Els principis clau de l'extrusió Part 3

Els següents són principis importants a tenir en compte pel que fa a l'extrusió.Haurien d'ajudar a estalviar diners, produir productes de major qualitat i utilitzar els equips de manera més eficient.

7. Els costos d'energia són relativament poc importants.

Malgrat la fascinació popular i els problemes reals a nivell de planta amb l'augment dels costos d'energia, la potència necessària per fer funcionar una extrusora encara és una proporció molt petita del cost total de fabricació.Això sempre serà així perquè el cost del material és molt més elevat, una extrusora és un sistema eficient i, si s'introdueix un excés d'energia, el plàstic aviat s'escalfarà massa per processar-lo correctament.

8. La pressió a la punta del cargol és important.

Aquesta pressió reflecteix la resistència de tot el que està aigües avall del cargol: pantalles i contaminació, placa trencadora, adaptador, tubs de transferència, mescladors estàtics (si s'utilitzen) i la matriu mateixa.Depèn no només de la geometria d'aquests components, sinó també de les temperatures del sistema, que al seu torn afecten la viscositat de la resina i la velocitat de producció.No depèn del disseny del cargol, excepte perquè afecta la temperatura, la viscositat i el rendiment.

Mesurar la pressió és important per motius de seguretat: si s'eleva massa, el cap i la matriu poden volar i fer mal o danyar persones o màquines properes.

La pressió és bona per a la barreja, especialment a l'última zona (de dosificació) en sistemes d'un sol cargol.Tanmateix, una pressió més alta també significa que es pren més energia a través del motor, per tant, una temperatura de fusió més alta, que pot dictar el límit de pressió.En els dos cargols, l'entrellaçament dels dos cargols és un mesclador més eficient, de manera que no es necessita pressió per a aquest propòsit.

En fer articles buits, com ara tubs amb una matriu d'aranya que utilitza braços per mantenir el nucli central al seu lloc, s'ha de generar alta pressió a la matriu per ajudar els corrents dividits a soldar-se de nou.En cas contrari, el producte pot ser més feble al llarg d'aquestes línies de soldadura i podria fallar en el servei.

9. Sortida = desplaçament de l'últim vol, +/ – flux de pressió i fuita.

El desplaçament de l'últim vol s'anomena flux d'arrossegament i depèn només de la geometria del cargol, la velocitat del cargol i la densitat de la fosa.Es modifica pel flux de pressió, que en realitat consisteix en l'efecte de la resistència (indicat per la pressió del cap) per reduir la producció, i l'efecte de qualsevol mossegada a l'alimentació per augmentar la producció.Les fuites sobre els vols també poden ser en qualsevol direcció.

També és útil calcular la sortida per rpm, ja que això mostra qualsevol deteriorament de la capacitat de bombeig del cargol amb el temps. Un altre càlcul relacionat és la sortida per CV o kW de potència utilitzat.Aquesta és l'eficiència i permet estimar la capacitat de producció d'un determinat motor i accionament.

10. La velocitat de cisalla té un paper clau en la viscositat.

Tots els plàstics comuns es dilueixen per cisalla, el que significa que la viscositat disminueix a mesura que el plàstic es mou cada cop més ràpid.Alguns plàstics mostren aquest efecte de manera espectacular.Alguns PVC, per exemple, flueixen 10 vegades o més ràpidament amb només duplicar l'empenta.El LLDPE, en canvi, no s'aprima tant, i la mateixa duplicació de la força d'empenta augmenta el seu cabal només de tres a quatre vegades.L'efecte d'aprimament de cisalla reduït significa una viscositat més alta en condicions d'extrusió, que al seu torn significa que es necessita més potència del motor.Això explica per què el LLDPE funciona més calent que el LDPE.

El flux s'expressa en termes de velocitat de cisalla, que és d'uns 100 s -1 als canals del cargol, entre 100 i 1000 s-1 a la majoria dels llavis de la matriu i molt més de 1000 s -1 als espais lliures de vol a paret i alguns petits buits de matriu.L'índex de fusió és una mesura habitual de la viscositat, però s'inverteix (és a dir, flux/empeny en lloc d'empenta/flux).Malauradament, es mesura a velocitats de cisalla de 10 segons -1 o menys i pot ser que no sigui una mesura real en una extrusora on la fusió flueix molt més ràpid.

11. El motor s'oposa al canó, el canó s'oposa al motor.

Vaig començar amb els 10 principis clau de l'extrusió, però aquest era tan important que també l'havia d'incloure.L'onzena llei és la raó per la qual el control del barril no sempre és tan efectiu com es desitja o s'espera, especialment a la zona de mesura.Si s'escalfa el barril, la capa de material de la paret del barril es torna menys viscosa i el motor necessita menys potència per girar en aquest barril més lubricat.El corrent del motor (ampers) baixa.Per contra, si el barril es refreda, la fusió a la paret del barril es torna més viscosa, el motor ha de treballar més, els amperes augmentar i una part de la calor eliminada a través del barril es torna a posar de nou pel motor.Normalment, els controladors de barril tenen l'efecte desitjat sobre la fosa, però enlloc tant com la quantitat de canvi de zona.El millor és mesurar la temperatura de fusió per entendre realment què està passant.