Sinulla on kysymyksiä suulakepuristuksesta, ja Allan Griffillä on vastaukset. Mutta se, mitä hänellä ei ollut PlasticsTodayn hiljattain järjestämässä ekstruusioinnin keskeisiä periaatteita käsittelevässä webinaarissa, oli aika. Osallistujilta tulvi kymmeniä kysymyksiä, ja hän pystyi vastaamaan vain muutamaan niistä suoran kyselytunnin aikana. Kuten verkkolähetyksen alussa luvattiin, hän kuitenkin vastasi sähköpostitse kaikkiin kysymyksiin, jotka jäivät vastaamatta jonoon. Meille tuli mieleen, että muut suulakepuristusalan ihmiset voisivat hyötyä tästä keskustelusta, joten jaamme sen tässä.
Sivumennen sanottuna, jos et päässyt webinaariin, voit edelleen kuunnella sen pyynnöstä ilmaiseksi. Klikkaa vain tästä, istu alas ja nauti!
Ja nyt siirrymme tekniikkaan.
K: Voitko kuvailla yleisimpiä visuaalisten vikojen, kuten mustien pilkkujen tai geelien, lähteitä ja mitä niiden korjaamiseksi voidaan tehdä?
A: Hajoamista tapahtuu hitaasti liikkuvilla pään ja suulakkeen alueilla, erityisesti jos suulakkeen annetaan olla täysipainoisena ja kuumana pitkän aikaa. Hartsi, jonka lämpöstabiilisuus on heikompi (vähemmän antioksidanttia), hajoaa nopeammin. Lämpöstabiilisuus voidaan testata, mutta se on harvoin osa ostomääräyksiä. Se heikkenee, jos sekoituksessa käytetään paljon jauhetta, mutta antioksidanttia voidaan lisätä tiivisteenä, kuten väriaineita.
Myös huulten ulkoreunoilla oleva drooli voi olla syynä, erityisesti puhalluskalvolla, jossa suulakepuristin pursottaa ylöspäin ja pinta on vaakasuorassa. Prosessin apuaineet ja ulostulolinjalle suunnattu ilma vähentävät kuolaa.
Saastunut rehu voi tuoda lähes mitä tahansa, mutta paljon voi jäädä kiinni seuloihin, riippuen käytetystä verkosta. Erittäin hienoon suodatukseen käytetään sintrattuja metallikuituseuloja. Seulonta auttaa kaiken ruuvista ulos tulevan kanssa, mutta ei sen kanssa, mitä muottiin muodostuu.
Todelliset geelit ovat ylikuumenemisreaktion alkuvaiheessa olevia ristisilloittuneita polymeerejä – kirkkaita, jos tuote on kirkas, mutta ehkä kellastunut, ja liukenemattomia liuottimiin, jotka liuottavat reagoimattoman polymeerin. Ne voivat muodostua missä tahansa, jopa ruuvissa, ja päästä seulojen läpi, jossa ne voivat hajota geeli ”suihkuiksi”.”
K: Onko olemassa sääntö oikean murtokiekon laskemiseksi, jos käytän 3000 PSI?
A: Se riippuu koneen turvallisuusrajoista ja seisokin seurauksista. Kaikki kaupallisesti vastuulliset ekstruuderit kestävät helposti 3000 psi:tä. Varmista, että myös suulake ja pää kestävät odotetut paineet, mutta maksimipaine on ruuvin kärjessä (jossa mittarin pitäisi olla, seulojen takana) tai joskus kauempana piipussa. Painemittarin hälyttäminen on tärkeää ja saattaa estää tarpeettomat seisokit. Voit asettaa hälytyksen 4500:lle, mutta laittaa levyn 5000:lle tai enemmän.
K: Miten suhtaudutte kierrätysmateriaalin käyttöön?
A: Käyttäkää niin paljon kuin voitte menettämättä myyntiä tai asiakasta. Testaa varmistaaksesi yhdenmukaisuuden ja minimaalisen hajoamisen, mutta älä odota tiukkaa väriuskollisuutta. Pidä se puhtaana, jotta vältetään tuotteen kontaminaatio ja rasituskeskittymät. Jos ostat ulkopuolelta, osta viisaasti saadaksesi edullisia hintoja ja minimaalisen lämpöstabiilisuuden menetyksen.
K: Voitteko kommentoida regrind-hiukkasten koon vaikutusta neitseelliseen hartsiin nähden kokonaisprosessiin ja lopputuloksena olevaan laatuun?
A: Jos se ei ole tasaista ja samankaltaista, voi olla alueita, joissa on enemmän regrind-hartsin hiukkasia (jotka ovat värjäytyneempiä ja kenties heikommin värjäytyneitä), ja alueita, joissa on neitseellistä. Jos esisekoitetaan, tiheämpi neitseellinen saattaa laskeutua pohjalle ja aiheuttaa myös tällaista epätasaisuutta. Jos uusiomassa ei ole termisesti vahingoittunut (antioksidantti on käytetty mahdollisimman vähän), sillä ei välttämättä ole suurta merkitystä. Kaikkien hiukkasten on oltava huomattavasti pienempiä kuin kanavan syvyys syöttövyöhykkeellä. Parasta käyttää kahta erillistä syöttölaitetta, jotka on säädetty haluttuihin mittasuhteisiin.
Q: Onko olemassa erilaisia ruuvin (korkeuden) malleja eri muoveja varten?
A: Ei, useimmat korkeudet ovat joko neliönmuotoisia (17,6˚) tai niitä on muutettu erityisistä syistä, kuten sulkupuolella tai kevyen, pörröisen syötön aikaansaamiseksi.
Q: Voitteko ottaa kantaa siihen, olisiko hyödyllistä tehdä sulan virtauskoe ekstrudoiduille arkeille ennen sekundäärisen (ts.,
A: Jos myös raaka-aine on testattu, voidaan nähdä, kuinka paljon, jos lainkaan, materiaali on hajonnut käsittelyvaiheessa. Liuosviskositeetit osoittavat tämän myös PVC:n, PET:n ja muutamien muiden osalta.
K: Miten valvot eri polymeerien sekoittumista?
A: Erittäin suuri kysymys: Joitakin avainsanoja ovat mm. ruuvin suunnittelu, ruuvin lennon kuluminen (joskus auttaa), staattiset sekoittimet, tiiviimpi tai avoimempi seulapakkaus, ruuvin juurilämpötilan säätö, suuttimen kestävyys ja sellaisten konsentraattikantajien valinta, joiden virtaus on paljon suurempi kuin perusmateriaalin.
Q: Miten kosteuspitoisuus (tai materiaalin kuivattaminen ennen käsittelyä) vaikuttaa suulakepuristamisprosessiin ja tuloksena syntyvään suulakepuristettuun tuotteeseen?
A: Se riippuu polymeeristä ja lisäaineista. Useimmat lisäainepolymeerit (PE, PP, PS, PVC) eivät ime kosteutta, mutta niiden lisäaineet, kuten täyteaineet ja pigmentit, saattavat imeä kosteutta. Tällaisissa tapauksissa kaikki yli noin 0,1 painoprosenttia H2O:ta kiehuu pois, kun se poistuu muotista, ja aiheuttaa pisteviivoja tai kuplia suulakepuristetun pinnan päälle. Tämä määrä kosteutta voidaan poistaa tuuletusaukon kautta tai kuumailmakuivaimella, joka on parasta asentaa suulakepuristimeen tai sen välittömään läheisyyteen. Muutamat lisäpolymeerit, erityisesti ABS ja akryylit, imevät kosteutta yli 0,1 %, erityisesti kosteilla alueilla. Näissä tapauksissa saatetaan tarvita aggressiivisempaa kuivausta, kuten kosteudenpoistokuivainta tai joskus kaksoistuuletinta. Kondensaatiopolymeereissä (PET, PC ja nailonit) vesi poistuu polymerisaatioreaktiossa, ja sulamislämpötiloissa vesi hyökkää ja rikkoo sidoksen, josta se on peräisin. Tällöin tuotteen veto- ja iskunkestävyys heikkenee, mutta se ei ole vähemmän jäykkä. Nämä polymeerit on kuivattava paljon alhaisemmalle tasolle (0,01 % tai alle); kosteudenpoistokuivaimet ovat yleisiä, mutta joskus riittää tuuletusaukko, jos ekstruusio on riittävän nopeaa (alhaisempi viipymäaika sulan lämpötilassa), jotta tämä hajoaminen pysyy siedettävällä tasolla.
K: Mikä on paras tekniikka sulan lämpötilan mittaamiseen ja mitkä ovat yleisimmät sudenkuopat, jotka vaikuttavat lämpötilan lukemisen luotettavuuteen?
A: Erillinen sulan lämpötila-anturi päähän, reilusti seulojen ja staattisen sekoittimen jälkeen, jos mahdollista; vaihteleva syvyys on paras, mutta se vaurioituu helposti. Myös infrapunamittaus syntyvästä ekstruudaatista on hyvä, jos mittari pidetään tukevasti kiinni tai kiinnitetään kiinteästi. Pyöreissä tuotteissa skannataan hitaasti tuotteen poikki ja tarkkaillaan korkeinta arvoa. Ruuvin kärjessä oleva kaksoismittari on epäluotettavampi, mutta parempi kuin ei mitään. Älä arvioi tynnyrin tai muotin metallin lämpötilojen perusteella, äläkä oleta, että koko massa on samassa lämpötilassa koko virtausreitillä.
Puutteisiin kuuluu mittareiden kalibrointi (kiehuva vesi 212 F ja puhdas etyleeniglykoli = pakkasneste 387 F).
K: Syntyykö halkeilua ylikuumenemisen pahasta?
A: Jos tarkoitat valmiin osan halkeilua, niin kyllä; ylimääräinen kuumuus voi hajottaa muovia, erityisesti ilmaan joutuvalla pinnalla, ja tehdä siitä hauraamman. Jos tarkoitat ympäristön aiheuttamaa rasitushalkeilua, ehkä, mutta meidän on tiedettävä enemmän itse polymeeristä, sen molekyylipainosta/sulamisindeksistä, ympäristöstä (pesuaineet?) ja tuotteeseen kohdistuvista rasituksista.
K: Mistä voi tietää, heikentävätkö ekstruuderin asetukset lisäaineiden, kuten palonestoaineiden, tehoa?
A: Tiedä palonestoaineen hajoamislämpötila-alue. Mittaa sulamislämpötila mahdollisimman lähellä ulostuloa ja mahdollisimman luotettavasti ja katso, onko se lähellä hidastimen hyväksyttävää sulamislämpötilaa vai sen yläpuolella.
K: Miksi suoravetoiset vaihteistottomat ekstruuderit eivät ole yleistyneet? Johtuuko se siitä, etteivät energiansäästöt olleet sen arvoisia?
A: Nykyiset moottorit tekevät hyvää työtä, eivätkä suorakäyntimoottorit ole selvästi parempia, ei hinnan, suorituskyvyn eikä energiansäästöjen suhteen. Niillä on markkinarako, jossa tilaa on minimoitava (osa koekstruusiosta), ja jotkut OEM-valmistajat laittavat niitä uusiin linjoihin myös silloin, kun tilaa ei ole rajoitettu.
K: Onko mahdollista käyttää profiiliekstruusiota korkean sulamisindeksin (MI) materiaalilla (yli 1)? Mitä ominaisuuksia korkeamman sulamisindeksin materiaaleilla on?
A: Korkeamman sulamisindeksin materiaaleilla on lyhyempiä, pienempiä molekyylejä ja ne ovat vähemmän jäykkiä (alhaisempi viskositeetti) sulina, mutta tämä riippuu lämpötilasta, joten niitä ajetaan viileämpinä kuin matalamman sulamisindeksin materiaaleja. MI 1 ei ole kovin korkea ja sillä pitäisi pystyä ajamaan useimmat profiilit. Kiinnitä huomiota muotin ja ensimmäisen jäähdytyksen väliseen etäisyyteen, sillä sitä on ehkä muutettava, jotta vältetään liian suuri notkahdus kyseisessä tilassa. Saatat haluta suihkuttaa tai tiputtaa jäähdytysvettä tässä tilassa olevaan muoviin sekä jäähdytyslaitteisiin. En voi sanoa enempää tietämättä tarkemmin profiilista ja hartsityypistä.
Q: Jotkut eurooppalaiset ekstruuderit pyörittävät ruuvia huomattavasti nopeammin kuin perinteiset yksiruuviset ekstruuderit, näetkö tämän parannuksena, eli enemmän tuotosta tietyllä tynnyrikoolla?
A: En ole niinkään huolissani tynnyrin koosta tai kierrosluvusta, vaan enemmänkin kustannuksista tuotosyksikköä kohti, joka on laadultaan (sekoittuvuus, lujuus) samanlainen, ja kyvystä pitää lämpötilat kurissa. Suurempi kierrosluku tarkoittaa kuumempaa sulaa, mutta myös vähemmän aikaa korkeassa lämpötilassa, mikä voi kompensoida tai olla kompensoimatta. Nopeus nopeuden vuoksi on kuin uusi uuden vuoksi, ja se vie usein huomion vastuullisesta kustannusanalyysistä.
K: Onko polyamidien, polylaktidin tai muiden polymeerien käsittelyssä erityisolosuhteita, jotka auttavat estämään hajoamista? Esimerkiksi mitä hartseja on kuivattava? Mitkä on käsiteltävä ilman happea?
A: Esimerkkienne kaltaisissa kondensaatiopolymeereissä vesi hyökkää ja rikkoo monomeerien väliset sidokset sulamislämpötiloissa. Tuote on tällöin heikompi veto- ja iskunkestävyydeltään, mutta ei vähemmän jäykkä. Nämä polymeerit on kuivattava hyvin alhaiselle tasolle; kosteudenpoistokuivaimet ovat yleisiä, mutta joskus riittää tuuletin, jos ekstruusio on tarpeeksi nopeaa (pienempi viipymäaika sulan lämpötilassa), jotta hajoaminen pysyy siedettävällä tasolla.
Polyamidit ovat hieman erilaisia, koska ne imevät paljon kosteutta, mutta se toimii myös pehmittimenä, joten voidaan kuivata liikaa, jolloin viskositeetti nousee ja näin ollen syntyy enemmän lämpöä ruuvissa. On olemassa optimaalinen kuivaustaso, ei vain ”niin kuiva kuin mahdollista”.
Hapen osalta se voi aiheuttaa värimuutoksia ja hajoamista, mutta ekstruuderin sisällä ei ole happea, paitsi hiukkasten välisessä ilmassa, joka on yleensä liian viileä reagoidakseen. Muutamat typen alla ajettavat kalvolinjat eliminoivat tämänkin hapettumisen mahdollisuuden. Suurempi huoli hapettumisesta liittyy pintalämpötilaan suuttimesta poistuttaessa – kuumempi tarkoittaa parempaa tulostuksen tarttuvuutta, mutta hitaampaa kuumasaumausta ja mahdollisia haju- ja makuhaittoja.
Q: Voitko kertoa meille lisää leikkausohennuksesta?
A: Mitä nopeammin sula liikkuu suhteessa tynnyrin tai muotin seinämiin, sitä ohuemmaksi se muuttuu (vähemmän voimaa tietyn määrän työntämiseen = pienempi viskositeetti). Tämä on erityisen hyödyllistä korkeaviskositeettisille suloille, kuten PVC:lle, ABS:lle ja low-MI PE:lle, ja se tarkoittaa, että niitä voidaan ajaa alhaisemmilla sulan lämpötiloilla tai ne tuottavat vähemmän lämpöä ekstruuderissa tai jotakin molemmista. Leikkausohennuksen määrä voidaan ilmaista potenssilakieksponentilla, joka suhteuttaa työntövoiman virtaukseen. Kun eksponentti on 2, kaksinkertainen työntövoima antaa nelinkertaisen virtauksen (2 neliö = 4). Kun eksponentti on 3, kaksinkertainen työntö = 8-kertainen virtaus (2 kuutio = 8).
K: Mikä on paras tapa optimoida syöttölämpötila?
A: Käytä kuumailmakuivaussuppiloa, jos sellainen on käytettävissä, vaikka kuivausta ei tarvittaisikaan. Löydä sopiva rehun lämpötila kokeilemalla ja onnistumalla. Todellisella lämpötilalla ei välttämättä ole suurta merkitystä, sillä johdonmukaisuus on tärkeintä.