플라스틱 파이프 압출에 관해서는 다음 11가지 기본 원칙을 따라야 합니다!

닝보 Fangli 기술 유한 회사는기계 장비 제조업체닝보 Fangli 기술 유한 회사플라스틱 파이프 압출 장비, 새로운 환경 보호 및 신소재 장비. Fangli는 설립 이후 사용자의 요구에 따라 개발되었습니다. 지속적인 개선과 핵심기술에 대한 독자적인 연구개발, 첨단기술의 소화흡수 등을 통해PVC 파이프 압출 라인, PP-R 파이프 압출 라인, PE 급수 / 가스관 압출 라인, 중국 건설부가 수입제품 교체를 권고한 제품입니다. 우리는 "절강성 일류 브랜드"라는 칭호를 얻었습니다.

01  M기계적 원리

압출의 기본 메커니즘은 매우 간단합니다. 나사가 배럴에서 회전하여 플라스틱을 앞으로 밀어냅니다. 나사는 실제로 중앙 레이어 주위에 있는 경사면 또는 경사면입니다. 그 목적은 더 큰 저항을 극복하기 위해 압력을 높이는 것입니다. 대한압출기, 극복해야 할 세 가지 유형의 저항이 있습니다. 배럴 벽에 대한 고체 입자(공급)의 마찰과 스크류의 처음 몇 회전 동안의 상호 마찰(공급 영역)입니다. 배럴 벽에 대한 용융물의 접착; 그리고 용융물이 앞으로 밀릴 때 내부의 물류 저항이 발생합니다.

뉴턴은 물체가 주어진 방향으로 움직이지 않으면 그 물체에 가해지는 힘은 그 방향으로 균형을 이룬다고 설명한 적이 있습니다. 나사는 원주 근처에서 측면으로 빠르게 회전할 수 있지만 축 방향으로는 움직이지 않습니다. 따라서 나사의 축 방향 힘은 균형을 이루고 플라스틱 용융물에 큰 전방 추력을 가하면 물체에도 동일한 후방 추력이 가해집니다. 이 경우, 그것이 가하는 추력은 흡입구 뒤의 베어링, 즉 추력 베어링에 있습니다.

대부분의 단일 나사는 목공 및 기계에 사용되는 나사 및 볼트와 같은 오른나사입니다. 뒤에서 보면 배럴에서 최대한 뒤로 나사를 빼내려고 하기 때문에 역회전하고 있습니다. 일부에서는트윈 스크류 압출기, 두 개의 나사가 뒤로 회전하고 두 배럴에서 서로 교차하므로 하나는 오른 손잡이이고 다른 하나는 왼손이어야 합니다. 다른 폐쇄된 이중 나사에서는 두 개의 나사가 같은 방향으로 회전하므로 방향이 동일해야 합니다. 그러나 두 경우 모두 후방 힘을 흡수하는 스러스트 베어링이 있으며 뉴턴의 원리는 여전히 적용됩니다.

02  열 원리

압출성형 플라스틱은 열가소성 플라스틱으로, 가열하면 녹고 냉각되면 다시 굳어집니다. 플라스틱을 녹이는 열은 어디서 나오나요? 공급물 예열과 배럴/성형 히터가 중요한 역할을 할 수 있지만 시동 시 모터 입력 에너지(모터가 점성 용융물의 저항에 맞서 스크류를 돌릴 때 배럴에서 발생하는 마찰열)는 소형 시스템, 저속 스크류, 용융 온도가 높은 플라스틱 및 압출 코팅 응용 분야를 제외한 모든 플라스틱에 가장 중요한 열원입니다.

다른 모든 작업의 ​​경우 배럴 히터가 작업의 주요 열원이 아니므로 압출에서 예상보다 작은 역할을 한다는 점을 인식하는 것이 중요합니다(원칙 11 참조). 후면 배럴 온도는 공급물에서의 고형물 이동 속도나 결합에 영향을 미치기 때문에 여전히 중요할 수 있습니다. 다이 및 금형 온도는 바니싱, 유체 분배 또는 압력 제어와 같은 특정 목적으로 사용되지 않는 한 일반적으로 원하는 용융 온도이거나 그에 가까워야 합니다.

03  감속 원리

대부분의 경우압출기, 스크류 속도는 모터 속도를 조정하여 변경됩니다. 모터는 일반적으로 약 1750rpm의 최대 속도로 회전하지만 이는 압출기 스크류에 비해 너무 빠릅니다. 그렇게 빠른 속도로 회전하면 마찰열이 너무 많이 발생하고 플라스틱의 유지 시간이 너무 짧아 균질하고 잘 혼합된 용융물을 준비할 수 없습니다. 일반적인 감속비는 10:1에서 20:1 사이입니다. 첫 번째 단계는 기어 또는 풀리 세트일 수 있지만 두 번째 단계는 모든 기어이며 나사는 마지막 대형 기어의 중앙에 위치합니다.

일부 느리게 실행되는 기계(예:UPVC용 트윈 나사) 3개의 감속 단계가 있을 수 있으며 최대 속도는 30rpm 이하(60:1 비율)까지 낮을 수 있습니다. 다른 극단에서는 혼합에 사용되는 매우 긴 이중 나사 중 일부가 600rpm 이상으로 작동할 수 있으므로 매우 낮은 감속률과 많은 심층 냉각이 필요합니다.

때로는 감속률이 작업과 잘못 일치하여 사용할 에너지가 너무 많아지며, 모터와 최대 속도를 변경하는 첫 번째 감속 단계 사이에 풀리 블록을 추가할 수 있습니다. 이는 스크류 속도를 이전 한계 이상으로 높이거나 최대 속도를 줄여 시스템이 최대 속도의 더 큰 비율로 실행되도록 합니다. 이렇게 하면 사용 가능한 에너지가 증가하고 전류량이 감소하며 모터 문제가 방지됩니다. 두 경우 모두 재료와 냉각 요구 사항에 따라 출력이 증가할 수 있습니다.

04  냉각수 공급

압출은 모터(때로는 히터)에서 차가운 플라스틱으로 에너지를 전달하여 이를 고체에서 용융물로 변환하는 것입니다. 입력 피드는 피드 영역의 배럴 및 스크류 표면보다 시원합니다. 그러나 공급 구역의 배럴 표면은 거의 항상 플라스틱 용융 범위보다 높습니다. 공급 입자와의 접촉으로 냉각되지만 열은 뜨거운 프런트 엔드에서 백 엔드로의 열 전달과 제어된 가열을 통해 유지됩니다. 점성 마찰로 인해 프런트 엔드 열이 유지되고 카트리지 열 입력이 필요하지 않은 경우에도 후면 히터를 켜야 할 수 있습니다. 가장 중요한 예외는 거의 HDPE 전용인 슬롯 피드 카트리지입니다.

스크류 루트 표면은 또한 공급물에 의해 냉각되고 플라스틱 공급 입자(및 입자 사이의 공기)에 의해 배럴 벽에서 단열됩니다. 스크류가 갑자기 멈추면 피드도 멈추고 열이 더 뜨거운 앞쪽 끝에서 뒤로 이동하면서 피드 영역의 스크류 표면이 더 뜨거워집니다. 이로 인해 루트에 입자가 달라붙거나 연결될 수 있습니다.

05  피드가 배럴에 접착되거나 나사 위로 미끄러집니다.

단일 스크류 압출기의 원활한 배럴 공급 영역에서 고형물 입자 이동을 최대화하려면 입자가 배럴에 달라붙어 스크류 위로 미끄러져야 합니다. 알갱이가 나사의 뿌리에 달라붙으면 떼어낼 수 있는 방법이 없습니다. 채널 부피와 고체 유입 부피가 감소합니다. 뿌리 부분의 접착력이 떨어지는 또 다른 이유는 플라스틱이 여기에서 열응축하여 젤 및 유사한 오염 입자를 생성하거나 간헐적으로 접착되어 출력 속도의 변화에 ​​따라 부서지기 때문입니다.

대부분의 플라스틱은 들어갈 때 차갑고 마찰로 인해 아직 루트가 배럴 벽과 동일한 수준의 열로 가열되지 않았기 때문에 자연스럽게 루트에서 미끄러집니다. 일부 재료는 다른 재료보다 접착 가능성이 더 높습니다. 즉, 고도로 가소화된 PVC, 무정형 PET, 최종 용도에 적합한 접착 특성을 지닌 특정 폴리올레핀 공중합체 등이 있습니다.

배럴의 경우 플라스틱을 나사산에 의해 긁어내어 앞으로 밀 수 있도록 접착해야 합니다. 입자와 배럴 사이에는 높은 마찰 계수가 있어야 하며, 이는 후면 배럴의 온도에 크게 영향을 받습니다. 입자가 붙지 않으면 제자리만 돌고 앞으로 나아가지 않기 때문에 부드러운 이송이 좋지 않습니다.

표면 마찰이 공급에 영향을 미치는 유일한 요소는 아닙니다. 많은 입자가 실린더나 나사 루트와 접촉하지 않으므로 입자 내부에 마찰 및 기계적 점도 결합이 있어야 합니다.

표면 마찰이 피드에 영향을 미치는 유일한 요소는 아닙니다. 많은 입자가 배럴이나 나사 루트에 닿지 않으므로 과립 내에서 마찰과 기계적 및 점도가 맞물려야 합니다.

홈이 있는 실린더는 특별한 경우입니다. 홈은 실린더의 나머지 부분과 단열되고 수냉식으로 냉각되는 공급 영역에 있습니다. 나사산은 입자를 홈 안으로 밀어넣고 비교적 짧은 거리 내에서 높은 압력을 형성합니다. 이는 동일한 출력으로 더 낮은 스크류 속도에 대한 바이트 내성을 증가시켜 프런트 엔드에서 발생하는 마찰열을 감소시키고 용융 온도를 낮춥니다. 이는 냉각으로 인해 블로운 필름 생산 라인에서 더 빠른 생산이 제한될 수 있음을 의미할 수 있습니다. 홈은 과불화 플라스틱 외에 가장 부드러운 일반 플라스틱인 HDPE에 특히 적합합니다.

06  재료비 최고가

어떤 경우에는 재료 비용이 생산 비용의 80%를 차지할 수 있습니다. 이는 의료용 카테터와 같이 특히 품질과 포장이 중요한 일부 제품을 제외하고는 다른 모든 요소의 합계보다 높습니다. 이 원칙은 자연스럽게 두 가지 결론으로 ​​이어집니다. 가공업체는 원자재 교체를 위해 가능한 한 스크랩과 폐기물을 재사용해야 하며, 목표 두께에서 벗어나는 것과 제품 문제를 피하기 위해 허용 오차를 엄격히 준수해야 합니다.

07  에너지 비용은 상대적으로 중요하지 않습니다.

공장의 매력과 실제 문제점은 에너지 비용 상승과 같은 수준이지만, 압출기를 작동하는 데 필요한 에너지는 여전히 전체 생산 비용에서 작은 부분을 차지합니다. 재료비가 매우 높고 압출기가 효과적인 시스템이기 때문에 상황은 항상 이렇습니다. 너무 많은 에너지가 유입되면 플라스틱이 빠르게 매우 뜨거워지고 제대로 처리될 수 없습니다.

08  나사 끝부분의 압력이 매우 중요합니다

이 압력은 필터 스크린, 오염 분쇄기 플레이트, 어댑터 컨베이어 파이프, 고정 교반기(있는 경우) 및 금형 자체 등 스크류 하류의 모든 물체의 저항을 반영합니다. 이는 이러한 구성 요소의 기하학적 구조뿐만 아니라 시스템 온도에 따라 달라지며 이는 결국 수지 점도와 처리 속도에 영향을 미칩니다. 온도, 점도 및 처리량에 영향을 미치는 경우를 제외하고는 스크류 설계에 의존하지 않습니다. 안전상의 이유로 온도 측정이 중요합니다. 온도가 너무 높으면 금형 헤드와 금형이 폭발하여 근처 사람이나 기계에 해를 끼칠 수 있습니다.

배럴의 경우 플라스틱을 나사산에 의해 긁어내어 앞으로 밀 수 있도록 접착해야 합니다. 입자와 배럴 사이에는 높은 마찰 계수가 있어야 하며, 이는 후면 배럴의 온도에 크게 영향을 받습니다. 입자가 붙지 않으면 제자리만 돌고 앞으로 나아가지 않기 때문에 부드러운 이송이 좋지 않습니다.

대부분의 단일 나사는 목공 및 기계에 사용되는 나사 및 볼트와 같은 오른나사입니다. 뒤에서 보면 배럴에서 최대한 뒤로 나사를 빼내려고 하기 때문에 역회전하고 있습니다. 일부에서는

09  출력

마지막 스레드의 변위를 정상 흐름이라고 하며 이는 스크류의 형상, 스크류 속도 및 용융 밀도에만 의존합니다. 이는 실제로 출력 감소(최고 압력으로 표시)에 대한 저항 효과와 출력 증가 피드의 오버 바이트 효과를 포함하는 압력 물류에 의해 규제됩니다. 스레드의 누출은 어느 방향에서나 발생할 수 있습니다.

각 rpm(회전수)의 출력을 계산하는 것도 유용합니다. 이는 특정 시간에 스크류의 펌핑 용량 감소를 나타내기 때문입니다. 또 다른 관련 계산은 사용된 마력 또는 킬로와트당 출력입니다. 이는 효율성을 나타내며 특정 모터 및 드라이버의 생산 능력을 추정할 수 있습니다.

10  전단율은 점도에 중요한 역할을 합니다.

모든 일반 플라스틱에는 전단력 감소 특성이 있습니다. 즉, 플라스틱이 점점 더 빠르게 움직일수록 점도가 감소합니다. 일부 플라스틱의 효과는 특히 분명합니다. 예를 들어, 일부 PVC는 추력이 두 배로 증가하면 유속이 10배 이상 증가합니다. 이에 반해 LLDPE의 전단력은 크게 감소하지 않으며, 추론을 2배로 해도 유속은 3~4배 정도 증가할 뿐이다. 감소된 전단력 감소 효과는 압출 조건에서 높은 점도를 의미하며, 이는 더 많은 모터 출력이 필요함을 의미합니다.

이는 LLDPE가 LDPE보다 더 높은 온도에서 작동하는 이유를 설명할 수 있습니다. 유속은 전단율로 표시되며, 스크류 채널에서는 약 100s-1이고, 대부분의 금형 입구 모양에서는 100~100s-1이며, 스레드와 실린더 벽 사이의 간격과 일부 작은 금형 간격에서는 100s-1보다 큽니다.

용융 계수는 점도에 대해 일반적으로 사용되는 측정 방법이지만 반전됩니다(예: 추력/유량이 아닌 유속/추력). 안타깝게도 전단률이 10s-1 이하이고 용융 흐름 속도가 빠른 압출기에서의 측정은 실제 측정 값이 아닐 수 있습니다.

11  모터는 배럴 반대쪽에 있고 배럴은 모터 반대쪽에 있습니다.

특히 측정 영역 내에서 배럴의 제어 효과가 항상 예상한 것과 같지 않은 이유는 무엇입니까? 배럴이 가열되면 배럴 벽에 있는 재료 층의 점도가 감소하고 모터가 더 부드러운 배럴에서 작동하는 데 더 적은 에너지가 필요합니다. 모터 전류(암페어)가 감소합니다. 반대로 배럴이 냉각되면 배럴 벽에 있는 용융물의 점도가 증가하고 모터가 더 세게 회전해야 하므로 암페어 수가 증가합니다. 배럴을 통과할 때 제거된 열 중 일부는 모터에 의해 다시 보내집니다. 일반적으로 배럴 조절기는 용융물에 영향을 미치며 이는 우리가 예상하는 바와 같지만 어느 곳에서나 효과는 지역 변수만큼 중요하지 않습니다. 무슨 일이 일어났는지 진정으로 이해하려면 용융 온도를 측정하는 것이 가장 좋습니다.

11번째 원리는 금형 헤드와 금형에는 나사 회전이 없기 때문에 적용되지 않습니다. 그렇기 때문에 외부 온도 변화가 더 효과적입니다. 그러나 이러한 변화는 용융 온도 변화 및 교반에 효과적인 도구인 고정 교반기에서 균일하게 교반하지 않는 한 내부에서 외부로 고르지 않습니다.

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