S rychlým pokrokem globální industrializace, poptávka po vysoce výkonných materiálech v automobilovém průmyslu, elektrické a elektronické, konstrukce, lékařských a dalších oborů den ode dne přibývá. Technické plasty, jako klíčový vysoce výkonný materiál, postupně nahradily tradiční kovové materiály a obecné plasty v mnoha scénářích klíčových aplikací díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem, tepelná odolnost, odolnost proti korozi, rozměrová stálost a zpracovatelnost. Technologie dvoušnekového vytlačování je základní technologií zpracování technických plastových směsí, a výkon vytlačovacího zařízení přímo určuje kvalitu, efektivita výroby a aplikační efekt technických plastových výrobků.
Zavázali jsme se poskytovat profesionální řešení vytlačování se dvěma šneky pro technické zpracování plastů, spoléhat na naše nezávisle vyvinuté a vyrobené extrudéry řady HTS s převodovkami s vysokým točivým momentem, které jsou speciálně navrženy pro zpracovatelské vlastnosti a aplikační potřeby technických plastů. Tento článek bude komplexně rozvádět výkonnostní charakteristiky, klasifikace, potíže se zpracováním technických plastů, klíčovou roli technologie dvoušnekového vytlačování při strojírenském zpracování plastů, výhody našich extrudérů řady HTS a jejich cílené přizpůsobení konstrukčním plastům, stejně jako specifické oblasti použití, techniky zpracování a běžné problémy a řešení. Doplněním podrobných technických parametrů, detaily zpracování a případy průmyslových aplikací, článek bude obohacen o 3000-4000 slova, poskytování komplexních a profesionálních referencí pro strojírenské podniky zpracovávající plasty, techniků a příslušných odborníků z praxe.
1. Přehled průmyslu technických plastů a základních výkonnostních charakteristik
1.1 Současný stav a trend vývoje strojírenského plastikářského průmyslu
Technické plasty představují třídu plastových materiálů, které lze použít jako konstrukční materiály a snášejí mechanické zatížení v širokém teplotním rozsahu. Ve srovnání s běžnými plasty (jako je polyethylen PE, polypropylen PP, polyvinylchlorid PVC), technické plasty mají vynikající komplexní výkon, a může splnit náročné požadavky na použití v průmyslové výrobě a výrobě špičkových produktů. V posledních letech, řízena modernizací navazujících průmyslových odvětví, jako je automobilový lehký průmysl, elektrická a elektronická inteligence, a vysoce kvalitní zdravotnické prostředky, globální trh technických plastů vykazuje stabilní a rychlý růstový trend.
Podle relevantních průmyslových údajů, globální velikost trhu technických plastů přesáhla 100 miliard amerických dolarů, a očekává se, že si udrží složené roční tempo růstu 7%-10% v příštích pěti letech. Mezi nimi, Asie a Tichomoří je největším světovým trhem pro výrobu a spotřebu technických plastů, představující více než 55% podílu na globálním trhu, především díky rychlému rozvoji automobilismu, elektrický a elektronický průmysl v Číně, Indie a další země, stejně jako neustálé zlepšování průmyslové podpůrné kapacity a úrovně technologických inovací. Čína, jako největší světový spotřebitel a výrobce technických plastů, má na trhu velkou poptávku, a roční produkce a spotřeba rostou dvouciferným tempem, zejména v oblasti nových energetických vozidel, 5G komunikace, a lékařských přístrojů, poptávka po vysoce výkonných technických plastech vykazuje explozivní růstový trend.
Vývojový trend průmyslu strojírenských plastů se odráží především v pěti aspektech: první, vysoký výkon a funkčnost. S neustálým zlepšováním požadavků na použití v navazujících oborech, technické plasty se vyvíjejí směrem k vyšší tepelné odolnosti, vyšší pevnost, lepší odolnost proti opotřebení a speciální funkce (jako je zpomalení hoření, antistatický, antibakteriální, radiační odolnost), přizpůsobit se drsnému pracovnímu prostředí s vysokou teplotou, vysoký tlak, korozi a záření; druhý, lehkost a integrace. V automobilovém průmyslu, letectví a další obory, za účelem dosažení cílů úspory energie a snížení emisí, technické plasty se stále častěji používají jako náhrada kovových materiálů, a integrace designu produktu je stále vyšší a vyšší, což může snížit počet dílů, zjednodušit výrobní proces a snížit náklady; třetí, ochrana životního prostředí a recyklovatelnost. S posílením globálních politik ochrany životního prostředí a zlepšením povědomí o ochraně životního prostředí, vývoj a aplikace recyklovatelných technických plastů, Biologicky odbouratelné technické plasty a technologie zpracování šetrné k životnímu prostředí se staly středem zájmu průmyslu, snížení znečištění životního prostředí způsobeného plastovým odpadem; čtvrtý, inteligence a přesnost zařízení pro zpracování. Technické plasty mají vysokou obtížnost zpracování a přísné požadavky na kvalitu, které kladou vyšší požadavky na zpracovatelská zařízení. Inteligentní, přesné a efektivní dvoušnekové extrudéry a automatické výrobní linky se staly hlavním proudem tohoto odvětví, realizace monitorování v reálném čase, automatická úprava parametrů a prediktivní údržba procesu zpracování; pátý, diverzifikace aplikačních oblastí. Technické plasty se postupně rozšiřují z tradičního automobilového průmyslu, elektrických a elektronických polí k nové energii, lékařský, kosmonautika, stavebnictví a další nově vznikající obory, otevření nového tržního prostoru.
Na tomto pozadí, technologie vytlačování dvou šneků, jako základní technologie zpracování technických plastových směsí, se stal klíčem ke zlepšení konkurenceschopnosti podniků vyrábějících plasty. Technické plasty jsou citlivé na přehřívání a hydrolytickou degradaci, a mají vysoké požadavky na teplotu zpracování, smyková síla, doba zdržení a přesnost regulace teploty. Naše extrudéry řady HTS jsou speciálně navrženy pro zpracovatelské vlastnosti technických plastů, s vysokým točivým momentem, vysoká rychlost, přesná regulace teploty a vynikající dispergovatelnost, které mohou účinně vyřešit potíže se zpracováním technických plastů a pomoci podnikům dosáhnout vysoké kvality, efektivní a stabilní výroba.
1.2 Základní výkonnostní charakteristiky technických plastů
Ve srovnání s běžnými plasty a kovovými materiály, technické plasty mají jedinečný komplexní výkon, což předurčuje jejich široké uplatnění v různých průmyslových oborech. Základní výkonnostní charakteristiky technických plastů se odrážejí především v následujících pěti aspektech, které rovněž kladly zvláštní požadavky na technologii a zařízení jejich zpracování:
1.2.1 Vynikající tepelná odolnost a mrazuvzdornost
Technické plasty mají široký rozsah teplotní adaptace, které si mohou zachovat dobré mechanické vlastnosti (pevnost, houževnatost, tvrdost) v prostředí s vysokou i nízkou teplotou. Ve srovnání s běžnými plasty, které obvykle ztrácejí své mechanické vlastnosti při 80-120 ℃, většina technických plastů může pracovat stabilně při 100-250 ℃, a některé speciální technické plasty (jako je PEEK, PI) může pracovat i při teplotách nad 300 ℃. Ve stejnou dobu, technické plasty mají také dobrou odolnost proti chladu, které si udrží dobrou houževnatost při nízkých teplotách (pod -40 ℃), a není snadné je lámat. Díky tomuto výkonu jsou technické plasty vhodné pro použití v náročných teplotních prostředích, jako jsou díly automobilových motorů (vysoká teplota) a venkovní elektrická zařízení (nízká teplota).
Vynikající tepelná odolnost technických plastů je dána především jejich speciální molekulární strukturou (jako jsou aromatické kruhy, heterocyklické kruhy) a silné mezimolekulární síly, což způsobuje, že se při vysokých teplotách nesnadno taví a rozkládají. Však, to přináší i určité obtíže při zpracování: k jejich roztavení a plastifikaci je nutná vyšší teplota zpracování, a je zapotřebí přesné řízení teploty, aby se zabránilo tepelnému rozkladu.
1.2.2 Dobrá odolnost proti korozi a trvanlivost
Technické plasty mají vynikající chemickou stabilitu a odolnost proti korozi, a není snadné je rozleptat kyselinami, alkálie, soli, organická rozpouštědla a další chemikálie. Ve srovnání s kovovými materiály, které snadno rezaví a korodují, technické plasty mají delší životnost v drsném chemickém prostředí. Například, polyamid (PA) technické plasty jsou odolné vůči většině organických rozpouštědel a slabým kyselinám a zásadám; polykarbonát (PC) technické plasty jsou odolné vůči korozi neoxidačními kyselinami a solemi; polyfenylensulfid (PPS) technické plasty jsou odolné vůči korozi téměř všemi chemikáliemi kromě silných oxidačních kyselin.
Navíc, technické plasty mají dobrou odolnost proti povětrnostním vlivům a stárnutí, a nelze je snadno degradovat a stárnout působením slunečního záření, déšť, kyslík a další faktory prostředí, což zajišťuje jejich dlouhodobé stabilní použití ve venkovním a drsném prostředí. Díky této výkonnosti jsou technické plasty široce používány v chemických zařízeních, venkovní elektrické zařízení, automobilové exteriérové díly a další obory.
1.2.3 Snadné zpracování a vysoká efektivita výroby
Ve srovnání s kovovými materiály, technické plasty mají výhody snadného zpracování, jednoduchý výrobní proces a vysoká efektivita výroby. Kovové materiály obvykle vyžadují složité postupy zpracování, jako je kování, odlévání, obrábění, které mají vysokou spotřebu energie, nízká účinnost a vysoké náklady; zatímco technické plasty lze zpracovávat vytlačováním, vstřikování, vyfukování a další metody, které mohou realizovat hromadnou výrobu, zjednodušit výrobní proces, snížit spotřebu energie a výrobní náklady. Například, cyklus zpracování konstrukčního plastového automobilového dílu vstřikováním je pouze několik sekund až desítek sekund, zatímco cyklus zpracování stejné kovové součásti může trvat několik hodin až několik dní.
Však, technické plasty mají také určité potíže se zpracováním: jsou citlivé na přehřátí a hydrolytickou degradaci, a snadno se rozkládají, pokud je teplota zpracování příliš vysoká nebo doba zdržení je příliš dlouhá; ve stejnou dobu, některé technické plasty (jako je PA) mají vysokou absorpci vody, což ovlivňuje efekt zpracování a kvalitu produktu. Proto, pro zajištění kvality zpracování je nutné používat profesionální zpracovatelské zařízení a vědecké zpracovatelské techniky.
1.2.4 Vynikající rozměrová stabilita a elektrická izolace
Technické plasty mají dobrou rozměrovou stálost, a míra smrštění je malá (obvykle 0.3%-1.5%) při zpracování a použití, které mohou zajistit rozměrovou přesnost výrobků a zabránit deformaci. Tento výkon je zvláště důležitý pro vysoce přesné díly, jako jsou elektrické konektory, přesné automobilové komponenty, lékařské přístroje, atd. Dobrá rozměrová stabilita technických plastů je dána především jejich vysokou krystalinitou, nízká nasákavost (kromě některých odrůd, jako je PA) a silné mezimolekulární síly.
Navíc, většina technických plastů má vynikající elektrické izolační vlastnosti, který dokáže udržet dobrý izolační výkon v širokém teplotním a frekvenčním rozsahu, a není snadné vést elektřinu a oblouk. Díky tomu jsou technické plasty široce používány v elektrických a elektronických oborech, jako jsou elektroinstalační desky, stahovací pásky, konektory, relé, motory a další elektrické komponenty.
1.2.5 Nízká hmotnost a vysoká specifická pevnost, Vynikající odolnost proti opotřebení
Technické plasty se vyznačují nízkou hmotností (hustota je 1/3-1/5 z kovových materiálů) a vysokou specifickou pevností (pevnost na jednotku hmotnosti je ekvivalentní nebo dokonce vyšší než u kovových materiálů). Například, specifická pevnost polyamidu vyztuženého skelnými vlákny (PA66+GF30) je vyšší než u běžné uhlíkové oceli, které mohou účinně snížit hmotnost výrobků při zajištění mechanického výkonu. Tento výkon je zvláště důležitý v automobilovém průmyslu, letectví a další obory, které usilují o nízkou hmotnost a úsporu energie, což může snížit spotřebu paliva a emise uhlíku.
Ve stejnou dobu, technické plasty mají také vynikající odolnost proti opotřebení a odolnost proti tření, a koeficient tření je malý, které lze použít při výrobě dílů odolných proti opotřebení (jako jsou ozubená kola, ložiska, posuvné bloky) bez dodatečného mazání nebo s menším mazáním, snížení nákladů na údržbu produktů. Například, polyoxymethylen (POM) technické plasty mají vynikající odolnost proti opotřebení a jsou známé jako “plastová ocel”, který je široce používán při výrobě automobilových ozubených kol, elektrické součástky a další díly odolné proti opotřebení.
1.3 Společná klasifikace technických plastů
Technické plasty lze rozdělit do různých typů podle jejich chemické struktury, úroveň výkonu a oblast použití. Běžné klasifikační metody jsou následující, což pomáhá lépe porozumět zpracovatelským charakteristikám a aplikačním scénářům různých technických plastů, a vybrat vhodné vytlačovací zařízení a zpracovatelské techniky:
1.3.1 Klasifikace podle úrovně výkonu
Podle úrovně výkonu, technické plasty lze rozdělit na všeobecné technické plasty a speciální technické plasty.
- Všeobecné strojírenské plasty: Jedná se o nejpoužívanější technické plasty, s relativně vyspělou výrobní technologií, mírná cena a dobrý komplexní výkon. Mezi hlavní odrůdy patří polyamid (PA), polykarbonát (PC), polyoxymethylen (POM), polyethylentereftalát (PET), polybutylentereftalát (PBT), atd. Všeobecné technické plasty se používají hlavně v automobilovém průmyslu, elektrické a elektronické, domácí spotřebiče a další obory, jako jsou automobilové díly, elektrické konektory, kryty domácích spotřebičů, atd.
- Speciální technické plasty: Mají lepší výkon (jako je vyšší tepelná odolnost, odolnost proti korozi, mechanické vlastnosti) než běžné technické plasty, ale technologie výroby je složitá a cena vysoká. Mezi hlavní odrůdy patří polyfenylensulfid (PPS), polyetheretherketon (PROHLÉDNĚTE), polyimid (PI), polysulfon (PSU), polyethersulfon (PES), atd. Speciální technické plasty se používají hlavně ve špičkových oborech, jako je letecký průmysl, lékařské přístroje, novou energii, a chemická zařízení, jako jsou letecké komponenty, lékařské implantáty, elektrické komponenty odolné vysokým teplotám, atd.
1.3.2 Klasifikace podle chemické struktury
Podle chemické struktury molekulárního řetězce, technické plasty lze rozdělit na polyamid (PA), polykarbonát (PC), polyoxymethylen (POM), polyester (PET, PBT), polyfenylensulfid (PPS), polyetheretherketon (PROHLÉDNĚTE), atd. Každý typ technického plastu má své vlastní jedinečné výkonnostní charakteristiky a požadavky na zpracování:
- Polyamid (PA): Také známý jako nylon, má vynikající mechanickou pevnost, odolnost proti opotřebení, houževnatost a chemická odolnost, ale má vysokou absorpci vody, což ovlivňuje rozměrovou stabilitu. Mezi běžné odrůdy patří PA6, PA66, PA11, PA12, atd. Je široce používán v automobilových součástech (ozubená kola, ložiska, sací potrubí), elektrické konektory, textilní vlákna, atd.
- Polykarbonát (PC): Má vynikající průhlednost, rázová houževnatost, tepelná odolnost a elektrická izolace, ale má špatnou odolnost proti opotřebení a snadno se poškrábe. Je široce používán v elektrických a elektronických oborech (elektroinstalační desky, kryty lamp), automobilové obory (čočky světlometů, přístrojové desky), lékařské obory (lékařské nádoby), atd.
- Polyoxymethylen (POM): Má vynikající odolnost proti opotřebení, třecí odpor, rozměrová stálost a mechanická pevnost, a není snadné absorbovat vodu. To je známé jako “plastová ocel” a je široce používán v automobilových součástech (ozubená kola, posuvné bloky), elektrické součástky (přepínače, ložiska), mechanické části, atd.
- Polyester (PET, PBT): PET má vynikající průhlednost, tepelná odolnost a mechanická pevnost, a používá se hlavně ve vláknech, filmy, lahví a dalších oborů; PBT má vynikající chemickou odolnost, elektrická izolace a tekutost zpracování, a je široce používán v elektrických a elektronických oborech (konektory, relé), automobilové díly, atd.
- Polyfenylensulfid (PPS): Má vynikající tepelnou odolnost (teplota dlouhodobého použití až 200-220 ℃), odolnost proti korozi, zpomalení hoření a elektrická izolace, ale má špatnou tuhost. Je široce používán v elektrických součástech odolných vůči vysokým teplotám, díly automobilových motorů, chemické zařízení, atd.
- Polyether ether keton (PROHLÉDNĚTE): Má vynikající komplexní výkon, teplota dlouhodobého použití až 250-300 ℃, dobrá odolnost proti korozi, mechanická pevnost a biokompatibilita. Používá se hlavně ve špičkových oborech, jako je letecký průmysl, lékařské implantáty, a elektrické součástky odolné vysokým teplotám.
1.3.3 Klasifikace podle aplikačního oboru
Podle aplikačního oboru, technické plasty lze rozdělit na technické plasty automobilové kvality, elektrotechnické technické plasty, lékařské technické plasty, letecké technické plasty, atd. Různé oblasti použití mají různé požadavky na vlastnosti technických plastů. Například, technické plasty pro automobilový průmysl vyžadují dobrou tepelnou odolnost, rázová houževnatost a odolnost proti povětrnostním vlivům; elektrotechnické technické plasty vyžadují dobrou elektrickou izolaci a zpomalení hoření; lékařské technické plasty vyžadují dobrou biokompatibilitu a sterilitu; Letecké technické plasty vyžadují dobrou odolnost vůči vysokým teplotám, nízká hmotnost a vysoká pevnost.
2. Technologie zpracování jádra strojírenských plastů: Technologie dvoušnekového vytlačování
Strojírenské zpracování plastů zahrnuje především vytlačování, vstřikování, vyfukování, lisování a další metody, mezi nimiž je technologie dvoušnekového vytlačování klíčovou technologií pro výrobu technických plastových směsí (jako jsou modifikované technické plasty, zesílené technické plasty) a polotovary (jako jsou trubky, listy, vlákna). Ve srovnání s technologií vytlačování s jedním šnekem, technologie vytlačování dvou šneků má výhody silné střižné síly, dobrý efekt míchání, přesná regulace teploty, krátká doba zdržení a silná adaptabilita na suroviny, které mohou efektivně vyřešit potíže se zpracováním technických plastů (jako je citlivost na přehřátí a hydrolytickou degradaci, špatný efekt míchání, nízká efektivita zpracování) a zajistit kvalitu výrobků z technických plastů.
2.1 Obtíže zpracování technických plastů a požadavky na vytlačovací zařízení
Jak již bylo zmíněno dříve, technické plasty mají vynikající komplexní výkon, ale jejich obtížnost zpracování je také vyšší než u běžných plastů, především díky jejich speciální molekulární struktuře a výkonnostním charakteristikám. Hlavní potíže při zpracování technických plastů a odpovídající požadavky na vytlačovací zařízení jsou následující:
2.1.1 Citlivost na přehřátí a hydrolytickou degradaci
Většina technických plastů (jako je PA, PBT, PPS) jsou citlivé na přehřátí a hydrolytickou degradaci. Pokud je teplota zpracování příliš vysoká nebo doba zdržení v extrudéru je příliš dlouhá, molekulární řetězec technického plastu se přeruší, což má za následek tepelný rozklad, což sníží mechanické vlastnosti, tepelná odolnost a další vlastnosti výrobku, a dokonce způsobit změnu barvy, karbonizace a další vady. Navíc, některé technické plasty (jako je PA) mají vysokou absorpci vody, a vlhkost v materiálu způsobí hydrolytickou degradaci během procesu zpracování při vysoké teplotě, ovlivňující kvalitu produktu.
To klade dva klíčové požadavky na vytlačovací zařízení: první, přesná kapacita regulace teploty, které mohou přísně kontrolovat teplotu zpracování v optimálním rozsahu technických plastů, vyhnout se místnímu přehřátí, a přesnost regulace teploty by měla dosahovat ±1℃; druhý, krátká doba pobytu, což může zkrátit dobu, po kterou materiál zůstane v bubnu extrudéru, zabránit tepelnému rozkladu a hydrolytické degradaci. Dvoušnekové extrudéry mají výhody krátké doby zdržení (obvykle 1-5 zápis) a přesnou regulaci teploty, které jsou pro strojírenské zpracování plastů vhodnější než jednošnekové extrudéry (doba pobytu 5-10 zápis).
2.1.2 Vysoké požadavky na mísící a dispergační účinek
Ve strojírenském zpracování plastů, často je nutné přidat modifikátory (jako je skleněné vlákno, uhlíkové vlákno, mastek, retardéry hoření, kompatibilizátory) ke zlepšení výkonu produktu (jako je posilování, otužování, zpomalovač hoření). Například, přidání skleněného vlákna do PA může zlepšit jeho pevnost a rozměrovou stabilitu; přidání retardérů hoření k PBT může zlepšit jeho zpomalení hoření. Rovnoměrné míchání a disperze modifikátorů v matrici technického plastu je rozhodující pro výkon konečného produktu. Pokud je mísící a dispergační účinek slabý, modifikátory se budou shlukovat, což má za následek nerovnoměrný výkon produktu, a dokonce snížit mechanické vlastnosti produktu.
To vyžaduje, aby vytlačovací zařízení mělo silnou smykovou sílu a míchací kapacitu. Dvoušnekové extrudéry využívají vzájemně se zabírající souběžně rotující nebo protisměrnou dvoušnekovou strukturu, a relativní pohyb mezi šrouby může generovat silnou smykovou sílu a hnětací sílu, které mohou plně rozbít aglomeráty modifikátorů, aby byly modifikátory rovnoměrně rozptýleny v matrici technického plastu, a zajistit mísící a dispergační účinek. Navíc, modulární konstrukce dvoušroubu může libovolně kombinovat různé šroubové prvky (jako jsou dopravní prvky, míchací prvky, střižné prvky) podle typu technického plastu a modifikátoru, dále zlepšuje mísící a dispergační účinek.
2.1.3 Vysoké požadavky na odolnost zařízení proti opotřebení
Při zpracování vyztužených technických plastů (jako je PA vyztužený skleněnými vlákny, PPS vyztužený uhlíkovými vlákny), přidané skleněné vlákno, uhlíková vlákna a další modifikátory mají vysokou tvrdost, což způsobí vážné opotřebení šneku a válce extrudéru během procesu vytlačování. Pokud mají šroub a hlaveň špatnou odolnost proti opotřebení, budou se rychle nosit, což má za následek sníženou smykovou sílu a mísící kapacitu extrudéru, ovlivňuje kvalitu produktu a snižuje životnost zařízení.
To vyžaduje, aby šnek a válec extrudéru byly vyrobeny z vysoce kvalitních materiálů odolných proti opotřebení a zpracovány pokročilou výrobní technologií. Naše extrudéry řady HTS přijímají dováženou legovanou ocel odolnou proti opotřebení pro šnek a válec, a podstoupit ošetření bimetalickým kompozitem nebo ošetření laserem, což výrazně zlepšuje odolnost šroubu a válce proti opotřebení a korozi, a může se přizpůsobit zpracování vyztužených technických plastů s vysokými modifikátory tvrdosti.
2.1.4 Vysoké požadavky na provozní kapalinu a kontrolu tlaku
Některé technické plasty (jako je PPS, PROHLÉDNĚTE) mají vysokou viskozitu a špatnou tekutost při zpracování, které vyžadují, aby extrudér měl silnou dopravní kapacitu a kapacitu regulace tlaku, aby byl zajištěn hladký průběh extruze. Pokud je dopravní kapacita nedostatečná nebo je regulace tlaku nestabilní, způsobí nerovnoměrnou rychlost vytlačování, nestabilní velikost produktu, a dokonce i zablokování zařízení.
Dvoušnekové extrudéry mají silnou dopravní kapacitu a stabilní kapacitu regulace tlaku. Vzájemné zabírání dvou šneků může vytvářet silnou čerpací sílu, které mohou účinně přepravovat vysoce viskózní technické plastové materiály; ve stejnou dobu, extruder je vybaven vysoce přesným tlakovým senzorem, který může monitorovat vytlačovací tlak v reálném čase a automaticky nastavit rychlost šneku a rychlost podávání, aby byla zajištěna stabilita vytlačovacího tlaku a hladký průběh zpracování.
2.2 Pracovní princip a tok procesu vytlačování technických plastů se dvěma šneky
Proces vytlačování technických plastů se dvěma šneky je složitý fyzikální a chemický proces, který zahrnuje interakci více faktorů, jako je teplota, tlak, smyková síla a čas. Hlavním účelem je roztavit a změkčit technické plastové suroviny a modifikátory, promíchejte je rovnoměrně, a poté je vytlačte do požadovaného tvaru (jako jsou částice, potrubí, listy, vlákna) přes zemní hlavu. Konkrétní pracovní princip a tok procesu jsou následující:
2.2.1 Předúprava surovin
Předúprava surovin je základem zpracování technických plastů vytlačováním, který přímo ovlivňuje efekt zpracování a kvalitu produktu. Suroviny technických plastů zahrnují především technické plastové pryskyřice (jako je PA, PC, POM), modifikátory (jako je skleněné vlákno, uhlíkové vlákno, mastek, retardéry hoření), kompatibilizátory, maziva a další přísady. Kroky předúpravy jsou následující:
- Sušení: Většina technických plastů (jako je PA, PBT, PPS) mají vysokou absorpci vody, a vlhkost v surovinách způsobí hydrolytickou degradaci během vysokoteplotního zpracování, což má za následek vady výrobku (jako jsou bubliny, praskliny, snížené mechanické vlastnosti). Proto, suroviny musí být před zpracováním vysušeny. Teplota a doba sušení jsou určeny podle typu technického plastu: například, PA6 se suší při 80-100 °C 4-6 hodin, PA66 se suší při 100-120 °C 6-8 hodin, PBT se suší při 120-140 °C 2-4 hodin, PPS se suší při 150-160 °C 3-5 hodin. Obsah vlhkosti v sušených surovinách by měl být kontrolován níže 0.1%-0.2%.
- Předmíchání: Podle poměru vzorce, vysušená technická plastová pryskyřice, modifikátory a přísady se vkládají do vysokorychlostního mixéru k předmísení. Účelem předmísení je zajistit, aby modifikátory a přísady rovnoměrně přilnuly k povrchu částic pryskyřice, zlepšit účinek míchání během vytlačování, a vyhnout se místní aglomeraci modifikátorů. Rychlost míchání je obecně 800-1200 ot./min, a doba míchání je 5-10 zápis. U některých modifikátorů se špatnou kompatibilitou (jako jsou skleněné vlákno a PA), během předmísení by se měl přidat kompatibilizátor, aby se zlepšila kompatibilita mezi modifikátorem a pryskyřicí.
- Drcení a prosévání: Pro technické plastové pryskyřice s velkou velikostí částic nebo modifikátory s nestejnou velikostí částic (jako je skleněné vlákno), zpracování drcením a proséváním by se mělo provádět, aby se zajistila jednotnost surovin a zabránilo se ovlivnění mísícího a dispergačního účinku během vytlačování. Velikost částic drcených surovin by měla být kontrolována na 20-40 pletivo.
2.2.2 Krmení a doprava
Předmíchané suroviny jsou posílány do násypky dvoušnekového extrudéru přes šnekový podavač nebo pásový podavač. Podávací zařízení extrudéru je obvykle vybaveno funkcí regulace rychlosti přeměny frekvence, který může nastavit rychlost podávání podle rychlosti šneku a rychlosti vytlačování, aby se zajistilo, že materiály vstoupí do vytlačovací dutiny stabilně a rovnoměrně, zamezení hromadění materiálu nebo nedostatečného podávání. Plnicí násypka je také vybavena sušícím zařízením, aby se zabránilo opětovnému nasávání vlhkosti surovin během krmení.
2.2.3 Tání, Míchání a stříhání
Materiály vstupující do vytlačovací dutiny dvoušnekového extrudéru jsou kontinuálně tlačeny dopředu rotujícími šneky. Vytlačovací dutina se skládá ze šneku a válce, a objem vytlačovací dutiny se ve směru osy postupně zmenšuje. Když se šrouby otáčejí, materiály jsou postupně stlačovány působením šroubů a hlavně, a tlak ve vytlačovací dutině se postupně zvyšuje (obecně 5-15MPa).
Ve stejnou dobu, materiály jsou vystaveny silné smykové síle a třecí síle generované relativním pohybem mezi šrouby a hlavní, stejně jako mezi lopatkami šroubu. Smyková síla a třecí síla mohou plně rozbít aglomeráty modifikátorů, aby byly modifikátory rovnoměrně rozptýleny v roztavené technické plastové pryskyřici, a podporují fúzi a kompatibilitu mezi modifikátorem a pryskyřicí. Třecí síla může také vytvářet určité množství tepla, který je kombinován s vnějším ohřevem hlavně (elektrické vytápění nebo parní vytápění) aby se technická plastová pryskyřice postupně roztavila a plastifikovala.
Barel extruderu je obvykle rozdělen na 4-6 sekce regulace teploty (sekce krmení, úsek tavení, míchací sekce, homogenizační sekce, část hlavy), a teplota každé sekce je přesně řízena podle typu technického plastu. Například, při zpracování PA66+GF30 (PA66 vyztužený skleněnými vlákny), teplota podávací části je 120-140℃, sekce tavení je 250-260 ℃, míchací sekce je 260-270℃, homogenizační sekce je 250-260℃, a sekce hlavy matrice je 240-250 ℃. Přesná regulace teploty může zajistit úplné roztavení pryskyřice bez tepelného rozkladu, a modifikátory jsou rovnoměrně dispergovány.
2.2.4 Vytlačování a tvarování
Úplně roztavený, smíchaný a dispergovaný materiál je šneky vytlačován do vytlačovací hlavy extrudéru. Vyřezávací hlava je navržena podle tvaru konečného produktu: pro výrobu technických plastových směsí (granule), závitořezná hlava je vybavena několika kruhovými průvlakovými otvory (počet a velikost otvorů v matrici jsou určeny podle velikosti částic granulí); na výrobu trubek, listy, vlákna, závitořezná hlava je navržena do odpovídajících tvarů (jako je kruhová matrice pro trubky, plochá matrice na plechy).
Materiál je vytlačován z vytlačovací hlavy vysokou rychlostí za vzniku kontinuálních polotovarů (jako jsou proužky na granule, potrubí, listy). Teplota vytlačovací hlavy je o něco nižší než teplota homogenizační sekce, které mohou zabránit rozkladu materiálu vlivem nadměrné teploty a zajistit tvarovací efekt polotovarů. Rychlost vytlačování se řídí podle typu technického plastu a tvaru výrobku, obecně v rozmezí 0,5-5 m/min.
2.2.5 Chlazení a tuhnutí
Vytlačené polotovary jsou posílány do chladicího zařízení k rychlému ochlazení a ztuhnutí. Způsob chlazení se určuje podle tvaru výrobku: pro proužky (výroba granulí), obvykle se používá chlazení vodní nádrže, a teplota chladicí vody je řízena na 20-30 ℃, a doba chlazení je 2-5 zápis; pro trubky a plechy, používá se chlazení vzduchem nebo chlazení vodní sprchou, a rychlost chlazení by měla být řízena, aby se zabránilo deformaci produktu v důsledku nerovnoměrného chlazení. Rychlé ochlazení může způsobit rychlé ztuhnutí polotovarů, zachovat tvar a velikost výrobků, a zlepšit mechanické vlastnosti výrobků.
2.2.6 Řezání a následné zpracování
Po vychladnutí a ztuhnutí, polotovary se zpracovávají na konečný produkt řezáním nebo jinými kroky následného zpracování. Pro výrobu technických plastových směsí (granule), ochlazené pásy jsou odeslány do granulátoru k řezání, a granulátor je vybaven rotačním nožem, který může řezat pásy na granulované produkty s jednotnou velikostí (velikost částic je obecně 2-5 mm, které lze upravit podle potřeb zákazníka). Pro výrobu trubek a plechů, ochlazené polotovary se nařezávají na potřebnou délku řezacím strojem; pro výrobu vláken, ochlazená vlákna jsou dloužena a navíjena za vzniku vláknitých produktů.
Navíc, konečný produkt musí také projít kroky následného zpracování, jako je prosévání, kontrola a balení. Prověřovacím krokem je odstranění nekvalifikovaných produktů (jako jsou příliš velké, příliš malé nebo aglomerované částice); kontrolním krokem je zjištění výkonu (jako je mechanická pevnost, tepelná odolnost, rozměrová přesnost) produktu, aby bylo zajištěno, že splňuje požadavky zákazníka; krokem balení je zabalení kvalifikovaného produktu utěsněným a odolným způsobem proti vlhkosti, aby se zabránilo tomu, že produkt absorbuje vlhkost a neovlivní kvalitu.
2.3 Klíčové faktory ovlivňující strojírenské plasty Efekt vytlačování se dvěma šneky
Účinek dvoušnekového vytlačování přímo ovlivňuje kvalitu a výkon technických plastových výrobků. Existuje mnoho faktorů ovlivňujících efekt vytlačování, především včetně surovinových charakteristik, poměr vzorce, efekt předmíchání, parametry vytlačování a struktura vytlačovací hlavy. Zvládnutí těchto klíčových faktorů a provádění vědeckých úprav může zajistit stabilitu efektu vytlačování a konzistenci kvality produktu.
2.3.1 Charakteristika surovin
Typ, velikost částic, obsah vlhkosti a čistota surovin mají velký vliv na účinek vytlačování. Například, velikost částic technické plastové pryskyřice a modifikátorů by měla být jednotná; pokud je velikost částic nerovnoměrná, povede to k nerovnoměrnému tavení a míchání materiálů. Obsah vlhkosti surovin musí být přísně kontrolován níže 0.1%-0.2%; pokud je obsah vlhkosti příliš vysoký, způsobí hydrolytickou degradaci materiálu a bubliny v produktu. Velmi důležitá je také čistota surovin; nečistoty v surovinách (jako jsou kovy, kameny, prach) neovlivní pouze kvalitu produktu, ale také opotřebení šneku a válce extrudéru, a dokonce způsobit zablokování zařízení.
2.3.2 Poměr vzorce
Vzorcový poměr směsí technických plastů (poměr pryskyřice, modifikátory a přísady) je klíčem k určení výkonu produktu. Typ a dávkování modifikátorů by měly být určeny podle požadavků na vlastnosti produktu. Například, přidávání 20%-40% skleněného vlákna na PA může výrazně zlepšit jeho pevnost a rozměrovou stabilitu, ale nadměrné množství skleněných vláken sníží houževnatost a tekutost při zpracování produktu. Druh a dávkování aditiv je také třeba rozumně sladit: kompatibilizátory mohou zlepšit kompatibilitu mezi modifikátory a pryskyřicí, a dávkování je obecně 0.5%-2%; maziva mohou snížit tření mezi materiály a zařízením, zlepšit plynulost zpracování, a dávkování je obecně 0.3%-1%; antioxidanty mohou zabránit degradaci materiálu tepelnou oxidací během zpracování, a dávkování je obecně 0.1%-0.5%.
2.3.3 Efekt předmíchání
Předběžné míchání je základem zpracování vytlačováním. Rovnoměrnost předmísení přímo ovlivňuje mísící a dispergační účinek modifikátorů během vytlačování. Pokud je předmísení nerovnoměrné, modifikátory nemohou být rovnoměrně přilnuty k povrchu pryskyřice, což vede k místní aglomeraci modifikátorů, nerovnoměrné promíchání materiálů při vytlačování, a snížený výkon produktu. Pro zajištění efektu předmíchání, je nutné kontrolovat rychlost míchání, doba míchání a teplota míchání: rychlost míchání je 800-1200 ot./min, doba míchání je 5-10 zápis, a teplota míchání je řízena na 40-60 °C (vhodná teplota může zlepšit přilnavost přísad a podpořit rovnoměrné promíchání).
2.3.4 Parametry vytlačování
Parametry vytlačování jsou nejdůležitějšími faktory ovlivňujícími účinek vytlačování, hlavně včetně rychlosti šroubu, vytlačovací teplota a vytlačovací tlak.
- Rychlost šroubu: Rychlost šneku dvoušnekových extruderů pro technické plasty se obecně pohybuje od 100 na 1000 ot./min. Naše extrudéry řady HTS mohou dosáhnout maximální rychlosti 1000 ot./min. Čím vyšší je rychlost šroubu, tím větší je smyková síla a třecí síla přijatá materiály, tím lepší je mísící a dispergační účinek modifikátorů, a tím vyšší je efektivita výroby. Však, pokud je rychlost šroubu příliš vysoká, doba setrvání materiálů ve vytlačovací dutině je příliš krátká, což vede k neúplnému roztavení pryskyřice, nedostatečné promíchání materiálů, a nerovnoměrná kvalita produktu; pokud je rychlost šroubu příliš nízká, smyková síla a třecí síla jsou nedostatečné, modifikátory nemohou být plně rozptýleny, a efektivita výroby je nízká. Rychlost šneku by měla být nastavena podle typu technického plastu a typu modifikátoru: pro vysoce viskózní technické plasty (jako je PPS, PROHLÉDNĚTE), nižší rychlost šneku je nutná pro zajištění dostatečného roztavení a promíchání; pro vyztužené technické plasty (jako je PA vyztužený skleněnými vlákny), je zapotřebí vyšší rychlost šneku, aby se zajistilo rovnoměrné rozptýlení skleněného vlákna.
- Teplota vytlačování: Teplota vytlačování je klíčem k zajištění tavení a plastifikace technických plastů. Teplota každé části hlavně a závitořezné hlavy musí být přesně řízena podle typu technického plastu. Teplota podávací části je nižší (mírně vyšší než je teplota sušení surovin), což má především zabránit spékání materiálů a zajistit hladké podávání; teplota tavicí sekce je střední, což má hlavně podpořit tavení a plastifikaci pryskyřice; teplota směšovací sekce je vyšší, což má hlavně zvýšit smykový a míchací účinek, a podporují rovnoměrnou disperzi modifikátorů; teplota homogenizační sekce je o něco nižší než míchací sekce, což má především zajistit rovnoměrnou teplotu a viskozitu materiálů, a zamezit tepelnému rozkladu; teplota sekce vytlačovací hlavy je mírně nižší než homogenizační sekce, která má zajistit tvarovací účinek polotovarů. Přesnost regulace teploty by měla dosahovat ±1℃, aby se zabránilo místnímu přehřátí a tepelnému rozkladu materiálu.
- Vytlačovací tlak: Vytlačovací tlak dvoušnekového vytlačování technických plastů se obecně pohybuje od 5 až 15 MPa. Tlak ve vytlačovací dutině je určen především kompresním poměrem šneku, velikost otvoru v matrici a rychlost šroubu. Čím vyšší je vytlačovací tlak, tím lepší je mísící a dispergační účinek materiálů, a čím je produkt hustší. Však, pokud je tlak příliš vysoký, zvýší se spotřeba energie a opotřebení zařízení, a dokonce způsobit zablokování závitořezné hlavy; pokud je tlak příliš nízký, materiály nelze plně stlačit a smíchat, produkt je uvolněný, a výkon je nestabilní. Vytlačovací tlak by měl být upraven podle typu technického plastu a tvaru výrobku: pro vysoce viskózní materiály a produkty s malými otvory v matrici, je zapotřebí vyšší vytlačovací tlak.
2.3.5 Struktura hlavy lisu
Struktura závitořezné hlavy zahrnuje hlavně tvar, velikost a počet otvorů matrice, která přímo ovlivňuje tvarovací efekt a kvalitu produktu. Pro výrobu technických plastových směsí (granule), závitořezná hlava by měla být vybavena několika jednotnými otvory matrice, a velikost otvorů v matrici by měla odpovídat velikosti částic produktu; pro výrobu trubek a plechů, závitořezná hlava by měla být navržena podle tvaru a velikosti výrobku, a průtokový kanál vytlačovací hlavy by měl být hladký, aby se zabránilo hromadění materiálu a místnímu přehřívání. Vyřezávací hlava by měla být také vybavena zařízením pro regulaci teploty, aby byla zajištěna rovnoměrná teplota závitořezné hlavy a stabilní tvarování výrobku.
3. Naše extrudéry řady HTS: Profesionální řešení pro strojírenské zpracování plastů
Dlouhodobě se zabýváme výzkumem, vývoj a výroba vysoce výkonných dvoušnekových extruderů, a nashromáždili bohaté zkušenosti v oblasti strojírenského zpracování plastů. Podle zpracovatelských charakteristik technických plastů (citlivost na přehřátí a hydrolytickou degradaci, vysoké požadavky na mísící a dispergační účinek, vysoká viskozita) a potřeby aplikace, vyvinuli jsme dvoušnekové extrudéry řady HTS speciálně pro strojírenské zpracování plastů. Naše extrudéry řady HTS využívají převodovky s vysokým točivým momentem, se specifickým točivým momentem 14 Nm/cm³ a maximální rychlostí až 1000 ot./min., které mohou získat vyšší výkon, kratší doba pobytu, lepší dispergovatelnost a přesnější regulace teploty, dokonale se přizpůsobí potřebám zpracování různých technických plastů.
3.1 Hlavní výhody extrudérů řady HTS pro strojírenské zpracování plastů
3.1.1 Vysoký točivý moment a vysoká rychlost, Vysoká efektivita výroby
Technické plasty mají vysokou viskozitu a špatnou tekutost při zpracování, které vyžadují, aby extrudér měl silný krouticí moment a dopravní kapacitu. Naše extrudéry řady HTS využívají převodovky s vysokým točivým momentem, které jsme nezávisle vyvinuli a vyrobili (Řada HTS PLUS a řada HTS SUPER) nebo dovezené od předních evropských výrobců (Řada HTS BASIC), se specifickým točivým momentem 14 Nm/cm³, který je mnohem vyšší než u běžných dvoušnekových extruderů (obecný točivý moment je 8-12 Nm/cm³). Konstrukce s vysokým točivým momentem zajišťuje, že extrudér může stabilně dopravovat vysoce viskózní technické plastové materiály, zabraňte hromadění materiálu a zablokování zařízení, a zlepšit stabilitu procesu vytlačování.
Ve stejnou dobu, the HTS series extruders have a high speed design, with a maximum speed of up to 1000rpm. The high speed can generate strong shear force and mixing force, které mohou plně rozbít aglomeráty modifikátorů, make the modifiers uniformly dispersed in the resin matrix, and improve the mixing and dispersing effect. Navíc, the high speed design also greatly improves the production efficiency: ve srovnání s běžnými extrudéry, the production efficiency of HTS series extruders can be increased by 30%-50%, which can meet the large-scale production needs of engineering plastics enterprises.
3.1.2 Short Residence Time, Effectively Avoiding Thermal Degradation
As engineering plastics are sensitive to overheating and hydrolytic degradation, the residence time of materials in the extruder is crucial. Our HTS series extruders adopt an optimized screw structure and barrel design, with a short residence time of only 1-3 zápis, který je mnohem kratší než u běžných dvoušnekových extruderů (5-10 zápis) a jednošnekové extrudéry (10-15 zápis). Krátká doba zdržení může účinně zkrátit dobu kontaktu mezi materiálem a vysokou teplotou, zabránit tepelnému rozkladu a hydrolytické degradaci materiálu, a zajistit mechanické vlastnosti a tepelnou odolnost výrobku.
Navíc, šnek extrudérů řady HTS má modulární konstrukci, a různé šroubové prvky lze libovolně kombinovat podle typu technického plastu, který může dále upravit dobu zdržení materiálu, zajišťuje, že různé typy technických plastů mohou získat optimální dobu zdržení během zpracování.
3.1.3 Přesná regulace teploty, Stabilní výkon
Extrudéry řady HTS využívají pokročilý inteligentní systém regulace teploty, který může realizovat přesnou regulaci teploty každé části hlavně a závitořezné hlavy. Přesnost regulace teploty může dosáhnout ±1℃, které mohou přísně kontrolovat teplotu zpracování v optimálním rozsahu technických plastů, zabránit místnímu přehřátí a tepelnému rozkladu materiálu. Systém regulace teploty je vybaven funkcí monitorování a alarmu v reálném čase: pokud teplota některé sekce překročí nastavený rozsah, systém včas vydá výzvu k poplachu, a dokonce automaticky upraví výkon topení nebo v případě potřeby zařízení vypne, aby se zabránilo selhání zařízení a problémům s kvalitou produktu.
Navíc, válec extrudérů řady HTS má dvouvrstvý plášť, které mohou realizovat rychlé zahřívání a chlazení, a zlepšit rychlost odezvy regulace teploty. Závitořezná hlava je také vybavena nezávislým zařízením pro regulaci teploty, která zajišťuje rovnoměrnou teplotu závitořezné hlavy a stabilní tvarování výrobku.
3.1.4 Vynikající míchací a disperzní efekt
Extrudéry řady HTS využívají vzájemně se do sebe rotující dvoušnekovou strukturu, s přiměřeným stoupáním šroubu, návrh olova a kompresního poměru. Zabírání a otáčení dvou šneků může generovat silnou smykovou sílu a hnětací sílu, které mohou plně rozbít aglomeráty modifikátorů (jako je skleněné vlákno, uhlíkové vlákno, mastek), aby byly modifikátory rovnoměrně rozptýleny v matrici technické plastové pryskyřice, a zajistit mísící a dispergační účinek. Rovnoměrnost míchání u extrudérů řady HTS může dosáhnout více než 95%, který je mnohem vyšší než u běžných dvoušnekových extruderů (85%-90%).
Šnek extrudérů řady HTS má modulární konstrukci, a různé typy šroubových prvků (jako jsou dopravní prvky, míchací prvky, střižné prvky) lze libovolně kombinovat podle typu technického plastu a modifikátoru. Například, při zpracování vyztužených technických plastů skelným vláknem, může být konfigurováno více střižných prvků pro zvýšení střižného účinku a zajištění rovnoměrného rozptýlení skelného vlákna; při zpracování technických plastů s vysokou viskozitou (jako je PPS), lze konfigurovat více míchacích prvků pro zlepšení míchacího účinku a zajištění rovnoměrné viskozity materiálu.
3.1.5 Vysoká odolnost proti opotřebení, Dlouhá životnost
Při zpracování vyztužených technických plastů (jako je PA vyztužený skleněnými vlákny, PPS vyztužený uhlíkovými vlákny), přidané modifikátory mají vysokou tvrdost, což způsobí vážné opotřebení šneku a válce extrudéru. Naše extrudéry řady HTS využívají vysoce kvalitní materiály odolné proti opotřebení a pokročilou výrobní technologii, aby byla zajištěna odolnost hlavních součástí proti opotřebení.
Šnek a válec extrudérů řady HTS jsou vyrobeny z dovážené legované oceli odolné proti opotřebení (jako je 38CrMoAlA), a podstoupit ošetření bimetalickým kompozitem nebo ošetření laserem. Tvrdost povrchu šroubu a hlavně může dosáhnout ≥65 HRC (Řada HTS BASIC) a ≥70 HRC (Řada HTS PLUS a řada HTS SUPER), který má extrémně silnou odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi, a může účinně odolávat opotřebení způsobenému modifikátory vysoké tvrdosti. To značně prodlužuje životnost šroubu a hlavně: životnost šneku a válce extruderů řady HTS je 2-3 krát větší než u běžných extrudérů, snížení frekvence výměny součástí a nákladů na údržbu zařízení.
Navíc, poskytujeme také profesionální služby detekce opotřebení pro šroub a hlaveň. Náš technický tým bude zákazníkům pravidelně zjišťovat stupeň opotřebení šroubu a hlavně, vydat podrobnou zprávu o opotřebení, a předkládat cílené návrhy na výměnu a údržbu, zajišťuje, že zákazníci vyměňují komponenty pouze v případě potřeby, vyhnout se zbytečnému plýtvání.
3.1.6 Wide Application Range, Strong Flexibility
The HTS series extruders have a wide application range, which can adapt to the processing needs of various engineering plastics, including general engineering plastics (PA, PC, POM, PET, PBT) and special engineering plastics (PPS, PROHLÉDNĚTE, PSU, PES). The extruders can also adapt to the processing of various modified engineering plastics, such as reinforced engineering plastics (glass fiber reinforced, carbon fiber reinforced), toughened engineering plastics, flame-retardant engineering plastics, antistatic engineering plastics, atd.
The modular design of the HTS series extruders (screw, hlaveň, zemřít hlavou, atd.) makes the replacement of components more convenient and quick. When customers need to adjust the product type (such as switching from PA processing to PPS processing) or modify the formula, they only need to replace the corresponding components, bez výměny celého zařízení, což snižuje náklady na transformaci zařízení a zlepšuje flexibilitu a přizpůsobivost zařízení. Navíc, the HTS series extruders can also be matched with different auxiliary equipment (jako jsou vysokorychlostní mixéry, sušičky, chladiče, granulátory, prosévací stroje, balicí stroje) to form a complete automatic production line, realizace kontinuální výroby od předúpravy surovin až po balení výrobků.
3.1.7 Inteligentní ovládání, Snadná obsluha a údržba
The HTS series extruders adopt a PLC intelligent control system and a touch screen operation interface, který je jednoduchý a intuitivní, snadné ovládání. Systém může ukládat více sad receptur produktu a parametrů zpracování. When customers produce different types of engineering plastics, stačí jim zavolat odpovídající vzorec a parametry, bez opakovaného ladění, což šetří čas a zvyšuje efektivitu výroby.
The system is also equipped with a real-time monitoring function, which can monitor the key parameters of the extrusion process (jako je teplota, tlak, rychlost šroubu, rychlost podávání) in real time, and record the production data (such as output, processing time) for later query and analysis. For the HTS SUPER series extruders, we also provide a cloud control function, který může realizovat vzdálené nastavení parametrů, monitorování výrobních dat a prediktivní údržba zařízení, realizace inteligentního řízení výroby.
Navíc, the HTS series extruders adopt a reasonable structural design, which makes the maintenance more convenient. Šroub, hlaveň, závitořeznou hlavu a další součásti lze rychle demontovat a sestavit, which reduces the maintenance time and labor intensity. Our after-sales service team will provide professional installation, commissioning and training services for customers, ensuring that customers can use the equipment smoothly.
3.2 HTS Series Extruder Product Types and Their Adaptation to Engineering Plastics
In order to meet the diverse processing needs of engineering plastics enterprises of different scales and product types, we have launched three main product types in the HTS series: Řada HTS BASIC, Řada HTS PLUS a řada HTS SUPER. Each series has its own characteristics and targeted adaptation scenarios, which can be selected by customers according to their own production scale, typ produktu, budget and other factors.
3.2.1 Extrudéry řady HTS BASIC: Flexible and Cost-Effective Choice for General Engineering Plastics
The HTS BASIC series extruders are a cost-effective product series designed for engineering plastics processing enterprises with medium and small production scales or initial entry into the industry. Tato řada extruderů používá převodovky se středním točivým momentem od předních evropských výrobců, které mají výhody stabilního výkonu, nízká hlučnost, vysoká účinnost a dlouhá životnost. The medium-torque design (specific torque 10-12Nm/cm³) can meet the processing needs of most general engineering plastics (such as PA6, PA66, POM, PET, PBT) and low-to-medium modified engineering plastics (such as glass fiber reinforced PA with filling amount ≤30%).
Z hlediska konstrukčního řešení, the HTS BASIC series extruders adopt a twin-screw parallel co-rotating structure, s průměrem šroubu od 30 mm do 65 mm, a kompresní poměr 4-8, které lze upravit podle typu technického plastu. Hlaveň je vyrobena z legované oceli odolné proti opotřebení s nitridační úpravou, a šroub je vyroben z legované oceli odolné proti opotřebení a korozi, který má dobrou odolnost proti opotřebení. Extrudér je vybaven řídicím systémem PLC a ovládacím rozhraním dotykové obrazovky, které mohou realizovat automatické podávání, automatická regulace teploty, automatická regulace tlaku a automatické řezání, a je jednoduchý a snadno ovladatelný.
Výrobní kapacita extrudérů řady HTS BASIC se pohybuje od 100 kg/h do 500 kg/h, který je vhodný pro střední a malé podniky na zpracování strojírenských plastů, které vyrábějí především všeobecné technické plasty a nízko až středně modifikované technické plasty. Jednou z největších výhod této řady je, že může poskytovat flexibilní možnosti prostřednictvím různých kombinací konfigurací. Zákazníci si mohou vybrat různé šroubové prvky, zemřít hlavy, krmná zařízení, sušicí zařízení a zařízení pro následné zpracování podle vlastních typů produktů, výrobní kapacita a rozpočet, tak, aby vytvořili výrobní linku vhodnou pro vlastní potřeby. Extrudéry řady HTS BASIC mají rozumnou cenu, které mohou podnikům pomoci snížit počáteční investiční náklady.
3.2.2 Extrudéry řady HTS PLUS: High-Performance Choice for Engineering Plastics and Modified Products
Extrudéry řady HTS PLUS využívají převodovky s vysokým točivým momentem, které jsme nezávisle vyvinuli a vyrobili, se specifickým točivým momentem 14 Nm/cm³, which has stronger torque and load-bearing capacity than the HTS BASIC series. This series of extruders is mainly designed for the processing of high-performance engineering plastics, high-modified engineering plastics and special engineering plastics (jako je PPS), which is suitable for medium and large-scale engineering plastics processing enterprises that pursue high performance and high efficiency.
The HTS PLUS series extruders have a screw diameter ranging from 65mm to 110mm, a compression ratio of 5～10, and a screw speed range of 200～800 rpm. The screw and barrel adopt bimetallic composite treatment, which has higher wear resistance and corrosion resistance (surface hardness ≥65 HRC), and can adapt to the processing of reinforced engineering plastics with high filling amount (such as glass fiber reinforced PA with filling amount 30%-50%, PPS vyztužený uhlíkovými vlákny) and high-hardness modifiers. The extruder is equipped with an advanced intelligent temperature control system and a high-precision pressure sensor, which can realize precise control of extrusion parameters and real-time monitoring of production data, ensuring the stability of the extrusion process and the quality of the product.
The production capacity of the HTS PLUS series extruders ranges from 500kg/h to 2000kg/h, which is suitable for the large-scale production of general engineering plastics, high-modified engineering plastics and special engineering plastics (jako je PPS). This series of extruders has excellent mixing and dispersing effect, short residence time and high production efficiency, which can effectively solve the processing difficulties of high-viscosity and high-modified engineering plastics, and help enterprises improve product quality and production efficiency.
3.2.3 HTS SUPER Series Extruders: Top-End Choice for High-End Engineering Plastics
The HTS SUPER series extruders adopt the latest ultra-high torque transmission device independently developed by us, se specifickým točivým momentem 14 Nm/cm³ a maximální rychlostí až 1000 ot./min.. Aiming at the high torque and high speed characteristics of this series, the structural design of each key component of the extruder has been completely optimized, which is our highest-end extruder series, representing the advanced level of China’s extruder development. This series of extruders is mainly designed for the processing of high-end special engineering plastics (jako je PEEK, PI, PSU, PES) and high-performance modified engineering plastics (such as carbon fiber reinforced PEEK, glass fiber reinforced PI), which is suitable for large-scale high-end engineering plastics processing enterprises that pursue high precision, high performance and intelligence.
Extrudéry řady HTS SUPER mají průměr šneku v rozmezí od 80 mm do 130 mm, kompresní poměr 6～12, and a screw speed range of 250～1000 rpm. Šroub a hlaveň přijímají dováženou technologii legované oceli odolné proti opotřebení a technologii laserového opláštění, který má extrémně vysokou odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi (surface hardness ≥70 HRC), a dokáže se přizpůsobit zpracování speciálních technických plastů s vysokou teplotní odolností, modifikátory s vysokou viskozitou a vysokou tvrdostí. Extrudér je vybaven inteligentním PLC + cloudový systém ovládání dotykové obrazovky, který může realizovat vzdálené nastavení parametrů, sledování výrobních dat, prediktivní údržba zařízení a analýza dat, realizace inteligentního řízení výroby.
Výrobní kapacita extrudérů řady HTS SUPER se pohybuje od 1000 kg/h do 3000 kg/h, který je vhodný pro velkosériovou výrobu špičkových speciálních technických plastů a vysoce výkonných modifikovaných technických plastů. Tato řada extruderů má výhody vysoké přesnosti, silné přizpůsobení, multifunkční a stabilní výkon, které splňují nejpřísnější požadavky na zpracování špičkových technických plastů. Krátká doba pobytu (1-2 zápis) a přesná regulace teploty může účinně zabránit tepelnému rozkladu speciálních technických plastů, zajišťující vynikající výkon produktu. Navíc, extrudéry řady HTS SUPER lze také upravit podle speciálních potřeb zákazníků na zpracování, poskytování personalizovaných řešení.
3.3 Návrhy na výběr pro extrudéry technických plastů
Při výběru dvoušnekových extruderů pro strojírenské zpracování plastů, podniky musí komplexně zvážit své vlastní výrobní potřeby, typy produktů, měřítko zpracování, rozpočet a další faktory, aby se zajistilo, že vybrané zařízení bude splňovat skutečné potřeby zpracování a přinese maximální ekonomické výhody. Níže jsou uvedeny některé konkrétní návrhy výběru:
3.3.1 Určete řadu extruderů podle typu technických plastů
Různé typy technických plastů mají různé požadavky na zpracování, které určují výběr řady extruderů. Pro všeobecné technické plasty (PA6, PA66, POM, PET, PBT) s nízkým stupněm modifikace (filling amount ≤30%), the HTS BASIC series is sufficient to meet the processing needs. Its medium torque and flexible configuration can balance processing effect and cost, which is very suitable for small and medium-sized enterprises that just start to engage in engineering plastics processing or focus on general-purpose products. For high-modified engineering plastics (filling amount 30%-50%, jako je PA vyztužený skleněnými vlákny, carbon fiber reinforced PBT) and special engineering plastics with moderate processing difficulty (jako je PPS), the HTS PLUS series is the preferred choice. Its high torque of 14Nm/cm³ and excellent mixing and dispersing capacity can effectively solve the problem of uneven dispersion of high-content modifiers, and its wear-resistant screw and barrel can adapt to the wear of hard modifiers, ensuring stable production. Pro špičkové speciální technické plasty (PROHLÉDNĚTE, PI, PSU, PES) and high-performance modified engineering plastics (množství náplně ≥ 50 %, such as carbon fiber reinforced PEEK), musí být vybrána řada HTS SUPER. Jeho ultra vysoký točivý moment, maximální rychlost 1000 ot./min a plně optimalizovaná struktura kláves si poradí s vysokou viskozitou, vysoká teplotní odolnost a přísné požadavky na zpracování špičkových materiálů, zabránit tepelnému rozkladu a degradaci materiálu, a zajistit vysoký výkon konečného produktu.
3.3.2 Určete průměr šroubu a výrobní kapacitu podle měřítka zpracování
Průměr šneku dvoušnekového extrudéru přímo určuje výrobní kapacitu, a podniky si musí vybrat vhodný průměr šroubu podle svého vlastního výrobního rozsahu a poptávky. Pro malosériovou výrobu (100kg/h – 500kg/h), jako je přizpůsobení v malých sériích, výzkum a vývoj produktů nebo malé zakázky, řada HTS BASIC s průměrem šroubu 30 mm – 65mm je vhodný; pro střední výrobu (500kg/h – 2000kg/h), jako je hromadná výroba obecně modifikovaných technických plastů, řada HTS PLUS s průměrem šroubu 65 mm – 110mm může uspokojit poptávku; pro velkosériovou výrobu (1000kg/h – 3000kg/h), jako je velkosériová výroba špičkových speciálních technických plastů nebo velké zakázky od navazujících podniků, řada HTS SUPER s průměrem šroubu 80 mm – 130mm je nejlepší volba. Nutno podotknout, že při výběru, podniky by neměly slepě usilovat o velké výrobní kapacity. Měli by také zvážit kolísání množství objednávky. Pokud je množství objednávky nestabilní, mohou si vybrat zařízení s nastavitelnou rychlostí a flexibilní výrobní kapacitou (jako je řada HTS BASIC s funkcí regulace rychlosti převodu frekvence) aby se zabránilo plýtvání zdroji zařízení a energií.
3.3.3 Zvažte požadavek na modifikaci a efekt míchání
Pokud jsou hlavními produkty podniku modifikované technické plasty, mísící a dispergační účinek extrudéru je klíčovým faktorem, který je třeba vzít v úvahu. Pro produkty, které potřebují přidat různé modifikátory (jako jsou retardéry hoření, kompatibilizátory, zpevňující látky) ve stejnou dobu, je nutné vybrat extrudéry s vynikajícím míchacím výkonem, jako je řada HTS PLUS a řada HTS SUPER s modulárními míchacími šnekovými prvky. Tyto dvě řady mohou libovolně kombinovat dopravníkové prvky, míchací prvky a střižné prvky podle typu modifikátoru, upravte intenzitu míchání a dobu zdržení, a zajistit, aby různé modifikátory byly rovnoměrně dispergovány v matrici pryskyřice. Například, při zpracování modifikovaného PBT zpomalujícího hoření, může být konfigurováno více míchacích prvků, aby se zajistilo rovnoměrné rozptýlení retardérů hoření, vyvarujte se lokální nedostatečnosti zpomalování hoření; při zpracování PA vyztuženého skelnými vlákny, více střižných prvků může být konfigurováno tak, aby rozbilo aglomeraci skleněných vláken a zlepšilo vazebnou sílu mezi skleněným vláknem a pryskyřicí. Navíc, má-li podnik požadavek na víceodrůdovou a malosériovou úpravu, doporučuje se vybrat extrudér s rychlou výměnou šnekových prvků (jako je modulární šroubový design řady HTS), což může zkrátit dobu úpravy zařízení a zlepšit efektivitu výroby.
3.3.4 Zvažte nákladový rozpočet a komplexní výhody
Rozpočet nákladů je pro podniky důležitým faktorem při výběru zařízení, ale není vhodné slepě usilovat o nízké náklady. Je nutné vyvážit počáteční pořizovací náklady, pozdější náklady na údržbu, spotřebu energie a efektivitu výroby pro maximalizaci komplexních výhod. Řada HTS BASIC má nejnižší počáteční pořizovací náklady, nízká spotřeba energie a jednoduchá údržba, který je vhodný pro podniky s omezeným rozpočtem a malým rozsahem výroby; řada HTS PLUS má mírné počáteční pořizovací náklady, ale jeho vysoká efektivita výroby, dlouhá životnost a stabilní efekt zpracování mohou snížit pozdější náklady na údržbu a zlepšit míru kvalifikace produktu, který je vhodný pro střední a velké podniky s určitým rozpočtem a snahou o vysoký výkon; řada HTS SUPER má nejvyšší počáteční pořizovací náklady, ale umí zpracovávat špičkové produkty s vysokou přidanou hodnotou, a jeho inteligentní ovládání a dlouhá životnost mohou v pozdějším období snížit mzdové náklady a náklady na údržbu, který je vhodný pro velké podniky s dostatečným rozpočtem a zaměřením na high-end trh. Navíc, podniky by také měly zvážit poprodejní servis zařízení. Naše extrudéry řady HTS poskytují kompletní systém poprodejních služeb, včetně instalace, uvedení do provozu, technické školení, pravidelná údržba a rychlá výměna náhradních dílů, což může snížit pozdější provozní riziko podniků.
3.3.5 Zvažte kompatibilitu s pomocným zařízením
Zpracování technických plastů vytlačováním pomocí dvou šneků musí být spojeno s řadou pomocných zařízení, jako je zařízení na sušení surovin, vysokorychlostní mixér, chladič, granulátor, prosévací stroj, balicí stroj, atd. Při výběru extruderu, podniky musí zvážit kompatibilitu mezi extruderem a pomocným zařízením, aby zajistily hladký provoz celé výrobní linky. Naše extrudéry řady HTS lze dokonale sladit s různými standardními pomocnými zařízeními, a lze je také přizpůsobit podle stávajícího pomocného zařízení podniku, aby se zabránilo plýtvání způsobenému nekompatibilitou mezi novým zařízením a starým pomocným zařízením. Například, pokud podnik již má vysokorychlostní míchačku s kapacitou míchání 500 kg, může zvolit extrudér řady HTS PLUS s výrobní kapacitou 500 kg/h – 800kg/h, aby to odpovídalo, zajištění koordinace předmíchání surovin a výroby extruze.
4. Oblasti použití technických plastů a odpovídající řešení extruderů řady HTS
Technické plasty, with their excellent comprehensive performance, have been widely used in automotive, elektrické a elektronické, lékařský, kosmonautika, chemikálie, construction and other fields. Different application fields have different requirements on the performance of engineering plastic products, which also puts forward different requirements on extrusion processing equipment. Níže, we will elaborate on the application characteristics of engineering plastics in major fields and the matching HTS series extruder solutions, providing targeted reference for enterprises in different fields.
4.1 Automotive Field: Lehký, High Temperature Resistance and Wear Resistance
With the development of automotive lightweight and energy-saving and emission-reduction, engineering plastics have become an important material for automotive parts, gradually replacing traditional metal materials. The engineering plastics used in the automotive field mainly include PA, POM, PC, PBT, PPS, atd., which are mainly used in engine parts, interior parts, exterior parts and electrical components. The core requirements for extrusion processing are: lehký, high temperature resistance, odolnost proti opotřebení, dimensional stability and low VOC (volatile organic compounds), which require the extruder to have precise temperature control, excellent mixing and dispersing effect and stable production capacity.
For automotive interior parts (such as instrument panels, door panels, air ducts) made of general engineering plastics (PA6, POM, PC/ABS alloy), the HTS BASIC series extruders can meet the processing needs. Its flexible configuration can adjust the processing parameters according to the performance requirements of interior parts, ensure the smooth surface and dimensional stability of the product, a jeho nízká spotřeba energie a náklady mohou snížit výrobní náklady automobilových dílů. Pro automobilové díly motorů (jako jsou sací potrubí, kryty hlavy válců, olejové vany) vyrobeno z technických plastů odolných vůči vysokým teplotám a opotřebení (PA66+GF30, PPS), vhodnější jsou extrudéry řady HTS PLUS. Jeho vysoký točivý moment a vynikající mísící a dispergační účinek mohou zajistit rovnoměrné rozptýlení skleněného vlákna, zlepšit pevnost a odolnost produktu vůči vysokým teplotám, a jeho šroub a válec odolný proti opotřebení se mohou přizpůsobit opotřebení skelných vláken, zajištění dlouhodobě stabilní produkce. Pro špičkové díly nových energetických vozidel (jako je pouzdro baterie, izolační díly motoru) vyrobeno z vysoce kvalitních speciálních technických plastů (PROHLÉDNĚTE, PI), jsou vyžadovány extrudéry řady HTS SUPER. Jeho ultra vysoký točivý moment, precise temperature control and short residence time can avoid thermal decomposition of high-temperature resistant materials, ensure the insulation performance and corrosion resistance of the product, and meet the strict requirements of new energy vehicles on parts performance.
případová studie: A large automotive parts manufacturer specializing in new energy vehicle battery parts selected our HTS SUPER series extruders (screw diameter 100mm) to process carbon fiber reinforced PEEK battery shells. The PEEK material has high viscosity and high temperature resistance, and the carbon fiber filling amount reaches 40%, which has extremely high requirements on extrusion equipment. The HTS SUPER series extruders, with their ultra-high torque of 14Nm/cm³ and maximum speed of 1000rpm, generate strong shear force and mixing force, což činí uhlíkové vlákno rovnoměrně rozptýlené v matrici PEEK; přesný systém regulace teploty (přesnost ±1℃) přísně kontroluje teplotu zpracování na 380-400 ℃, zamezení tepelného rozkladu PEEK; krátká doba pobytu (1.5 zápis) účinně snižuje degradaci materiálu, zajištění pevnosti a izolačního výkonu pláště baterie. Po použití extruderů řady HTS SUPER, produkční efektivita podniku se zvyšuje o 40%, míra kvalifikace produktu se zvyšuje z 88% na 99%, a výrobní náklady se sníží o 15%, který získal vysoké uznání od podniku.
4.2 Elektrické a elektronické pole: Elektrická izolace, Nehořlavost a rozměrová stabilita
Elektrické a elektronické pole je jedním z prvních a nejrozšířenějších oborů technických plastů. Technické plasty se používají hlavně v elektrických konektorech, elektroinstalační desky, relé, motory, stahovací pásky, kryty lamp a další součásti. The core requirements for extrusion processing are: vynikající elektrická izolace, zpomalení hoření, rozměrová stálost, odolnost proti korozi a nízká toxicita, which require the extruder to have precise temperature control, dobrý mísící a dispergační účinek a přísná kapacita kontroly kvality.
Pro obecné elektrické komponenty (jako jsou stahovací pásky, konektory) made of general engineering plastics (PA6, PBT, PC), vhodné jsou extrudéry řady HTS BASIC. Jeho flexibilní konfigurace může odpovídat různým závitořezným hlavám a vyrábět součásti různých tvarů a velikostí; přesná regulace teploty zajišťuje elektrické izolační vlastnosti produktu, a nízké náklady mohou uspokojit potřeby hromadné výroby obecných elektrických součástí. Pro vysoce přesné elektrické komponenty (jako jsou relé, vinutí motoru) vyrobeno z modifikovaných technických plastů zpomalujících hoření (PBT+GF30+zpomalovač hoření, PA66+ zpomalovač hoření), the HTS PLUS series extruders are preferred. Its high mixing and dispersing effect can ensure the uniform dispersion of flame retardants, vyvarujte se lokální nedostatečnosti zpomalování hoření, and meet the UL94 V-0 flame retardant standard; the precise dimensional control can ensure the dimensional accuracy of high-precision components, avoiding assembly failure. For high-end electrical components (such as high-temperature resistant connectors, aerospace electrical components) made of special engineering plastics (PPS, PSU, PES), jsou vyžadovány extrudéry řady HTS SUPER. Its ultra-high torque and excellent wear resistance can cope with the high viscosity and high hardness of special engineering plastics, and the precise temperature control and short residence time can ensure the electrical insulation performance and high temperature resistance of the product, meeting the strict requirements of high-end electrical and electronic products.
4.3 Medical Field: Biocompatibility, Sterility and Precision
The medical field has extremely strict requirements on materials, a technické plasty používané v lékařské oblasti musí mít dobrou biokompatibilitu, sterilita, odolnost proti korozi a rozměrová stálost, a nesmí produkovat toxické a škodlivé látky. Mezi hlavní technické plasty používané v lékařské oblasti patří PC, PA, PROHLÉDNĚTE, PSU, atd., které se používají hlavně v lékařských nádobách, lékařské katétry, lékařské implantáty, chirurgické nástroje a další produkty. The core requirements for extrusion processing are: vysoká přesnost, žádné znečištění, stabilní výkon, které vyžadují vysokou čistotu extrudéru, přesná regulace teploty a přísná kapacita kontroly kvality.
Pro běžné lékařské produkty (jako jsou lékařské nádoby, běžné katétry) vyrobeno z lékařských všeobecně technických plastů (lékařský počítač, PA lékařského stupně), extrudéry řady HTS BASIC se speciální konfigurací čistoty mohou splnit požadavky. Můžeme přizpůsobit šroub a hlaveň s vysokou čistotou, bez mrtvého úhlu pro řadu HTS BASIC, zabraňte zbytkům materiálu a znečištění, a sladit systém sterilního podávání a balení, aby byla zajištěna sterilita produktu. Pro vysoce přesné lékařské produkty (jako jsou přesné katetry, lékařské implantáty) vyrobeno ze speciálních technických plastů pro lékařské účely (PEEK lékařské úrovně, PSU lékařské úrovně), jsou vyžadovány extrudéry řady HTS SUPER s vysoce přesnou konfigurací. Jeho plně optimalizovaná struktura šroubu a přesná regulace teploty mohou zajistit rozměrovou přesnost produktu (tolerance ≤±0,01mm), a čisté výrobní prostředí a žádný design znečištění může splňovat požadavky na biokompatibilitu lékařských produktů; funkce cloudového ovládání může realizovat monitorování a záznam výrobního procesu v reálném čase, který je vhodný pro sledovatelnost zdravotnických produktů a splňuje GMP (Správná výrobní praxe) requirements of the medical field.
4.4 Aerospace Field: High Temperature Resistance, Low Weight and High Strength
The aerospace field has extremely high requirements on the performance of materials, and engineering plastics used in the aerospace field must have excellent high temperature resistance, low weight, high strength, corrosion resistance and radiation resistance. The main engineering plastics used in the aerospace field include PEEK, PI, PSU, PES, atd., which are mainly used in aerospace components, aircraft interior parts, satellite components and other products. The core requirements for extrusion processing are: ultra-high precision, ultra-high temperature resistance, stabilní výkon, které vyžadují, aby extrudér měl nejvyšší úroveň točivého momentu, schopnost regulace rychlosti a teploty.
Kvůli extrémně přísným požadavkům na zpracování technických plastů pro letectví a kosmonautiku, pouze extrudéry řady HTS SUPER mohou uspokojit poptávku. Jeho zařízení pro přenos ultra vysokého točivého momentu, maximální rychlost 1000 ot./min a plně optimalizované klíčové komponenty si poradí s vysokou viskozitou a vysokou teplotní odolností materiálů leteckého průmyslu (teplota dlouhodobého použití až 300 ℃); laserem plátovaný šroub a válec mají extrémně vysokou odolnost proti opotřebení a korozi, které se mohou přizpůsobit zpracování modifikátorů s vysokou tvrdostí (jako jsou uhlíková vlákna, keramické vlákno); inteligentní PLC + cloudový řídicí systém dotykové obrazovky může realizovat přesné ovládání parametrů vytlačování, a funkce vzdáleného monitorování a prediktivní údržby může zajistit stabilní provoz zařízení v dlouhodobé nepřetržité výrobě; přizpůsobitelná konfigurace může vyhovět speciálním potřebám zpracování různých leteckých součástí, zajišťující vysoký výkon a vysokou spolehlivost produktu.
4.5 Chemické pole: Odolnost proti korozi a opotřebení
Chemické pole má drsné pracovní prostředí, a technické plasty používané v chemické oblasti musí mít vynikající odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení, odolnost vůči vysokým teplotám a tlaku. Mezi hlavní technické plasty používané v chemické oblasti patří PPS, PROHLÉDNĚTE, PVDF (polyvinylidenfluorid), atd., které se používají hlavně v chemických zařízeních, potrubí, ventily, čerpadla a další produkty. The core requirements for extrusion processing are: odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení, stabilní výkon, které vyžadují, aby extrudér měl vynikající odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi, and stable pressure control capacity.
For chemical pipelines and valves made of general corrosion-resistant engineering plastics (PPS, PVDF), the HTS PLUS series extruders are suitable. Its bimetallic composite screw and barrel have excellent corrosion resistance and wear resistance, which can adapt to the corrosion of chemical media and the wear of materials; the stable pressure control capacity can ensure the uniform wall thickness of pipelines and valves, avoiding leakage caused by uneven wall thickness. For high-pressure chemical equipment and corrosion-resistant components made of high-end corrosion-resistant engineering plastics (PROHLÉDNĚTE, PI), jsou vyžadovány extrudéry řady HTS SUPER. Its ultra-high torque and stable conveying capacity can cope with the high viscosity of high-end corrosion-resistant materials, and the laser-clad screw and barrel have extremely high corrosion resistance and wear resistance, which can meet the long-term use requirements in harsh chemical environments; the precise temperature control can avoid thermal decomposition of materials, ensuring the corrosion resistance and pressure resistance of the product.
5. Common Problems and Solutions in Engineering Plastics Twin-Screw Extrusion Processing
In the actual twin-screw extrusion processing of engineering plastics, vlivem surovin, processing parameters, equipment performance and other factors, často dochází k různým problémům, which affect the product quality and production efficiency. Níže, we will summarize the common problems in engineering plastics extrusion processing, analyzovat jejich příčiny, a poskytují odpovídající řešení kombinovaná s charakteristikami našich extrudérů řady HTS, pomáhá podnikům řešit praktické problémy zpracování a zlepšit efektivitu výroby.
5.1 Problém 1: Tepelný rozklad a změna barvy materiálů
Příznaky: Během procesu vytlačování, materiál vypadá žloutnoucí, černění, karbonizace a další jevy, a konečný produkt má změnu barvy, bubliny, praskliny a jiné vady, a mechanické vlastnosti jsou výrazně sníženy. Tento problém je způsoben především citlivostí technických plastů na přehřívání a hydrolytickou degradaci.
Příčiny: 1. Teplota vytlačování je příliš vysoká nebo teplota určité části válce je příliš vysoká, což vede k tepelnému rozkladu materiálu; 2. Doba setrvání materiálu v extrudéru je příliš dlouhá, leading to excessive heating and decomposition; 3. The raw materials are not dried thoroughly, and the moisture in the materials causes hydrolytic degradation during high-temperature processing; 4. The screw speed is too low, resulting in insufficient shear force and prolonged residence time; 5. The flow channel of the die head is blocked, resulting in material accumulation and local overheating.
Řešení: 1. Adjust the extrusion temperature according to the type of engineering plastic, strictly control the temperature of each section of the barrel and die head within the optimal range, and use the precise temperature control function of the HTS series extruders (temperature control precision ±1℃) to avoid local overheating; 2. Increase the screw speed appropriately (within the range suitable for the material) to shorten the residence time of the material. The HTS series extruders can reach a maximum speed of 1000rpm, which can effectively shorten the residence time to 1-3 zápis; 3. Strengthen the drying treatment of raw materials, strictly control the moisture content below 0.1%-0.2%, and use the drying device matched with the HTS series extruders to prevent the raw materials from absorbing moisture again during feeding; 4. Check and clean the die head regularly to ensure the smooth flow channel, avoid material accumulation; 5. If the problem persists, adjust the screw element combination, increase the number of conveying elements, and reduce the number of mixing elements to speed up the material conveying and shorten the residence time.
5.2 Problém 2: Uneven Dispersion of Modifiers
Příznaky: The final product has uneven texture, obvious agglomeration of modifiers (jako je skleněné vlákno, uhlíkové vlákno), and the mechanical properties (pevnost, houževnatost, odolnost proti opotřebení) are uneven, which cannot meet the use requirements. This problem is common in the processing of modified engineering plastics.
Příčiny: 1. The premixing effect of raw materials is poor, a modifikátory nejsou rovnoměrně přilnuté k povrchu pryskyřice; 2. The screw speed is too low, což má za následek nedostatečnou smykovou sílu a hnětací sílu, a modifikátory nelze zcela rozbít a rozptýlit; 3. Kombinace šroubových prvků je nepřiměřená, a počet míchacích prvků a střižných prvků je nedostatečný; 4. Teplota vytlačování je příliš nízká, materiál není zcela roztaven, a modifikátory nemohou být rovnoměrně dispergovány v pryskyřicové matrici; 5. Velikost částic modifikátoru je příliš velká nebo nerovnoměrná.
Řešení: 1. Optimalizujte proces předmísení, zvýšit rychlost míchání (800-1200ot./min) a doba míchání (5-10 zápis), přidat vhodné množství kompatibilizéru pro zlepšení kompatibility mezi modifikátorem a pryskyřicí, a použijte vysokorychlostní mixér sladěný s extrudéry řady HTS pro zajištění rovnoměrného předmísení; 2. Increase the screw speed appropriately, použijte vysokorychlostní výkon extrudérů řady HTS k vytvoření silné smykové síly a hnětací síly, a plně rozbít aglomeráty modifikátorů; 3. Nastavte kombinaci šroubových prvků, zvýšit počet míchacích prvků a střižných prvků, a pomocí modulárního šnekového designu extrudérů řady HTS přizpůsobte optimální kombinaci šneků podle typu modifikátoru; 4. Správně zvyšte teplotu vytlačování, abyste zajistili úplné roztavení materiálu, což přispívá k rovnoměrnému rozptýlení modifikátorů; 5. Modifikátor rozdrťte a prosejte, aby byla zajištěna jednotná velikost jeho částic (20-40 pletivo) a splňuje požadavky na zpracování.
5.3 Problém 3: Opotřebení šroubu a hlavně
Příznaky: Po určité době používání, vytlačovací kapacita vytlačovacího stroje se snižuje, smyková síla a mísící účinek jsou sníženy, kvalita produktu je nestabilní, a dokonce i šroub a hlaveň jsou zaseknuté. Tento problém je způsoben především opotřebením modifikátorů vysoké tvrdosti (jako je skleněné vlákno, uhlíkové vlákno) na šneku a hlavni při zpracování vyztužených technických plastů.
Příčiny: 1. Šroub a hlaveň jsou vyrobeny z materiálů se špatnou odolností proti opotřebení, které nemohou odolat opotřebení modifikátorů vysoké tvrdosti; 2. Plnicí množství modifikátoru je příliš vysoké (≥50 %), a opotřebení je intenzivnější; 3. Velikost částic modifikátoru je příliš velká, což zvyšuje opotřebení šroubu a hlavně; 4. Vytlačovací tlak je příliš vysoký, což zvyšuje tření mezi materiálem a šroubem a válcem; 5. Šroub a hlaveň nejsou pravidelně udržovány, a zbytky materiálu urychlují opotřebení.
Řešení: 1. Vyberte extrudéry s vysokou odolností proti opotřebení, such as HTS PLUS series and HTS SUPER series. Their screws and barrels are made of imported wear-resistant alloy steel and undergo bimetallic composite treatment or laser cladding treatment, with surface hardness ≥65 HRC (HTS PLUS) a ≥70 HRC (HTS SUPER), which can effectively resist the wear of high-hardness modifiers; 2. Control the filling amount of the modifier within a reasonable range. If high filling amount is required, select the HTS SUPER series extruders with better wear resistance; 3. Crush and sieve the modifier to reduce its particle size and reduce wear; 4. Adjust the extrusion parameters to control the extrusion pressure within the optimal range (5-15MPa), avoid excessive pressure; 5. Regularly maintain the screw and barrel, clean the material residue in time, and apply lubricating oil appropriately to reduce friction and extend the service life. Navíc, our professional technical team can provide regular wear detection services for the screw and barrel, a předkládat cílené návrhy na výměnu a údržbu.
5.4 Problém 4: Unstable Product Size and Dimensional Deformation
Příznaky: The size of the extruded product (such as granules, potrubí, listy) is uneven, the shrinkage rate exceeds the standard (＞1.5%), and the product has deformation, warpage and other phenomena, which affects the assembly and use of the product.
Příčiny: 1. The extrusion temperature is unstable, resulting in uneven melting and plasticization of the material, and uneven shrinkage during cooling; 2. The extrusion speed is unstable, což vede k nerovnoměrnému množství extruze a nestabilní velikosti produktu; 3. Rychlost chlazení je nerovnoměrná, což má za následek nerovnoměrné vnitřní a vnější namáhání výrobku, vedoucí k deformaci; 4. Struktura závitořezné hlavy je nepřiměřená, průtokový kanál není hladký, a materiálový tok je nerovnoměrný; 5. Suroviny mají vysokou nasákavost, a vlhkost způsobuje nerovnoměrné smrštění během zpracování.
Řešení: 1. Použijte přesný systém regulace teploty extrudérů řady HTS k zajištění stability vytlačovací teploty, a vyhnout se kolísání teploty; 2. Upravte rychlost podávání a rychlost šneku, abyste zajistili stabilitu rychlosti vytlačování, a použijte funkci regulace rychlosti frekvenční konverze extrudérů řady HTS k realizaci synchronního nastavení podávání a vytlačování; 3. Optimalizujte proces chlazení, ensure uniform cooling speed, adjust the cooling water temperature (20-30℃) and cooling time (2-5 zápis) for strip cooling, and use air cooling or water spray cooling for pipes and sheets to avoid uneven cooling; 4. Check and optimize the die head structure, ensure the smooth flow channel, and adjust the die head temperature to ensure uniform material flow; 5. Strengthen the drying treatment of raw materials, strictly control the moisture content, and reduce the impact of moisture on product shrinkage.
5.5 Problém 5: Low Extrusion Efficiency and High Energy Consumption
Příznaky: The production capacity of the extruder is lower than the design standard, the energy consumption per unit product is high, and the production cost is increased, which affects the economic benefits of the enterprise.
Příčiny: 1. The screw speed is too low, the conveying capacity is insufficient; 2. Teplota vytlačování je příliš nízká, the material viscosity is too high, the conveying resistance is increased, a výrobní kapacita je snížena; 3. Kombinace šroubových prvků je nepřiměřená, účinnost dopravy je nízká; 4. Podavač je zablokovaný nebo rychlost podávání je nedostatečná, což má za následek nedostatečné krmení; 5. Šroub a hlaveň jsou opotřebené, dopravní kapacita je snížena, a spotřeba energie se zvyšuje.
Řešení: 1. Increase the screw speed appropriately (within the range suitable for the material) zlepšit dopravní kapacitu a efektivitu výroby. The HTS series extruders can reach a maximum speed of 1000rpm, což může výrazně zlepšit efektivitu výroby; 2. Správným zvýšením teploty vytlačování snížíte viskozitu materiálu, snížit dopravní odpor, a zlepšit efektivitu dopravy; 3. Nastavte kombinaci šroubových prvků, increase the number of conveying elements, optimalizovat vedení šroubu a kompresní poměr, a zlepšit efektivitu dopravy. Modulární šneková konstrukce extrudérů řady HTS umožňuje rychlé nastavení šnekových prvků; 4. Pravidelně kontrolujte a čistěte podávací zařízení, zajistit plynulé krmení, a nastavte rychlost podávání tak, aby odpovídala rychlosti šneku, vyhnout se nedostatečnému krmení; 5. Pravidelně zjišťujte stupeň opotřebení šroubu a hlavně, vyměňte opotřebované součásti včas, a udržovat dopravní kapacitu extrudéru, snížení spotřeby energie. Navíc, extrudéry řady HTS mají optimalizovaný konstrukční design a vysoce účinný motor, což může snížit spotřebu energie 15%-20% ve srovnání s běžnými extrudéry.
6. Závěr a budoucí trend vývoje
Technické plasty, jako klíčový vysoce výkonný materiál, hrají stále důležitější roli v globální modernizaci průmyslu, a technologie dvoušnekového vytlačování je základní podporou pro vysoce kvalitní zpracování technických plastů. Výkon vytlačovacího zařízení přímo určuje kvalitu, efektivita výroby a aplikační efekt technických plastových výrobků. Naše dvoušnekové extrudéry řady HTS, včetně HTS BASIC, HTS PLUS a HTS SUPER, jsou speciálně navrženy pro zpracovatelské vlastnosti technických plastů (citlivost na přehřátí a hydrolytickou degradaci, vysoké požadavky na mísící a dispergační účinek, vysoká viskozita), s výhodami vysokého točivého momentu, vysoká rychlost, přesná regulace teploty, vynikající odolnost proti opotřebení, široký rozsah použití a inteligentní ovládání. They can provide targeted processing solutions for different types of engineering plastics and different scales of enterprises, helping enterprises solve processing difficulties, improve product quality and production efficiency, and enhance market competitiveness.
Looking forward to the future, with the continuous upgrading of downstream industries such as automotive lightweight, elektrická a elektronická inteligence, new energy and medical high-endization, the demand for high-performance, functional and environmentally friendly engineering plastics will continue to grow, which will also put forward higher requirements on twin-screw extrusion technology and equipment. The future development trend of engineering plastics twin-screw extruders will be mainly reflected in four aspects:
První, intelligence and digitalization. With the development of Industry 4.0, twin-screw extruders will be more integrated with intelligent technologies such as Internet of Things, big data and artificial intelligence. Extrudéry řady HTS dále optimalizují funkci cloud control, realizovat monitorování v reálném čase, analýza dat, prediktivní údržba a inteligentní nastavení celého výrobního procesu, snížit zásahy do práce, a zlepšit efektivitu výroby a konzistenci produktu. Ve stejnou dobu, digitální simulační technologie bude široce používána při návrhu a ladění extruderů, zkrácení cyklu výzkumu a vývoje a doby ladění zařízení.
Druhý, vysoký výkon a vysoká účinnost. Poptávka po špičkových technických plastech (jako je PEEK, PI) se bude i nadále zvyšovat, což bude podporovat neustálé zlepšování výkonu extrudéru. Budoucí extrudéry budou mít vyšší točivý moment, vyšší rychlost a přesnější schopnost regulace teploty, a klíčové komponenty (screw, hlaveň, převodovka) budou dále optimalizovány pro zlepšení odolnosti proti opotřebení, corrosion resistance and service life. Ve stejnou dobu, the energy consumption of the equipment will be further reduced, realizing high-efficiency and energy-saving production.
Třetí, customization and diversification. Different application fields and different products have increasingly personalized requirements for extrusion processing. The future extruders will adopt a more flexible modular design, which can quickly replace screw elements, die heads and other components according to customer needs, realizing the processing of multiple varieties and small batches. Ve stejnou dobu, we will provide more personalized customized solutions according to the special processing needs of customers, meeting the diverse market demands.
Čtvrtý, environmental protection and greenization. With the strengthening of global environmental protection policies, environmental protection will become an important development direction of extrusion equipment. The future extruders will adopt more environmentally friendly materials and manufacturing processes, reduce energy consumption and pollutant emissions; ve stejnou dobu, they will be more compatible with recyclable engineering plastics and biodegradable engineering plastics, promoting the green development of the engineering plastics industry.
We will always adhere to the concept of technological innovation, focus on the development needs of the engineering plastics industry, continuously invest in research and development, optimize the performance of HTS series extruders, improve after-sales service, and provide more professional, efficient and intelligent twin-screw extrusion solutions for global engineering plastics processing enterprises, helping the high-quality development of the engineering plastics industry.