Avec l’avancée rapide de l’industrialisation mondiale, la demande de matériaux hautes performances dans l'automobile, électrique et électronique, construction, les domaines médicaux et autres augmentent de jour en jour. Plastiques techniques, comme matériau clé de haute performance, ont progressivement remplacé les matériaux métalliques traditionnels et les plastiques en général dans de nombreux scénarios d'application de base en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques, résistance à la chaleur, résistance à la corrosion, stabilité dimensionnelle et transformabilité. La technologie d'extrusion à double vis est la technologie de traitement de base des composés plastiques techniques, et les performances de l'équipement d'extrusion déterminent directement la qualité, efficacité de la production et effet d'application des produits en plastique technique.
Nous nous engageons à fournir des solutions professionnelles d'extrusion à double vis pour le traitement des plastiques techniques., en s'appuyant sur nos extrudeuses de la série HTS développées et fabriquées de manière indépendante avec des boîtes de vitesses à couple élevé, spécialement conçus pour les caractéristiques de traitement et les besoins d'application des plastiques techniques. Cet article détaillera en détail les caractéristiques de performance, classification, difficultés de traitement des plastiques techniques, le rôle central de la technologie d'extrusion à double vis dans la transformation des plastiques techniques, les avantages de nos extrudeuses série HTS et leur adaptation ciblée aux plastiques techniques, ainsi que les domaines d'application spécifiques, techniques de traitement et problèmes et solutions courants. En complétant les paramètres techniques détaillés, détails du traitement et cas d’application industriels, l'article sera enrichi de 3000-4000 mots, fournir une référence complète et professionnelle aux entreprises de transformation des plastiques techniques, techniciens et praticiens concernés.
1. Aperçu de l’industrie des plastiques techniques et des principales caractéristiques de performance
1.1 Situation actuelle et tendance de développement de l’industrie des plastiques techniques
Les plastiques techniques font référence à une classe de matériaux plastiques qui peuvent être utilisés comme matériaux de structure et supporter des charges mécaniques dans une large plage de températures.. Par rapport aux plastiques généraux (comme le polyéthylène PE, polypropylène PP, chlorure de polyvinyle PVC), les plastiques techniques ont des performances globales plus excellentes, et peut répondre aux exigences d'utilisation strictes dans la production industrielle et la fabrication de produits haut de gamme. Au cours des dernières années, tiré par la modernisation des industries en aval telles que l'automobile légère, intelligence électrique et électronique, et dispositifs médicaux haut de gamme, le marché mondial des plastiques techniques a montré une tendance de croissance constante et rapide.
Selon les données pertinentes de l'industrie, la taille du marché mondial des plastiques techniques a dépassé 100 milliards de dollars américains, et il devrait maintenir un taux de croissance annuel composé de 7%-10% dans les cinq prochaines années. Parmi eux, L’Asie-Pacifique est le plus grand marché de production et de consommation de plastiques techniques au monde, représentant plus de 55% de la part de marché mondiale, principalement en raison du développement rapide de l'automobile, industries électriques et électroniques en Chine, Inde et autres pays, ainsi que l'amélioration continue de la capacité de soutien industriel et du niveau d'innovation technologique. Chine, en tant que plus grand consommateur et producteur mondial de plastiques techniques, a une énorme demande du marché, et la production et la consommation annuelles augmentent à un taux à deux chiffres, notamment dans les domaines des véhicules à énergies nouvelles, 5G-Communication, et dispositifs médicaux, la demande de plastiques techniques de haute performance affiche une tendance à la croissance explosive.
La tendance de développement de l’industrie des plastiques techniques se reflète principalement dans cinq aspects: d'abord, hautes performances et fonctionnalisation. Avec l'amélioration continue des exigences d'utilisation dans les domaines en aval, les plastiques techniques évoluent vers une plus grande résistance à la chaleur, résistance supérieure, meilleure résistance à l'usure et fonctions spéciales (comme l'ignifugation, antistatique, antibactérien, résistance aux radiations), pour s'adapter à l'environnement de travail difficile de haute température, haute pression, corrosion et rayonnement; deuxième, légèreté et intégration. Dans l'automobile, aérospatiale et autres domaines, afin d’atteindre les objectifs d’économie d’énergie et de réduction des émissions, les plastiques techniques sont de plus en plus utilisés pour remplacer les matériaux métalliques, et l'intégration de la conception des produits est de plus en plus élevée, ce qui peut réduire le nombre de pièces, simplifier le processus de production et réduire les coûts; troisième, protection de l'environnement et recyclabilité. Avec le renforcement des politiques mondiales de protection de l'environnement et l'amélioration de la sensibilisation à la protection de l'environnement, le développement et l'application de plastiques techniques recyclables, les plastiques techniques biodégradables et les technologies de transformation respectueuses de l'environnement sont devenus le centre d'intérêt de l'industrie, réduire la pollution environnementale causée par les déchets plastiques; quatrième, intelligence et précision des équipements de transformation. Les plastiques techniques présentent des difficultés de traitement élevées et des exigences de qualité strictes, qui imposent des exigences plus élevées aux équipements de transformation. Intelligent, les extrudeuses à double vis précises et efficaces et les lignes de production automatiques sont devenues le courant dominant de l'industrie, réaliser une surveillance en temps réel, paramétrage automatique et maintenance prédictive du processus de traitement; cinquième, diversification des domaines d'application. Les plastiques techniques s'étendent progressivement du secteur automobile traditionnel, domaines électriques et électroniques vers les nouvelles énergies, médical, aérospatial, construction et autres domaines émergents, ouvrir un nouvel espace de marché.
Dans ce contexte, technologie d'extrusion à double vis, comme technologie de traitement de base des composés plastiques techniques, est devenu la clé pour améliorer la compétitivité des entreprises de plastiques techniques. Les plastiques techniques sont sensibles à la surchauffe et à la dégradation hydrolytique, et ont des exigences élevées en matière de température de traitement, force de cisaillement, temps de séjour et précision du contrôle de la température. Nos extrudeuses de la série HTS sont spécialement conçues pour les caractéristiques de traitement des plastiques techniques, avec un couple élevé, grande vitesse, contrôle précis de la température et excellente dispersibilité, ce qui peut résoudre efficacement les difficultés de traitement des plastiques techniques et aider les entreprises à atteindre une qualité élevée, production efficace et stable.
1.2 Caractéristiques de performance de base des plastiques techniques
Par rapport aux plastiques généraux et aux matériaux métalliques, les plastiques techniques ont des performances complètes uniques, ce qui détermine leur large application dans divers domaines industriels. Les principales caractéristiques de performance des plastiques techniques se reflètent principalement dans les cinq aspects suivants, qui ont également mis en avant des exigences particulières pour leur technologie et leurs équipements de transformation:
1.2.1 Excellente résistance à la chaleur et au froid
Les plastiques techniques ont une large plage d'adaptation à la température, qui peut maintenir de bonnes propriétés mécaniques (force, dureté, dureté) dans des environnements à haute et basse température. Par rapport aux plastiques généraux, qui perdent généralement leurs propriétés mécaniques à 80-120℃, la plupart des plastiques techniques peuvent fonctionner de manière stable entre 100 et 250 ℃, et certains plastiques techniques spéciaux (comme le PEEK, PI) peut même fonctionner à des températures supérieures à 300 ℃. En même temps, les plastiques techniques ont également une bonne résistance au froid, qui peut maintenir une bonne ténacité à basses températures (en dessous de -40 ℃), et ne sont pas faciles à casser. Cette performance rend les plastiques techniques adaptés à une utilisation dans des environnements à températures difficiles., comme les pièces de moteur automobile (haute température) et équipements électriques extérieurs (basse température).
L'excellente résistance à la chaleur des plastiques techniques est principalement due à leur structure moléculaire particulière. (comme les anneaux aromatiques, anneaux hétérocycliques) et de fortes forces intermoléculaires, ce qui les rend difficiles à fondre et à se décomposer à haute température. Cependant, cela entraîne également certaines difficultés de traitement: une température de traitement plus élevée est nécessaire pour les faire fondre et se plastifier, et un contrôle précis de la température est nécessaire pour éviter la décomposition thermique.
1.2.2 Bonne résistance à la corrosion et durabilité
Les plastiques techniques ont une excellente stabilité chimique et une excellente résistance à la corrosion, et ne sont pas faciles à corroder par les acides, alcalis, sels, solvants organiques et autres produits chimiques. Par rapport aux matériaux métalliques, qui sont faciles à rouiller et à corroder, les plastiques techniques ont une durée de vie plus longue dans des environnements chimiques difficiles. Par exemple, polyamide (Pennsylvanie) les plastiques techniques résistent à la plupart des solvants organiques et aux acides et alcalis faibles; polycarbonate (PC) les plastiques techniques résistent à la corrosion par les acides et les sels non oxydants; sulfure de polyphénylène (PPS) les plastiques techniques résistent à la corrosion causée par presque tous les produits chimiques, à l'exception des acides oxydants forts.
En outre, les plastiques techniques ont une bonne résistance aux intempéries et au vieillissement, et ne sont pas faciles à dégrader et à vieillir sous l'action du soleil, pluie, l'oxygène et d'autres facteurs environnementaux, ce qui garantit leur utilisation stable à long terme dans des environnements extérieurs et difficiles. Cette performance rend les plastiques techniques largement utilisés dans les équipements chimiques, équipement électrique extérieur, pièces extérieures automobiles et autres domaines.
1.2.3 Traitement facile et efficacité de production élevée
Par rapport aux matériaux métalliques, les plastiques techniques présentent les avantages d'un traitement facile, processus de production simple et efficacité de production élevée. Les matériaux métalliques nécessitent généralement des procédures de traitement complexes telles que le forgeage., fonderie, usinage, qui ont une forte consommation d'énergie, faible efficacité et coût élevé; tandis que les plastiques techniques peuvent être traités par extrusion, moulage par injection, moulage par soufflage et autres méthodes, qui peut réaliser une production de masse, simplifier le processus de production, réduire la consommation d’énergie et les coûts de production. Par exemple, le cycle de traitement d'une pièce automobile en plastique technique par moulage par injection ne dure que quelques secondes à plusieurs dizaines de secondes, alors que le cycle de traitement d'une même pièce métallique peut prendre plusieurs heures à plusieurs jours.
Cependant, les plastiques techniques présentent également certaines difficultés de traitement: ils sont sensibles à la surchauffe et à la dégradation hydrolytique, et sont faciles à décomposer si la température de traitement est trop élevée ou si le temps de séjour est trop long; en même temps, certains plastiques techniques (comme PA) avoir une absorption d'eau élevée, ce qui affecte l'effet de traitement et la qualité du produit. Donc, il est nécessaire d'utiliser un équipement de traitement professionnel et des techniques de traitement scientifiques pour garantir la qualité du traitement.
1.2.4 Excellente stabilité dimensionnelle et isolation électrique
Les plastiques techniques ont une bonne stabilité dimensionnelle, et le taux de retrait est faible (généralement 0.3%-1.5%) pendant le traitement et l'utilisation, ce qui peut garantir la précision dimensionnelle des produits et éviter la déformation. Cette performance est particulièrement importante pour les pièces de haute précision, comme les connecteurs électriques, composants de précision automobile, dispositifs médicaux, etc.. La bonne stabilité dimensionnelle des plastiques techniques est principalement due à leur haute cristallinité., faible absorption d'eau (sauf pour certaines variétés comme la PA) et de fortes forces intermoléculaires.
En outre, la plupart des plastiques techniques ont d'excellentes performances d'isolation électrique, qui peut maintenir de bonnes performances d'isolation dans une large plage de température et de fréquence, et ne sont pas faciles à conduire l'électricité et l'arc. Cela rend les plastiques techniques largement utilisés dans les domaines électriques et électroniques., tels que les tableaux de câblage, attaches de câble, connecteurs, relais, moteurs et autres composants électriques.
1.2.5 Poids léger et résistance spécifique élevée, Résistance à l'usure exceptionnelle
Les plastiques techniques ont les caractéristiques de légèreté (la densité est 1/3-1/5 de matériaux métalliques) et une force spécifique élevée (la résistance par unité de poids est équivalente, voire supérieure, à celle des matériaux métalliques). Par exemple, la résistance spécifique du polyamide renforcé de fibres de verre (PA66+GF30) est supérieur à celui de l'acier au carbone ordinaire, ce qui peut réduire efficacement le poids des produits tout en assurant les performances mécaniques. Cette performance est particulièrement importante dans le secteur automobile, l'aérospatiale et d'autres domaines qui recherchent la légèreté et les économies d'énergie, ce qui peut réduire la consommation de carburant et les émissions de carbone.
En même temps, les plastiques techniques ont également une résistance à l'usure et une résistance au frottement exceptionnelles, et le coefficient de frottement est petit, qui peut être utilisé dans la production de pièces résistantes à l'usure (comme les engrenages, roulements, blocs coulissants) sans lubrification supplémentaire ou avec moins de lubrification, réduire le coût de maintenance des produits. Par exemple, polyoxyméthylène (POM) les plastiques techniques ont une excellente résistance à l’usure et sont connus sous le nom de “en plastique en acier”, qui est largement utilisé dans la production d'engrenages automobiles, composants électriques et autres pièces résistantes à l'usure.
1.3 Classification commune des plastiques techniques
Les plastiques techniques peuvent être divisés en différents types selon leur structure chimique, niveau de performance et domaine d'application. Les méthodes de classification courantes sont les suivantes, ce qui permet de mieux comprendre les caractéristiques de traitement et les scénarios d'application de différents plastiques techniques, et sélectionner l'équipement d'extrusion et les techniques de traitement appropriés:
1.3.1 Classement par niveau de performance
Selon le niveau de performance, les plastiques techniques peuvent être divisés en plastiques techniques généraux et plastiques techniques spéciaux.
- Plastiques techniques généraux: Ce sont les plastiques techniques les plus utilisés, avec une technologie de production relativement mature, prix modéré et bonnes performances globales. Les principales variétés comprennent le polyamide (Pennsylvanie), polycarbonate (PC), polyoxyméthylène (POM), polyéthylène téréphtalate (ANIMAL DE COMPAGNIE), téréphtalate de polybutylène (PBT), etc.. Les plastiques techniques généraux sont principalement utilisés dans l'automobile, électrique et électronique, appareils électroménagers et autres domaines, comme les pièces automobiles, connecteurs électriques, coques d'appareils électroménagers, etc..
- Plastiques techniques spéciaux: Ils ont des performances plus excellentes (comme une résistance thermique plus élevée, résistance à la corrosion, propriétés mécaniques) que les plastiques techniques généraux, mais la technologie de production est complexe et le prix est élevé. Les principales variétés comprennent le sulfure de polyphénylène (PPS), polyéther éther cétone (COUP D'OEIL), polyimide (PI), polysulfone (Bloc d'alimentation), polyéthersulfone (PSE), etc.. Les plastiques techniques spéciaux sont principalement utilisés dans des domaines haut de gamme tels que l'aérospatiale, dispositifs médicaux, nouvelle énergie, et équipements chimiques, tels que les composants aérospatiaux, implants médicaux, composants électriques résistants aux hautes températures, etc..
1.3.2 Classification par structure chimique
Selon la structure chimique de la chaîne moléculaire, les plastiques techniques peuvent être divisés en polyamide (Pennsylvanie), polycarbonate (PC), polyoxyméthylène (POM), polyester (ANIMAL DE COMPAGNIE, PBT), sulfure de polyphénylène (PPS), polyéther éther cétone (COUP D'OEIL), etc.. Chaque type de plastique technique a ses propres caractéristiques de performance et exigences de traitement.:
- Polyamide (Pennsylvanie): Aussi connu sous le nom de nylon, il possède une excellente résistance mécanique, résistance à l'usure, ténacité et résistance chimique, mais a une forte absorption d'eau, ce qui affecte la stabilité dimensionnelle. Les variétés courantes incluent le PA6, PA66, PA11, PA12, etc.. Il est largement utilisé dans les pièces automobiles (engrenages, roulements, collecteurs d'admission), connecteurs électriques, fibres textiles, etc..
- Polycarbonate (PC): Il a une excellente transparence, résistance aux chocs, résistance à la chaleur et isolation électrique, mais a une mauvaise résistance à l'usure et est facile à rayer. Il est largement utilisé dans les domaines électriques et électroniques (tableaux de câblage, couvre-lampes), domaines automobiles (lentilles de phares, tableaux de bord), domaines médicaux (conteneurs médicaux), etc..
- Polyoxyméthylène (POM): Il a une excellente résistance à l'usure, résistance au frottement, stabilité dimensionnelle et résistance mécanique, et n'est pas facile à absorber l'eau. Il est connu sous le nom “en plastique en acier” et est largement utilisé dans les pièces automobiles (engrenages, blocs coulissants), composants électriques (commutateurs, roulements), pièces mécaniques, etc..
- Polyester (ANIMAL DE COMPAGNIE, PBT): Le PET a une excellente transparence, résistance à la chaleur et résistance mécanique, et est principalement utilisé dans les fibres, films, bouteilles et autres champs; Le PBT a une excellente résistance chimique, isolation électrique et fluidité de traitement, et est largement utilisé dans les domaines électriques et électroniques (connecteurs, relais), pièces automobiles, etc..
- Sulfure de polyphénylène (PPS): Il a une excellente résistance à la chaleur (température d'utilisation à long terme jusqu'à 200-220 ℃), résistance à la corrosion, ignifuge et isolation électrique, mais a une mauvaise ténacité. Il est largement utilisé dans les composants électriques résistants aux hautes températures, pièces de moteur automobile, équipement chimique, etc..
- Polyéther Éther Cétone (COUP D'OEIL): Il a d'excellentes performances complètes, température d'utilisation à long terme jusqu'à 250-300 ℃, bonne résistance à la corrosion, résistance mécanique et biocompatibilité. Il est principalement utilisé dans les domaines haut de gamme comme l'aérospatiale, implants médicaux, et composants électriques résistants aux hautes températures.
1.3.3 Classification par domaine d'application
Selon le domaine d'application, les plastiques techniques peuvent être divisés en plastiques techniques de qualité automobile, plastiques techniques de qualité électrique, plastiques techniques de qualité médicale, plastiques techniques de qualité aérospatiale, etc.. Différents domaines d'application ont des exigences différentes en matière de performances des plastiques techniques. Par exemple, les plastiques techniques de qualité automobile nécessitent une bonne résistance à la chaleur, résistance aux chocs et aux intempéries; les plastiques techniques de qualité électrique nécessitent une bonne isolation électrique et un caractère ignifuge; les plastiques techniques de qualité médicale nécessitent une bonne biocompatibilité et stérilité; les plastiques techniques de qualité aérospatiale nécessitent une bonne résistance aux températures élevées, faible poids et haute résistance.
2. Technologie de traitement de base des plastiques techniques: Technologie d'extrusion à double vis
La transformation des matières plastiques techniques comprend principalement l'extrusion, moulage par injection, moulage par soufflage, moulage et autres méthodes, parmi lesquels la technologie d'extrusion à double vis constitue la technologie de base pour la production de composés plastiques techniques (tels que les plastiques techniques modifiés, plastiques techniques renforcés) et produits semi-finis (comme les tuyaux, feuilles, fibres). Par rapport à la technologie d'extrusion à vis unique, la technologie d'extrusion à double vis présente les avantages d'une forte force de cisaillement, bon effet de mélange, contrôle précis de la température, temps de séjour court et forte adaptabilité aux matières premières, ce qui peut résoudre efficacement les difficultés de traitement des plastiques techniques (comme la sensibilité à la surchauffe et à la dégradation hydrolytique, mauvais effet de mélange, faible efficacité de traitement) et assurer la qualité des produits en plastique technique.
2.1 Difficultés de traitement des plastiques techniques et exigences relatives aux équipements d'extrusion
Comme mentionné plus tôt, engineering plastics have excellent comprehensive performance, but their processing difficulty is also higher than that of general plastics, mainly due to their special molecular structure and performance characteristics. The main processing difficulties of engineering plastics and the corresponding requirements for extrusion equipment are as follows:
2.1.1 Sensitivity to Overheating and Hydrolytic Degradation
Most engineering plastics (comme PA, PBT, PPS) are sensitive to overheating and hydrolytic degradation. If the processing temperature is too high or the residence time in the extruder is too long, the molecular chain of the engineering plastic will break, resulting in thermal decomposition, which will reduce the mechanical properties, heat resistance and other performance of the product, and even cause discoloration, carbonisation et autres défauts. En outre, certains plastiques techniques (comme PA) avoir une absorption d'eau élevée, et l'humidité dans le matériau provoquera une dégradation hydrolytique pendant le processus de traitement à haute température, affectant la qualité du produit.
Cela met en avant deux exigences clés pour les équipements d'extrusion: d'abord, capacité de contrôle précis de la température, qui peut contrôler strictement la température de traitement dans la plage optimale des plastiques techniques, éviter les surchauffes locales, et la précision du contrôle de la température doit atteindre ± 1 ℃; deuxième, temps de séjour court, ce qui peut réduire le temps pendant lequel le matériau reste dans le baril de l'extrudeuse, éviter la décomposition thermique et la dégradation hydrolytique. Les extrudeuses à double vis présentent les avantages d'un temps de séjour court (généralement 1-5 minutes) et contrôle précis de la température, qui sont plus adaptés au traitement des plastiques techniques que les extrudeuses à vis unique (temps de séjour 5-10 minutes).
2.1.2 Exigences élevées en matière d'effet de mélange et de dispersion
Dans la transformation des matières plastiques techniques, il est souvent nécessaire d'ajouter des modificateurs (comme la fibre de verre, fibre de carbone, talc, retardateurs de flamme, compatibilisants) pour améliorer les performances du produit (comme le renforcement, durcissement, ignifuge). Par exemple, l'ajout de fibre de verre au PA peut améliorer sa résistance et sa stabilité dimensionnelle; l'ajout de retardateurs de flamme au PBT peut améliorer son caractère ignifuge. Le mélange et la dispersion uniformes des modificateurs dans la matrice plastique technique sont essentiels à la performance du produit final.. Si l'effet de mélange et de dispersion est médiocre, les modificateurs vont s'agglomérer, entraînant des performances inégales du produit, et même réduire les propriétés mécaniques du produit.
Cela nécessite que l'équipement d'extrusion ait une forte force de cisaillement et une forte capacité de mélange.. Les extrudeuses à double vis adoptent une structure à double vis co-rotative ou contrarotative engrenée, et le mouvement relatif entre les vis peut générer une forte force de cisaillement et une force de pétrissage, qui peut briser complètement les agglomérats de modificateurs, faire en sorte que les modificateurs soient uniformément dispersés dans la matrice plastique technique, et assurer l'effet de mélange et de dispersion. En outre, la conception modulaire de la double vis permet de combiner librement différents éléments de vis (tels que les éléments de transport, éléments de mélange, éléments de cisaillement) selon le type de plastique technique et le modificateur, améliorant encore l'effet de mélange et de dispersion.
2.1.3 Exigences élevées en matière de résistance à l'usure des équipements
Dans le traitement des plastiques techniques renforcés (comme le PA renforcé de fibres de verre, PPS renforcé de fibre de carbone), la fibre de verre ajoutée, la fibre de carbone et d'autres modificateurs ont une dureté élevée, ce qui provoquera une usure importante de la vis et du corps de l'extrudeuse pendant le processus d'extrusion. Si la vis et le canon ont une mauvaise résistance à l'usure, ils seront portés rapidement, ce qui entraîne une réduction de la force de cisaillement et de la capacité de mélange de l'extrudeuse, affectant la qualité du produit et réduisant la durée de vie de l'équipement.
Cela nécessite que la vis et le corps de l'extrudeuse soient fabriqués à partir de matériaux de haute qualité résistants à l'usure et traités par une technologie de fabrication avancée.. Nos extrudeuses de la série HTS adoptent un acier allié résistant à l'usure importé pour la vis et le baril, et subir un traitement composite bimétallique ou un traitement de revêtement laser, ce qui améliore considérablement la résistance à l'usure et à la corrosion de la vis et du baril, et peut s'adapter au traitement des plastiques techniques renforcés avec des modificateurs de dureté élevés.
2.1.4 Exigences élevées en matière de fluidité de traitement et de contrôle de la pression
Certains plastiques techniques (comme PPS, COUP D'OEIL) avoir une viscosité élevée et une mauvaise fluidité de traitement, ce qui nécessite que l'extrudeuse ait une forte capacité de transport et une capacité de contrôle de la pression pour assurer le bon déroulement de l'extrusion. Si la capacité de transport est insuffisante ou si le contrôle de la pression est instable, cela entraînera une vitesse d'extrusion inégale, taille du produit instable, et même blocage des équipements.
Les extrudeuses à double vis ont une forte capacité de transport et une capacité de contrôle de pression stable. L'engrenage des vis jumelles peut générer une forte force de pompage, qui peut transporter efficacement des matières plastiques techniques à haute viscosité; en même temps, l'extrudeuse est équipée d'un capteur de pression de haute précision, qui peut surveiller la pression d'extrusion en temps réel et ajuster automatiquement la vitesse de la vis et la vitesse d'alimentation pour assurer la stabilité de la pression d'extrusion et le bon déroulement du traitement.
2.2 Principe de fonctionnement et déroulement du processus d'extrusion à double vis de plastiques techniques
Le processus d'extrusion à double vis des plastiques techniques est un processus physique et chimique complexe., ce qui implique l'interaction de plusieurs facteurs tels que la température, pression, force de cisaillement et temps. L'objectif principal est de fondre et de plastifier les matières premières et les modificateurs de plastique technique., mélangez-les uniformément, puis extrudez-les dans la forme requise (comme les particules, tuyaux, feuilles, fibres) à travers la tête de filière. Le principe de fonctionnement spécifique et le déroulement du processus sont les suivants:
2.2.1 Prétraitement des matières premières
Le prétraitement des matières premières est la base du traitement par extrusion des plastiques techniques, ce qui affecte directement l'effet de traitement et la qualité du produit. Les matières premières des plastiques techniques comprennent principalement la résine plastique technique (comme PA, PC, POM), modificateurs (comme la fibre de verre, fibre de carbone, talc, retardateurs de flamme), compatibilisants, lubrifiants et autres additifs. Les étapes de prétraitement sont les suivantes:
- Traitement de séchage: Most engineering plastics (comme PA, PBT, PPS) avoir une absorption d'eau élevée, et l'humidité dans les matières premières provoquera une dégradation hydrolytique lors du traitement à haute température, resulting in product defects (such as bubbles, fissures, reduced mechanical properties). Donc, les matières premières doivent être séchées avant la transformation. The drying temperature and time are determined according to the type of engineering plastic: Par exemple, PA6 is dried at 80-100℃ for 4-6 heures, PA66 is dried at 100-120℃ for 6-8 heures, PBT is dried at 120-140℃ for 2-4 heures, PPS is dried at 150-160℃ for 3-5 heures. La teneur en humidité des matières premières séchées doit être contrôlée ci-dessous 0.1%-0.2%.
- Premixing Treatment: Selon le rapport de formule, the dried engineering plastic resin, modifiers and additives are put into a high-speed mixer for premixing. The purpose of premixing is to make the modifiers and additives uniformly adhere to the surface of the resin particles, improve the mixing effect during extrusion, and avoid local agglomeration of modifiers. La vitesse de mélange est généralement 800-1200 tr/min, et le temps de mélange est 5-10 minutes. Pour certains modificateurs avec une mauvaise compatibilité (comme la fibre de verre et le PA), un compatibilisant doit être ajouté lors du prémélange pour améliorer la compatibilité entre le modificateur et la résine.
- Concassage et tamisage: Pour les résines plastiques techniques à grande taille de particules ou les modificateurs à taille de particules inégale (comme la fibre de verre), un traitement de concassage et de tamisage doit être effectué pour garantir l'uniformité des matières premières et éviter d'affecter l'effet de mélange et de dispersion pendant l'extrusion. La granulométrie des matières premières broyées doit être contrôlée à 20-40 engrener.
2.2.2 Alimentation et transport
Les matières premières prémélangées sont envoyées à la trémie d'alimentation de l'extrudeuse bi-vis via un alimentateur à vis ou un alimentateur à bande. Le dispositif d'alimentation de l'extrudeuse est généralement équipé d'une fonction de régulation de vitesse de conversion de fréquence, qui peut ajuster la vitesse d'alimentation en fonction de la vitesse de la vis et de la vitesse d'extrusion pour garantir que les matériaux pénètrent dans la cavité d'extrusion de manière stable et uniforme, éviter l’accumulation de matière ou une alimentation insuffisante. La trémie d'alimentation est également équipée d'un dispositif de séchage pour empêcher les matières premières d'absorber à nouveau l'humidité pendant l'alimentation..
2.2.3 Fusion, Mélange et cisaillement
Les matériaux entrant dans la cavité d'extrusion de l'extrudeuse à double vis sont poussés vers l'avant en continu par les vis rotatives. La cavité d'extrusion est composée d'une vis et d'un fût, et le volume de la cavité d'extrusion diminue progressivement le long de la direction de l'axe. Quand les vis tournent, les matériaux sont progressivement comprimés sous l'action des vis et du canon, et la pression dans la cavité d'extrusion augmente progressivement (généralement 5-15MPa).
En même temps, les matériaux sont soumis à une forte force de cisaillement et à une force de frottement générées par le mouvement relatif entre les vis et le canon, ainsi qu'entre les vols de vis. La force de cisaillement et la force de frottement peuvent briser complètement les agglomérats de modificateurs, faire en sorte que les modificateurs soient uniformément dispersés dans la résine plastique technique fondue, et favoriser la fusion et la compatibilité entre le modificateur et la résine. La force de friction peut également générer une certaine quantité de chaleur, qui est combiné avec le chauffage externe du fût (chauffage électrique ou chauffage à vapeur) pour faire fondre et plastifier progressivement la résine plastique technique.
Le corps de l'extrudeuse est généralement divisé en 4-6 sections de contrôle de la température (section d'alimentation, section de fusion, section de mélange, section d'homogénéisation, section de tête de filière), et la température de chaque section est contrôlée avec précision en fonction du type de plastique technique. Par exemple, lors du traitement de PA66+GF30 (PA66 renforcé de fibre de verre), la température de la section d'alimentation est de 120 à 140 ℃, la section de fusion est de 250 à 260 ℃, la section de mélange est de 260 à 270 ℃, la section d'homogénéisation est de 250 à 260 ℃, et la section de la tête de filière est de 240 à 250 ℃. Le contrôle précis de la température peut garantir que la résine est complètement fondue sans décomposition thermique, et les modificateurs sont uniformément dispersés.
2.2.4 Extrusion et façonnage
Le entièrement fondu, le matériau mélangé et dispersé est poussé vers la tête de filière de l'extrudeuse par les vis. La tête de filière est conçue en fonction de la forme du produit final: pour la production de composés plastiques techniques (granulés), la tête de filière est équipée de plusieurs trous de filière circulaires (le nombre et la taille des trous de filière sont déterminés en fonction de la granulométrie des granulés); pour la production de tuyaux, feuilles, fibres, la tête de filière est conçue selon des formes correspondantes (comme une filière circulaire pour tuyaux, matrice plate pour feuilles).
Le matériau est extrudé de la tête de filière à grande vitesse pour former des produits semi-finis continus (comme des bandes pour granulés, tuyaux, feuilles). La température de la tête de filière est légèrement inférieure à celle de la section d'homogénéisation, ce qui peut empêcher le matériau de se décomposer en raison d'une température excessive et assurer l'effet façonnant des produits semi-finis. La vitesse d'extrusion est contrôlée en fonction du type de plastique technique et de la forme du produit, allant généralement de 0,5 à 5 m/min.
2.2.5 Refroidissement et solidification
Les produits semi-finis extrudés sont envoyés vers un dispositif de refroidissement pour un refroidissement et une solidification rapides. La méthode de refroidissement est déterminée en fonction de la forme du produit: pour les bandes (production de granulés), le refroidissement du réservoir d'eau est généralement utilisé, et la température de l'eau de refroidissement est contrôlée à 20-30 ℃, et le temps de refroidissement est 2-5 minutes; pour tuyaux et tôles, un refroidissement par air ou un refroidissement par pulvérisation d'eau est utilisé, et la vitesse de refroidissement doit être contrôlée pour éviter la déformation du produit due à un refroidissement inégal. Un refroidissement rapide peut permettre aux produits semi-finis de se solidifier rapidement, conserver la forme et la taille des produits, et améliorer les propriétés mécaniques des produits.
2.2.6 Découpe et post-traitement
Après refroidissement et solidification, les produits semi-finis sont transformés en produit final par découpe ou autres étapes de post-traitement. Pour la production de composés plastiques techniques (granulés), les bandes refroidies sont envoyées vers un granulateur pour être découpées, et le granulateur est équipé d'un couteau rotatif, qui peut couper les bandes en produits granulaires de taille uniforme (la taille des particules est généralement de 2 à 5 mm, qui peut être ajusté selon les besoins du client). Pour la production de tuyaux et de tôles, les produits semi-finis refroidis sont coupés à la longueur requise à l'aide d'une machine de découpe; pour la production de fibres, les filaments refroidis sont étirés et enroulés pour former des produits fibreux.
En outre, le produit final doit également subir des étapes de post-traitement telles que le criblage, inspection et emballage. L'étape de sélection consiste à supprimer les produits non qualifiés (comme trop grand, particules trop petites ou agglomérées); l'étape d'inspection consiste à détecter les performances (comme la résistance mécanique, résistance à la chaleur, précision dimensionnelle) of the product to ensure that it meets the customer’s requirements; the packaging step is to package the qualified product in a sealed and moisture-proof manner to prevent the product from absorbing moisture and affecting the quality.
2.3 Key Factors Affecting Engineering Plastics Twin-Screw Extrusion Effect
The effect of twin-screw extrusion directly affects the quality and performance of engineering plastic products. De nombreux facteurs affectent l'effet d'extrusion, comprenant principalement les caractéristiques des matières premières, rapport de formule, effet de prémélange, extrusion parameters and die head structure. La maîtrise de ces facteurs clés et la réalisation d'ajustements scientifiques peuvent garantir la stabilité de l'effet d'extrusion et la cohérence de la qualité du produit..
2.3.1 Caractéristiques des matières premières
Le type, taille des particules, moisture content and purity of raw materials have a great impact on the extrusion effect. Par exemple, the particle size of engineering plastic resin and modifiers should be uniform; if the particle size is uneven, it will lead to uneven melting and mixing of materials. The moisture content of raw materials must be strictly controlled below 0.1%-0.2%; if the moisture content is too high, it will cause hydrolytic degradation of the material and bubbles in the product. La pureté des matières premières est également très importante; impuretés dans les matières premières (comme les métaux, pierres, poussière) n'affectera pas seulement la qualité du produit, mais aussi user la vis et le canon de l'extrudeuse, et même provoquer un blocage des équipements.
2.3.2 Rapport de formule
Le rapport de formule des composés plastiques techniques (le rapport de résine, modificateurs et additifs) est la clé pour déterminer les performances du produit. Le type et le dosage des modificateurs doivent être déterminés en fonction des exigences de performance du produit.. Par exemple, ajout 20%-40% de la fibre de verre au PA peut améliorer considérablement sa résistance et sa stabilité dimensionnelle, mais un excès de fibre de verre réduira la ténacité et la fluidité du traitement du produit. Le type et le dosage des additifs doivent également être raisonnablement adaptés: compatibilizers can improve the compatibility between modifiers and resin, and the dosage is generally 0.5%-2%; lubricants can reduce the friction between materials and equipment, améliorer la fluidité du traitement, and the dosage is generally 0.3%-1%; antioxidants can prevent the material from thermal oxidation degradation during processing, and the dosage is generally 0.1%-0.5%.
2.3.3 Effet de prémélange
Le prémélange est la base du processus d'extrusion. The uniformity of premixing directly affects the mixing and dispersing effect of modifiers during extrusion. Si le prémélange est irrégulier, the modifiers cannot be uniformly adhered to the surface of the resin, resulting in local agglomeration of modifiers, mélange inégal des matériaux pendant l'extrusion, and reduced product performance. Pour garantir l'effet de prémélange, it is necessary to control the mixing speed, temps de mélange et température de mélange: the mixing speed is 800-1200 tr/min, le temps de mélange est 5-10 minutes, et la température de mélange est contrôlée à 40-60℃ (appropriate temperature can improve the adhesion of additives and promote uniform mixing).
2.3.4 Extrusion Parameters
Extrusion parameters are the most important factors affecting the extrusion effect, mainly including screw speed, extrusion temperature and extrusion pressure.
- Vitesse de vis: The screw speed of twin-screw extruders for engineering plastics generally ranges from 100 à 1000 tr/min. Our HTS series extruders can reach a maximum speed of 1000 tr/min. The higher the screw speed, the greater the shear force and friction force received by the materials, the better the mixing and dispersing effect of modifiers, et plus l'efficacité de la production est élevée. Cependant, si la vitesse de vis est trop élevée, le temps de séjour des matériaux dans la cavité d'extrusion est trop court, resulting in incomplete melting of the resin, mélange insuffisant des matériaux, and uneven product quality; si la vitesse de vis est trop faible, la force de cisaillement et la force de frottement sont insuffisantes, les modificateurs ne peuvent pas être entièrement dispersés, et l'efficacité de la production est faible. La vitesse de la vis doit être ajustée en fonction du type de plastique technique et du type de modificateur: pour plastiques techniques à haute viscosité (comme PPS, COUP D'OEIL), une vitesse de vis inférieure est nécessaire pour assurer une fusion et un mélange suffisants; pour plastiques techniques renforcés (comme le PA renforcé de fibres de verre), une vitesse de vis plus élevée est nécessaire pour assurer la dispersion uniforme de la fibre de verre.
- Température d'extrusion: La température d'extrusion est la clé pour assurer la fusion et la plastification des plastiques techniques. La température de chaque section du canon et de la tête de filière doit être contrôlée avec précision en fonction du type de plastique technique. La température de la section d'alimentation est plus basse (légèrement supérieure à la température de séchage des matières premières), qui vise principalement à empêcher les matériaux de s'agglutiner et à assurer une alimentation en douceur; la température de la section de fusion est moyenne, which is mainly to promote the melting and plasticization of the resin; la température de la section de mélange est plus élevée, qui consiste principalement à améliorer l'effet de cisaillement et de mélange, and promote the uniform dispersion of modifiers; la température de la section d'homogénéisation est légèrement inférieure à celle de la section de mélange, qui consiste principalement à assurer la température et la viscosité uniformes des matériaux, et éviter la décomposition thermique; la température de la section de tête de filière est légèrement inférieure à celle de la section d'homogénéisation, which is to ensure the shaping effect of the semi-finished products. The temperature control precision should reach ±1℃ to avoid local overheating and thermal decomposition of the material.
- Pression d'extrusion: The extrusion pressure of engineering plastics twin-screw extrusion generally ranges from 5 to 15MPa. The pressure in the extrusion cavity is mainly determined by the compression ratio of the screw, the die hole size and the screw speed. The higher the extrusion pressure, the better the mixing and dispersing effect of materials, and the denser the product. Cependant, if the pressure is too high, it will increase the energy consumption and wear of the equipment, and even cause the die head to block; if the pressure is too low, the materials cannot be fully compressed and mixed, the product is loose, and the performance is unstable. The extrusion pressure should be adjusted according to the type of engineering plastic and the shape of the product: for high-viscosity materials and products with small die holes, a higher extrusion pressure is needed.
2.3.5 Die Head Structure
The die head structure mainly includes the shape, size and number of die holes, which directly affects the shaping effect and quality of the product. Pour la production de composés plastiques techniques (granulés), the die head should be equipped with multiple uniform die holes, and the size of the die holes should be matched with the particle size of the product; for the production of pipes and sheets, the die head should be designed according to the shape and size of the product, et le canal d'écoulement de la tête de filière doit être lisse pour éviter l'accumulation de matériaux et la surchauffe locale. La tête de filière doit également être équipée d'un dispositif de contrôle de la température pour assurer la température uniforme de la tête de filière et la mise en forme stable du produit..
3. Nos extrudeuses série HTS: Solutions professionnelles pour le traitement des plastiques techniques
Nous sommes engagés depuis longtemps dans la recherche, développement et production d'extrudeuses bivis hautes performances, et ont accumulé une riche expérience dans le domaine de la transformation des plastiques techniques. Selon les caractéristiques de traitement des plastiques techniques (sensibilité à la surchauffe et à la dégradation hydrolytique, exigences élevées en matière d'effet de mélange et de dispersion, haute viscosité) et les besoins des applications, nous avons développé les extrudeuses à double vis de la série HTS spécialement pour le traitement des plastiques techniques. Our HTS series extruders adopt high-torque gearboxes, with a specific torque of 14Nm/cm³ and a maximum speed of up to 1000rpm, which can obtain higher output, shorter residence time, better dispersibility and more precise temperature control, perfectly adapting to the processing needs of various engineering plastics.
3.1 Core Advantages of HTS Series Extruders for Engineering Plastics Processing
3.1.1 High Torque and High Speed, High Production Efficiency
Engineering plastics have high viscosity and poor processing fluidity, which require the extruder to have strong torque and conveying capacity. Our HTS series extruders adopt high-torque gearboxes independently developed and manufactured by us (Série HTS PLUS et série HTS SUPER) or imported from leading European manufacturers (HTS BASIC series), with a specific torque of 14Nm/cm³, ce qui est beaucoup plus élevé que celui des extrudeuses à double vis ordinaires (general torque is 8-12Nm/cm³). The high torque design ensures that the extruder can stably convey high-viscosity engineering plastic materials, avoid material accumulation and equipment blockage, and improve the stability of the extrusion process.
En même temps, 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, qui peut briser complètement les agglomérats de modificateurs, make the modifiers uniformly dispersed in the resin matrix, and improve the mixing and dispersing effect. En outre, the high speed design also greatly improves the production efficiency: par rapport aux extrudeuses ordinaires, 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 minutes, which is much shorter than that of ordinary twin-screw extruders (5-10 minutes) and single-screw extruders (10-15 minutes). The short residence time can effectively reduce the contact time between the material and high temperature, avoid thermal decomposition and hydrolytic degradation of the material, and ensure the mechanical properties and heat resistance of the product.
En outre, the screw of the HTS series extruders adopts a modular design, and different screw elements can be freely combined according to the type of engineering plastic, which can further adjust the residence time of the material, ensuring that different types of engineering plastics can obtain the optimal residence time during processing.
3.1.3 Contrôle précis de la température, Stable Performance
The HTS series extruders adopt an advanced intelligent temperature control system, which can realize precise control of the temperature of each section of the barrel and the die head. The temperature control precision can reach ±1℃, qui peut contrôler strictement la température de traitement dans la plage optimale des plastiques techniques, avoid local overheating and thermal decomposition of the material. The temperature control system is equipped with a real-time monitoring and alarm function: si la température d'une section dépasse la plage définie, le système émettra une invite d'alarme à temps, and even automatically adjust the heating power or shut down the equipment if necessary, to avoid equipment failure and product quality problems.
En outre, the barrel of the HTS series extruders adopts a double-layer jacket design, qui peut réaliser un chauffage et un refroidissement rapides, et améliorer la vitesse de réponse du contrôle de la température. La tête de filière est également équipée d'un dispositif de contrôle de température indépendant, which ensures the uniform temperature of the die head and the stable shaping of the product.
3.1.4 Excellent effet de mélange et de dispersion
The HTS series extruders adopt an intermeshing co-rotating twin-screw structure, avec un pas de vis raisonnable, conception du plomb et du taux de compression. L'engrenage et la rotation des vis jumelées peuvent générer une forte force de cisaillement et une force de pétrissage, qui peut briser complètement les agglomérats de modificateurs (comme la fibre de verre, fibre de carbone, talc), make the modifiers uniformly dispersed in the engineering plastic resin matrix, et assurer l'effet de mélange et de dispersion. The mixing uniformity of the HTS series extruders can reach more than 95%, ce qui est beaucoup plus élevé que celui des extrudeuses à double vis ordinaires (85%-90%).
The screw of the HTS series extruders adopts a modular design, and different types of screw elements (tels que les éléments de transport, éléments de mélange, éléments de cisaillement) can be freely combined according to the type of engineering plastic and modifier. Par exemple, when processing reinforced engineering plastics with glass fiber, more shearing elements can be configured to enhance the shearing effect and ensure the uniform dispersion of glass fiber; when processing engineering plastics with high viscosity (comme PPS), more mixing elements can be configured to improve the mixing effect and ensure the uniform viscosity of the material.
3.1.5 Haute résistance à l'usure, Longue durée de vie
Dans le traitement des plastiques techniques renforcés (comme le PA renforcé de fibres de verre, PPS renforcé de fibre de carbone), the added modifiers have high hardness, which will cause serious wear to the screw and barrel of the extruder. Our HTS series extruders adopt high-quality wear-resistant materials and advanced manufacturing technology to ensure the wear resistance of the core components.
The screw and barrel of the HTS series extruders are made of imported wear-resistant alloy steel (tel que 38CrMoAlA), et subir un traitement composite bimétallique ou un traitement de revêtement laser. The surface hardness of the screw and barrel can reach ≥65 HRC (HTS BASIC series) et ≥70 HRC (Série HTS PLUS et série HTS SUPER), qui présente une résistance à l'usure et à la corrosion extrêmement fortes, and can effectively resist the wear caused by high-hardness modifiers. This greatly extends the service life of the screw and barrel: the service life of the screw and barrel of the HTS series extruders is 2-3 fois celui des extrudeuses ordinaires, réduisant la fréquence de remplacement des composants et le coût de maintenance de l'équipement.
En outre, we also provide professional wear detection services for the screw and barrel. Our technical team will regularly detect the wear degree of the screw and barrel for customers, issue a detailed wear report, and put forward targeted replacement and maintenance suggestions, ensuring that customers only replace components when necessary, avoiding unnecessary waste.
3.1.6 Large gamme d'applications, 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 (Pennsylvanie, PC, POM, ANIMAL DE COMPAGNIE, PBT) and special engineering plastics (PPS, COUP D'OEIL, Bloc d'alimentation, PSE). 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, etc..
The modular design of the HTS series extruders (vis, baril, mourir la tête, etc.) 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, sans remplacer tout l'équipement, which reduces the cost of equipment transformation and improves the flexibility and adaptability of the equipment. En outre, the HTS series extruders can also be matched with different auxiliary equipment (tels que les mélangeurs à grande vitesse, séchoirs, refroidisseurs, granulateurs, machines de criblage, machines d'emballage) pour former une ligne de production automatique complète, realizing continuous production from raw material pretreatment to product packaging.
3.1.7 Contrôle intelligent, Opération et entretien faciles
The HTS series extruders adopt a PLC intelligent control system and a touch screen operation interface, ce qui est simple et intuitif, facile à utiliser. Le système peut stocker plusieurs ensembles de formules de produits et de paramètres de traitement. When customers produce different types of engineering plastics, they only need to call the corresponding formula and parameters, sans débogage répété, ce qui permet de gagner du temps et d'améliorer l'efficacité de la production.
Le système est également équipé d'une fonction de surveillance en temps réel, qui peut surveiller les paramètres clés du processus d'extrusion (comme la température, pression, vitesse de vis, vitesse d'alimentation) en temps réel, et enregistrer les données de production (comme la sortie, temps de traitement) pour une requête et une analyse ultérieures. Pour les extrudeuses de la série HTS SUPER, nous fournissons également une fonction de contrôle cloud, qui peut réaliser un réglage des paramètres à distance, suivi des données de production et maintenance prédictive des équipements, réaliser une gestion intelligente de la production.
En outre, the HTS series extruders adopt a reasonable structural design, ce qui rend la maintenance plus pratique. The screw, baril, die head and other components can be disassembled and assembled quickly, ce qui réduit le temps de maintenance et l'intensité du travail. Our after-sales service team will provide professional installation, services de mise en service et de formation pour les clients, s'assurer que les clients peuvent utiliser l'équipement en douceur.
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: HTS BASIC series, Série HTS PLUS et série HTS SUPER. Each series has its own characteristics and targeted adaptation scenarios, which can be selected by customers according to their own production scale, type de produit, budget and other factors.
3.2.1 Extrudeuses série 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. Cette série d'extrudeuses utilise des boîtes de vitesses à couple moyen des principaux fabricants européens, qui présentent les avantages d'une performance stable, faible bruit, haute efficacité et longue durée de vie. The medium-torque design (couple spécifique 10-12Nm/cm³) can meet the processing needs of most general engineering plastics (such as PA6, PA66, POM, ANIMAL DE COMPAGNIE, PBT) and low-to-medium modified engineering plastics (such as glass fiber reinforced PA with filling amount ≤30%).
En termes de conception structurelle, the HTS BASIC series extruders adopt a twin-screw parallel co-rotating structure, with a screw diameter ranging from 30mm to 65mm, and a compression ratio of 4～8, which can be adjusted according to the type of engineering plastic. The barrel is made of wear-resistant alloy steel with nitriding treatment, and the screw is made of wear-resistant and corrosion-resistant alloy steel, which has good wear resistance. The extruder is equipped with a PLC control system and a touch screen operation interface, which can realize automatic feeding, contrôle automatique de la température, automatic pressure control and automatic cutting, and is simple and easy to operate.
The production capacity of the HTS BASIC series extruders ranges from 100kg/h to 500kg/h, which is suitable for medium and small-sized engineering plastics processing enterprises that mainly produce general engineering plastics and low-to-medium modified engineering plastics. L'un des plus grands avantages de cette série est qu'elle peut offrir des options flexibles grâce à différentes combinaisons de configuration.. Les clients peuvent choisir différents éléments de vis, têtes de mort, dispositifs d'alimentation, drying devices and post-processing equipment according to their own product types, production capacity and budget, afin de former une ligne de production adaptée à leurs propres besoins. Les extrudeuses de la série HTS BASIC ont un prix raisonnable, which can help enterprises reduce the initial investment cost.
3.2.2 Extrudeuses série HTS PLUS: High-Performance Choice for Engineering Plastics and Modified Products
The HTS PLUS series extruders adopt high-torque gearboxes independently developed and manufactured by us, with a specific torque of 14Nm/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 (comme 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 (dureté superficielle ≥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 renforcé de fibre de carbone) 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 (comme 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 Extrudeuses série HTS SUPER: 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, with a specific torque of 14Nm/cm³ and a maximum speed of up to 1000rpm. 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, représentant le niveau avancé de développement des extrudeuses en Chine. Cette série d'extrudeuses est principalement conçue pour le traitement de plastiques techniques spéciaux haut de gamme (comme le PEEK, PI, Bloc d'alimentation, PSE) et plastiques techniques modifiés haute performance (comme le PEEK renforcé de fibre de carbone, PI renforcé de fibre de verre), qui convient aux entreprises de transformation des plastiques techniques haut de gamme à grande échelle qui recherchent une haute précision, haute performance et intelligence.
Les extrudeuses de la série HTS SUPER ont un diamètre de vis allant de 80 mm à 130 mm, un taux de compression de 6～12, et une plage de vitesse de vis de 250 ~ 1000 tr/min. La vis et le baril adoptent une technologie importée d'acier allié résistant à l'usure et de revêtement laser., qui présente une résistance à l'usure et à la corrosion extrêmement élevées (dureté superficielle ≥70 HRC), and can adapt to the processing of special engineering plastics with high temperature resistance, high viscosity and high-hardness modifiers. The extruder is equipped with an intelligent PLC + cloud touch screen control system, qui peut réaliser un réglage des paramètres à distance, suivi des données de production, predictive maintenance of equipment and data analysis, réaliser une gestion intelligente de la production.
The production capacity of the HTS SUPER series extruders ranges from 1000kg/h to 3000kg/h, which is suitable for the large-scale production of high-end special engineering plastics and high-performance modified engineering plastics. This series of extruders has the advantages of high precision, strong customization, multi-function and stable performance, which can meet the most stringent processing requirements of high-end engineering plastics. The short residence time (1-2 minutes) and precise temperature control can effectively avoid the thermal decomposition of special engineering plastics, ensuring the excellent performance of the product. En outre, the HTS SUPER series extruders can also be customized according to the special processing needs of customers, providing personalized solutions.
3.3 Selection Suggestions for Engineering Plastics Extruders
When selecting twin-screw extruders for engineering plastics processing, enterprises need to comprehensively consider their own production needs, product types, processing scale, budget and other factors to ensure that the selected equipment can meet the actual processing needs and bring maximum economic benefits. The following are some specific selection suggestions:
3.3.1 Determine the Extruder Series According to the Type of Engineering Plastics
Different types of engineering plastics have different processing requirements, which determine the selection of extruder series. For general engineering plastics (PA6, PA66, POM, ANIMAL DE COMPAGNIE, PBT) with low modification degree (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%, comme le PA renforcé de fibres de verre, carbon fiber reinforced PBT) and special engineering plastics with moderate processing difficulty (comme 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. For high-end special engineering plastics (COUP D'OEIL, PI, Bloc d'alimentation, PSE) et plastiques techniques modifiés haute performance (filling amount ≥50%, comme le PEEK renforcé de fibre de carbone), the HTS SUPER series must be selected. Its ultra-high torque, maximum 1000rpm speed and fully optimized key structure can cope with the high viscosity, high temperature resistance and strict processing requirements of high-end materials, avoid thermal decomposition and material degradation, and ensure the high performance of the final product.
3.3.2 Determine the Screw Diameter and Production Capacity According to the Processing Scale
The screw diameter of the twin-screw extruder directly determines the production capacity, and enterprises need to select the appropriate screw diameter according to their own production scale and order demand. Pour une production à petite échelle (100kg/heure – 500kg/heure), such as small-batch customization, product research and development or small orders, the HTS BASIC series with screw diameter of 30mm – 65mm is suitable; for medium-scale production (500kg/heure – 2000kg/heure), such as mass production of general modified engineering plastics, the HTS PLUS series with screw diameter of 65mm – 110mm can meet the demand; for large-scale production (1000kg/heure – 3000kg/heure), such as large-scale production of high-end special engineering plastics or large orders from downstream enterprises, the HTS SUPER series with screw diameter of 80mm – 130mm is the best choice. It should be noted that when selecting, enterprises should not blindly pursue large production capacity. They should also consider the fluctuation of order quantity. If the order quantity is unstable, they can choose equipment with adjustable speed and flexible production capacity (such as HTS BASIC series with frequency conversion speed regulation function) to avoid waste of equipment resources and energy.
3.3.3 Consider the Modification Demand and Mixing Effect
If the enterprise’s main products are modified engineering plastics, the mixing and dispersing effect of the extruder is the key factor to be considered. For products that need to add a variety of modifiers (comme les retardateurs de flamme, compatibilisants, reinforcing agents) en même temps, it is necessary to select extruders with excellent mixing performance, such as HTS PLUS series and HTS SUPER series with modular mixing screw elements. These two series can freely combine conveying elements, mixing elements and shearing elements according to the type of modifier, adjust the mixing intensity and residence time, and ensure that various modifiers are uniformly dispersed in the resin matrix. Par exemple, when processing flame-retardant modified PBT, more mixing elements can be configured to ensure the uniform dispersion of flame retardants, avoid local flame retardancy insufficiency; when processing glass fiber reinforced PA, more shearing elements can be configured to break the agglomeration of glass fiber and improve the bonding force between glass fiber and resin. En outre, if the enterprise has the demand of multi-variety and small-batch modification, it is recommended to select the extruder with quick replacement of screw elements (such as the modular screw design of HTS series), which can reduce the time of equipment adjustment and improve production efficiency.
3.3.4 Consider the Cost Budget and Comprehensive Benefits
Cost budget is an important factor for enterprises to select equipment, but it is not advisable to pursue low cost blindly. It is necessary to balance the initial purchase cost, later maintenance cost, energy consumption and production efficiency to maximize the comprehensive benefits. The HTS BASIC series has the lowest initial purchase cost, low energy consumption and simple maintenance, which is suitable for enterprises with limited budget and small production scale; the HTS PLUS series has a moderate initial purchase cost, but its high production efficiency, long service life and stable processing effect can reduce the later maintenance cost and improve product qualification rate, which is suitable for medium and large-sized enterprises with certain budget and pursuit of high performance; the HTS SUPER series has the highest initial purchase cost, but it can process high-end products with high added value, and its intelligent control and long service life can reduce labor cost and maintenance cost in the later period, which is suitable for large-scale enterprises with sufficient budget and focus on high-end market. En outre, enterprises should also consider the after-sales service of the equipment. Our HTS series extruders provide a complete after-sales service system, y compris l'installation, mise en service, formation technique, regular maintenance and quick replacement of spare parts, which can reduce the later operation risk of enterprises.
3.3.5 Consider the Compatibility with Auxiliary Equipment
Twin-screw extrusion processing of engineering plastics needs to be matched with a series of auxiliary equipment, such as raw material drying equipment, high-speed mixer, cooler, granulator, screening machine, packaging machine, etc.. When selecting the extruder, enterprises need to consider the compatibility between the extruder and auxiliary equipment to ensure the smooth operation of the entire production line. Our HTS series extruders can be perfectly matched with various standard auxiliary equipment, and can also be customized according to the enterprise’s existing auxiliary equipment to avoid the waste caused by the incompatibility between new equipment and old auxiliary equipment. Par exemple, if the enterprise already has a high-speed mixer with a mixing capacity of 500kg, it can select the HTS PLUS series extruder with a production capacity of 500kg/h – 800kg/h to match it, ensuring the coordination of raw material premixing and extrusion production.
4. Application Fields of Engineering Plastics and Matching HTS Series Extruder Solutions
Plastiques techniques, with their excellent comprehensive performance, have been widely used in automotive, électrique et électronique, médical, aérospatial, chimique, 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. Ci-dessous, 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: Léger, 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, etc., which are mainly used in engine parts, interior parts, exterior parts and electrical components. The core requirements for extrusion processing are: léger, high temperature resistance, résistance à l'usure, dimensional stability and low VOC (composés organiques volatils), 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, panneaux de porte, 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, and its low energy consumption and cost can reduce the production cost of automotive parts. For automotive engine parts (such as intake manifolds, cylinder head covers, oil pans) made of high-temperature resistant and wear-resistant engineering plastics (PA66+GF30, PPS), the HTS PLUS series extruders are more suitable. Its high torque and excellent mixing and dispersing effect can ensure the uniform dispersion of glass fiber, improve the strength and high temperature resistance of the product, and its wear-resistant screw and barrel can adapt to the wear of glass fiber, ensuring long-term stable production. For high-end new energy vehicle parts (such as battery shell, motor insulation parts) made of high-end special engineering plastics (COUP D'OEIL, PI), the HTS SUPER series extruders are required. Its ultra-high torque, 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.
Étude de cas: 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, which makes the carbon fiber uniformly dispersed in the PEEK matrix; the precise temperature control system (precision ±1℃) strictly controls the processing temperature at 380-400℃, avoiding thermal decomposition of PEEK; the short residence time (1.5 minutes) effectively reduces the material degradation, ensuring the strength and insulation performance of the battery shell. Après avoir utilisé les extrudeuses de la série HTS SUPER, the production efficiency of the enterprise is increased by 40%, the product qualification rate is increased from 88% à 99%, and the production cost is reduced by 15%, which has won high recognition from the enterprise.
4.2 Electrical and Electronic Field: Electrical Insulation, Flame Retardancy and Dimensional Stability
The electrical and electronic field is one of the earliest and most widely used fields of engineering plastics. Engineering plastics are mainly used in electrical connectors, tableaux de câblage, relais, moteurs, attaches de câble, lamp covers and other components. The core requirements for extrusion processing are: excellent electrical insulation, retardateur de flamme, stabilité dimensionnelle, corrosion resistance and low toxicity, which require the extruder to have precise temperature control, good mixing and dispersing effect and strict quality control capacity.
For general electrical components (such as cable ties, connecteurs) made of general engineering plastics (PA6, PBT, PC), the HTS BASIC series extruders are suitable. Its flexible configuration can match different die heads to produce components of different shapes and sizes; the precise temperature control ensures the electrical insulation performance of the product, and the low cost can meet the mass production needs of general electrical components. For high-precision electrical components (such as relays, motor windings) made of flame-retardant modified engineering plastics (PBT+GF30+flame retardant, PA66+flame retardant), the HTS PLUS series extruders are preferred. Its high mixing and dispersing effect can ensure the uniform dispersion of flame retardants, avoid local flame retardancy insufficiency, 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, Bloc d'alimentation, PSE), the HTS SUPER series extruders are required. 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, and engineering plastics used in the medical field must have good biocompatibility, sterility, corrosion resistance and dimensional stability, and must not produce toxic and harmful substances. The main engineering plastics used in the medical field include PC, Pennsylvanie, COUP D'OEIL, Bloc d'alimentation, etc., which are mainly used in medical containers, cathéters médicaux, implants médicaux, surgical instruments and other products. The core requirements for extrusion processing are: haute précision, no pollution, performances stables, which require the extruder to have high cleanliness, precise temperature control and strict quality control capacity.
For general medical products (tels que les conteneurs médicaux, ordinary catheters) made of medical-grade general engineering plastics (medical-grade PC, medical-grade PA), the HTS BASIC series extruders with special cleanliness configuration can meet the requirements. We can customize the screw and barrel with high cleanliness, no dead angle design for the HTS BASIC series, avoid material residue and pollution, and match the sterile feeding and packaging system to ensure the sterility of the product. For high-precision medical products (such as precision catheters, implants médicaux) made of medical-grade special engineering plastics (PEEK de qualité médicale, medical-grade PSU), the HTS SUPER series extruders with high-precision configuration are required. Its fully optimized screw structure and precise temperature control can ensure the dimensional accuracy of the product (tolerance ≤±0.01mm), and the clean production environment and no pollution design can meet the biocompatibility requirements of medical products; the cloud control function can realize real-time monitoring and recording of the production process, which is convenient for medical product traceability and meets the GMP (Bonnes pratiques de fabrication) 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, Bloc d'alimentation, PSE, etc., 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, performances stables, which require the extruder to have the highest level of torque, speed and temperature control capacity.
Due to the extremely strict processing requirements of aerospace-grade engineering plastics, only the HTS SUPER series extruders can meet the demand. Its ultra-high torque transmission device, maximum 1000rpm speed and fully optimized key components can cope with the high viscosity and high temperature resistance of aerospace-grade materials (long-term use temperature up to 300℃); the laser-clad screw and barrel have extremely high wear resistance and corrosion resistance, which can adapt to the processing of high-hardness modifiers (such as carbon fiber, ceramic fiber); the intelligent PLC + cloud touch screen control system can realize precise control of extrusion parameters, and the remote monitoring and predictive maintenance function can ensure the stable operation of equipment in long-term continuous production; the customizable configuration can meet the special processing needs of various aerospace components, ensuring the high performance and high reliability of the product.
4.5 Chemical Field: Corrosion Resistance and Wear Resistance
The chemical field has harsh working environment, and engineering plastics used in the chemical field must have excellent corrosion resistance, résistance à l'usure, high temperature resistance and pressure resistance. The main engineering plastics used in the chemical field include PPS, COUP D'OEIL, PVDF (polyvinylidene fluoride), etc., which are mainly used in chemical equipment, pipelines, vannes, pumps and other products. The core requirements for extrusion processing are: résistance à la corrosion, résistance à l'usure, performances stables, which require the extruder to have excellent wear resistance and corrosion resistance, 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 (COUP D'OEIL, PI), the HTS SUPER series extruders are required. 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, due to the influence of raw materials, paramètres de traitement, equipment performance and other factors, various problems often occur, which affect the product quality and production efficiency. Ci-dessous, we will summarize the common problems in engineering plastics extrusion processing, analyze their causes, and provide corresponding solutions combined with the characteristics of our HTS series extruders, helping enterprises solve practical processing problems and improve production efficiency.
5.1 Problem 1: Thermal Decomposition and Discoloration of Materials
Symptoms: During the extrusion process, the material appears yellowing, blackening, carbonization and other phenomena, and the final product has discoloration, bulles, cracks and other defects, and the mechanical properties are significantly reduced. This problem is mainly caused by the sensitivity of engineering plastics to overheating and hydrolytic degradation.
Causes: 1. The extrusion temperature is too high or the temperature of a certain section of the barrel is too high, resulting in thermal decomposition of the material; 2. The residence time of the material in the extruder is too long, 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. La vitesse de vis est trop faible, 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.
Solutions: 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 (précision du contrôle de la température ±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 minutes; 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 Problem 2: Uneven Dispersion of Modifiers
Symptoms: The final product has uneven texture, obvious agglomeration of modifiers (comme la fibre de verre, fibre de carbone), and the mechanical properties (force, dureté, résistance à l'usure) are uneven, which cannot meet the use requirements. This problem is common in the processing of modified engineering plastics.
Causes: 1. The premixing effect of raw materials is poor, and the modifiers are not uniformly adhered to the surface of the resin; 2. La vitesse de vis est trop faible, resulting in insufficient shear force and kneading force, and the modifiers cannot be fully broken and dispersed; 3. The combination of screw elements is unreasonable, and the number of mixing elements and shearing elements is insufficient; 4. The extrusion temperature is too low, the material is not fully melted, and the modifiers cannot be uniformly dispersed in the resin matrix; 5. The particle size of the modifier is too large or uneven.
Solutions: 1. Optimize the premixing process, augmenter la vitesse de mélange (800-1200tr/min) and mixing time (5-10 minutes), add an appropriate amount of compatibilizer to improve the compatibility between the modifier and the resin, and use a high-speed mixer matched with the HTS series extruders to ensure uniform premixing; 2. Increase the screw speed appropriately, use the high-speed performance of the HTS series extruders to generate strong shear force and kneading force, and fully break the agglomerates of modifiers; 3. Adjust the combination of screw elements, increase the number of mixing elements and shearing elements, and use the modular screw design of the HTS series extruders to customize the optimal screw combination according to the type of modifier; 4. Properly increase the extrusion temperature to ensure that the material is fully melted, which is conducive to the uniform dispersion of modifiers; 5. Crush and sieve the modifier to ensure that its particle size is uniform (20-40 engrener) and meets the processing requirements.
5.3 Problem 3: Wear of Screw and Barrel
Symptoms: After a period of use, the extrusion capacity of the extruder decreases, the shear force and mixing effect are reduced, the product quality is unstable, and even the screw and barrel are stuck. This problem is mainly caused by the wear of high-hardness modifiers (comme la fibre de verre, fibre de carbone) on the screw and barrel during the processing of reinforced engineering plastics.
Causes: 1. The screw and barrel are made of materials with poor wear resistance, which cannot resist the wear of high-hardness modifiers; 2. The filling amount of the modifier is too high (≥50%), and the wear is intensified; 3. The particle size of the modifier is too large, which increases the wear on the screw and barrel; 4. The extrusion pressure is too high, which increases the friction between the material and the screw and barrel; 5. The screw and barrel are not maintained regularly, and the material residue accelerates the wear.
Solutions: 1. Select extruders with high wear resistance, 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) et ≥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. En outre, our professional technical team can provide regular wear detection services for the screw and barrel, and put forward targeted replacement and maintenance suggestions.
5.4 Problem 4: Unstable Product Size and Dimensional Deformation
Symptoms: The size of the extruded product (such as granules, tuyaux, feuilles) 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.
Causes: 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, leading to uneven extrusion amount and unstable product size; 3. The cooling speed is uneven, resulting in uneven internal and external stress of the product, leading to deformation; 4. The die head structure is unreasonable, the flow channel is not smooth, and the material flow is uneven; 5. The raw materials have high water absorption, and the moisture causes uneven shrinkage during processing.
Solutions: 1. Use the precise temperature control system of the HTS series extruders to ensure the stability of the extrusion temperature, and avoid temperature fluctuation; 2. Adjust the feeding speed and screw speed to ensure the stability of the extrusion speed, and use the frequency conversion speed regulation function of the HTS series extruders to realize the synchronous adjustment of feeding and extrusion; 3. Optimize the cooling process, ensure uniform cooling speed, adjust the cooling water temperature (20-30℃) and cooling time (2-5 minutes) 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 Problem 5: Low Extrusion Efficiency and High Energy Consumption
Symptoms: 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.
Causes: 1. La vitesse de vis est trop faible, the conveying capacity is insufficient; 2. The extrusion temperature is too low, the material viscosity is too high, the conveying resistance is increased, and the production capacity is reduced; 3. The combination of screw elements is unreasonable, the conveying efficiency is low; 4. The feeding device is blocked or the feeding speed is insufficient, resulting in insufficient feeding; 5. The screw and barrel are worn, the conveying capacity is reduced, and the energy consumption is increased.
Solutions: 1. Increase the screw speed appropriately (within the range suitable for the material) to improve the conveying capacity and production efficiency. The HTS series extruders can reach a maximum speed of 1000rpm, which can significantly improve production efficiency; 2. Properly increase the extrusion temperature to reduce the material viscosity, reduce the conveying resistance, and improve the conveying efficiency; 3. Adjust the combination of screw elements, increase the number of conveying elements, optimize the screw lead and compression ratio, and improve the conveying efficiency. The modular screw design of the HTS series extruders can realize the quick adjustment of screw elements; 4. Check and clean the feeding device regularly, ensure the smooth feeding, and adjust the feeding speed to match the screw speed, avoid insufficient feeding; 5. Regularly detect the wear degree of the screw and barrel, replace the worn components in time, and maintain the conveying capacity of the extruder, reducing energy consumption. En outre, the HTS series extruders adopt an optimized structural design and high-efficiency motor, which can reduce energy consumption by 15%-20% par rapport aux extrudeuses ordinaires.
6. Conclusion and Future Development Trend
Plastiques techniques, comme matériau clé de haute performance, are playing an increasingly important role in global industrial upgrading, and twin-screw extrusion technology is the core support for the high-quality processing of engineering plastics. The performance of extrusion equipment directly determines the quality, efficacité de la production et effet d'application des produits en plastique technique. Our HTS series twin-screw extruders, y compris HTS BASIC, HTS PLUS and HTS SUPER, are specially designed for the processing characteristics of engineering plastics (sensibilité à la surchauffe et à la dégradation hydrolytique, exigences élevées en matière d'effet de mélange et de dispersion, haute viscosité), with the advantages of high torque, grande vitesse, contrôle précis de la température, excellente résistance à l'usure, wide application range and intelligent control. 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, intelligence électrique et électronique, 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:
D'abord, 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. The HTS series extruders will further optimize the cloud control function, realize real-time monitoring, data analysis, predictive maintenance and intelligent adjustment of the entire production process, reduce labor intervention, and improve production efficiency and product consistency. En même temps, digital simulation technology will be widely used in the design and debugging of extruders, reducing the research and development cycle and debugging time of equipment.
Deuxième, high performance and high efficiency. The demand for high-end engineering plastics (comme le PEEK, PI) will continue to increase, which will promote the continuous upgrading of extruder performance. The future extruders will have higher torque, higher speed and more precise temperature control capacity, and the key components (vis, baril, boîte de vitesse) will be further optimized to improve wear resistance, corrosion resistance and service life. En même temps, the energy consumption of the equipment will be further reduced, realizing high-efficiency and energy-saving production.
Troisième, 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. En même temps, we will provide more personalized customized solutions according to the special processing needs of customers, meeting the diverse market demands.
Quatrième, 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; en même temps, 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.