکان تنظیمات سفارشی را برای نیازهای پردازش خاص فراهم می کند.
انتقال بازده عناصر برای حداکثر رساندن توان
طراحی بلوک خمیر برای اختلاط توزیع و پراکندگی
عناصر معکوس برای تولید فشار و افزایش زمان اقامت
عناصر اختلاط ویژه برای افزایش همگن
استراتژی های کنترل دما
مدیریت دقیق دما در طول فرآیند اکستروژن ترموپلاستیک در حالی که از تخریب جلوگیری می کند ، پردازش بهینه مواد را تضمین می کند.
Multi-} گرمایش بشکه منطقه با کنترل مستقل
خنک کننده پیچ داخلی برای گرما - مواد حساس
سطوح انتقال حرارت بهینه شده
الگوریتم های پروفایل دمای هوشمند
نظارت و کنترل فرآیند
سیستم های اکستروژن ترموپلاستیک معاصر قابلیت های نظارت پیشرفته را برای کنترل فرایند پیشرفته و تضمین کیفیت ادغام می کنند.
اندازه گیری فشار زمان واقعی - در چندین مکان
گشتاور و ردیابی مصرف انرژی خاص
نظارت بر دمای ذوب
تجزیه و تحلیل توزیع زمان اقامت
تحولات آینده در فناوری اکستروژن ترموپلاستیک
مواد - نوآوری های خاص
مواد و برنامه های نوظهور پیشرفت مداوم در طراحی تجهیزات اکستروژن ترموپلاستیک را هدایت می کنند. پلیمرهای مبتنی بر Bio- ، مواد بازیافت شده و نانوکامپوزیت ها چالش های پردازش منحصر به فرد را ارائه می دهند.
قابلیت های اختلاط پیشرفته برای دستیابی به پراکندگی نانو
شرایط پردازش ملایم برای حفظ یکپارچگی پلیمری-
تحمل آلودگی برای جریان مواد بازیافت شده
صنعت 4.0 ادغام
تحول دیجیتالی عملیات اکستروژن ترموپلاستیک را از طریق سیستم های هوشمند و داده ها- بهینه سازی محرک تحول می بخشد.
الگوریتم های تعمیر و نگهداری پیش بینی کاهش خرابی بدون برنامه ریزی
بهینه سازی یادگیری ماشین پارامترهای فرآیند
شبیه سازی های دوقلوی دیجیتال برای توسعه فرآیند مجازی
Cloud-} تجزیه و تحلیل داده های مبتنی بر عملیات سایت چند {1}
ملاحظات پایداری
آگاهی محیطی باعث توسعه راه حل های پایدار اکستروژن ترموپلاستیک می شود که مصرف منابع و تأثیرات زیست محیطی را به حداقل می رساند.
انرژی - سیستم های درایو کارآمد کاهش مصرف برق
طرح های پیچ بهینه شده به حداقل رساندن نیازهای انرژی خاص
بسته - سیستم های خنک کننده حلقه حفاظت از منابع آب
طراحی برای بازیافت و اصول اقتصاد دایره ای
Twin - فن آوری اکسترودر پیچ در حال تحول برای برآورده کردن نیازهای خواستار برنامه های اکستروژن ترموپلاستیک مدرن است. درک روابط پیچیده بین پارامترهای طراحی ، متغیرهای عملیاتی و الزامات محصول ، انتخاب تجهیزات بهینه و توسعه فرآیند را امکان پذیر می کند. با افزایش پیشرفت علوم مواد و ضرورت های پایداری ، فناوری اکستروژن ترموپلاستیک باید از طریق راه حل های طراحی نوآورانه ، کنترل فرایند پیشرفته و ادغام فن آوری های دیجیتال سازگار شود.