Ar straujo globālās industrializācijas attīstību, pieprasījums pēc augstas veiktspējas materiāliem automobiļu rūpniecībā, elektriskā un elektroniskā, celtniecība, medicīnas un citās jomās pieaug ar katru dienu. Inženierplastmasa, kā galvenais augstas veiktspējas materiāls, to lielisko mehānisko īpašību dēļ daudzos galvenajos pielietojuma scenārijos ir pakāpeniski aizstājuši tradicionālos metāla materiālus un vispārīgās plastmasas, karstumizturība, izturība pret koroziju, izmēru stabilitāte un apstrādājamība. Divu skrūvju ekstrūzijas tehnoloģija ir inženiertehnisko plastmasas savienojumu galvenā apstrādes tehnoloģija, un ekstrūzijas iekārtu veiktspēja tieši nosaka kvalitāti, ražošanas efektivitāte un inženierplastmasas izstrādājumu pielietojuma efekts.
Mēs esam apņēmušies nodrošināt profesionālus divu skrūvju ekstrūzijas risinājumus inženiertehniskās plastmasas apstrādei, paļaujoties uz mūsu neatkarīgi izstrādātajiem un ražotajiem HTS sērijas ekstrūderiem ar liela griezes momenta pārnesumkārbām, kas ir īpaši izstrādāti inženierplastmasu apstrādes īpašībām un pielietojuma vajadzībām. Šajā rakstā tiks detalizēti aprakstītas veiktspējas īpašības, klasifikācija, inženiertehnisko plastmasu apstrādes grūtības, divu skrūvju ekstrūzijas tehnoloģijas galvenā loma inženiertehniskās plastmasas apstrādē, mūsu HTS sērijas ekstrūderu priekšrocības un to mērķtiecīga pielāgošana inženiertehniskajai plastmasai, kā arī specifiskos lietojumprogrammu laukus, apstrādes metodes un izplatītas problēmas un risinājumi. Papildinot detalizētus tehniskos parametrus, apstrādes detaļas un nozares pielietojuma gadījumi, raksts tiks papildināts līdz 3000-4000 vārdus, sniedzot visaptverošu un profesionālu uzziņu inženiertehniskās plastmasas apstrādes uzņēmumiem, tehniķi un attiecīgie praktiķi.
1. Pārskats par Inženierplastmasas rūpniecību un galvenajiem veiktspējas raksturlielumiem
1.1 Inženierplastmasas rūpniecības pašreizējā situācija un attīstības tendences
Inženierplastmasa attiecas uz plastmasas materiālu klasi, ko var izmantot kā konstrukcijas materiālus un izturēt mehāniskas slodzes plašā temperatūras diapazonā. Salīdzinājumā ar vispārējo plastmasu (piemēram, polietilēna PE, polipropilēns PP, polivinilhlorīds PVC), inženiertehniskajai plastmasai ir izcilāka visaptveroša veiktspēja, un var izpildīt skarbās lietošanas prasības rūpnieciskajā ražošanā un augstākās klases produktu ražošanā. Pēdējos gados, pakārtoto nozaru, piemēram, vieglo automobiļu, modernizācija, elektriskais un elektroniskais intelekts, un medicīnas ierīču augstākās klases, globālais inženierplastmasu tirgus ir uzrādījis stabilu un strauju izaugsmes tendenci.
Saskaņā ar attiecīgajiem nozares datiem, pasaules inženierplastmasas tirgus apjoms ir pārsniedzis 100 miljardu ASV dolāru, un sagaidāms, ka tas saglabās salikto gada pieauguma tempu 7%-10% nākamajos piecos gados. Starp tiem, Āzijas un Klusā okeāna reģions ir pasaulē lielākais inženiertehniskās plastmasas ražošanas un patēriņa tirgus, kas veido vairāk nekā 55% no pasaules tirgus daļas, galvenokārt autobūves straujās attīstības dēļ, elektriskā un elektroniskā rūpniecība Ķīnā, Indija un citas valstis, kā arī nepārtraukta rūpniecības atbalsta kapacitātes un tehnoloģisko inovāciju līmeņa uzlabošana. Ķīna, kā pasaulē lielākais inženiertehniskās plastmasas patērētājs un ražotājs, ir milzīgs tirgus pieprasījums, gada izlaide un patēriņš pieaug ar divciparu skaitļiem, jo īpaši jaunu enerģijas transportlīdzekļu jomā, 5G sakari, un medicīniskās ierīces, pieprasījums pēc augstas veiktspējas inženiertehniskajām plastmasām uzrāda strauju pieauguma tendenci.
Inženierplastmasas nozares attīstības tendence galvenokārt atspoguļojas piecos aspektos: vispirms, augsta veiktspēja un funkcionalitāte. Ar nepārtrauktu lietošanas prasību uzlabošanu pakārtotajos laukos, inženierplastmasa attīstās uz augstāku karstumizturību, lielāka izturība, labāka nodilumizturība un īpašas funkcijas (piemēram, liesmas slāpēšana, antistatiska, antibakteriāls, starojuma pretestība), pielāgoties skarbai darba videi ar augstu temperatūru, augsts spiediens, korozija un starojums; otrais, viegls svars un integrācija. Automobiļu rūpniecībā, aviācija un citas jomas, lai sasniegtu enerģijas taupīšanas un emisiju samazināšanas mērķus, inženierplastmasu arvien vairāk izmanto metāla materiālu aizstāšanai, un produktu dizaina integrācija kļūst arvien augstāka, kas var samazināt detaļu skaitu, vienkāršot ražošanas procesu un samazināt izmaksas; trešais, vides aizsardzība un pārstrādājamība. Ar globālās vides aizsardzības politikas stiprināšanu un vides aizsardzības izpratnes uzlabošanos, pārstrādājamas inženierplastmasas izstrāde un pielietošana, bioloģiski noārdāmās inženierplastmasas un videi draudzīgas apstrādes tehnoloģijas ir kļuvušas par nozares uzmanības centrā, plastmasas atkritumu radītā vides piesārņojuma samazināšana; ceturtais, apstrādes iekārtu intelekts un precizitāte. Inženierplastmasai ir augstas apstrādes grūtības un stingras kvalitātes prasības, kas izvirza augstākas prasības apstrādes iekārtām. Inteliģents, precīzi un efektīvi divu skrūvju ekstrūderi un automātiskās ražošanas līnijas ir kļuvušas par nozares galveno virzienu, realizējot reāllaika uzraudzību, automātiska parametru regulēšana un paredzamā apstrādes procesa uzturēšana; piektais, pielietojuma jomu dažādošana. Inženierplastmasa pakāpeniski izvēršas no tradicionālās autobūves, elektriskos un elektroniskos laukus jaunai enerģijai, medicīnas, aviācija, būvniecība un citas jaunas jomas, atverot jaunu tirgus telpu.
Uz šī fona, divu skrūvju ekstrūzijas tehnoloģija, kā inženiertehnisko plastmasas savienojumu galvenā apstrādes tehnoloģija, ir kļuvusi par atslēgu inženierplastmasas uzņēmumu konkurētspējas uzlabošanai. Inženierplastmasa ir jutīga pret pārkaršanu un hidrolītisko noārdīšanos, un tiem ir augstas prasības attiecībā uz apstrādes temperatūru, bīdes spēks, uzturēšanās laiks un temperatūras kontroles precizitāte. Mūsu HTS sērijas ekstrūderi ir īpaši izstrādāti inženiertehnisko plastmasu apstrādes īpašībām, ar lielu griezes momentu, liels ātrums, precīza temperatūras kontrole un lieliska izkliedējamība, kas var efektīvi atrisināt inženiertehnisko plastmasu apstrādes grūtības un palīdzēt uzņēmumiem sasniegt augstu kvalitāti, efektīva un stabila ražošana.
1.2 Inženierplastmasas galvenie veiktspējas raksturlielumi
Salīdzinājumā ar vispārējiem plastmasas un metāla materiāliem, inženiertehniskajai plastmasai ir unikāla visaptveroša veiktspēja, kas nosaka to plašo pielietojumu dažādās rūpniecības jomās. Inženierplastmasu galvenie veiktspējas raksturlielumi galvenokārt ir atspoguļoti turpmākajos piecos aspektos, kas arī izvirzīja īpašas prasības to apstrādes tehnoloģijai un iekārtām:
1.2.1 Lieliska karstumizturība un aukstumizturība
Inženierplastmasai ir plašs temperatūras pielāgošanās diapazons, kas spēj saglabāt labas mehāniskās īpašības (spēks, stingrība, cietība) gan augstas, gan zemas temperatūras vidē. Salīdzinājumā ar vispārējo plastmasu, kas parasti zaudē savas mehāniskās īpašības 80-120 ℃ temperatūrā, lielākā daļa inženiertehnisko plastmasu var stabili darboties 100-250 ℃ temperatūrā, un dažas īpašas inženiertehniskās plastmasas (piemēram, PEEK, PI) var darboties pat temperatūrā virs 300 ℃. Tajā pašā laikā, inženierplastmasai ir arī laba aukstumizturība, kas var saglabāt labu stingrību zemā temperatūrā (zem -40 ℃), un nav viegli trausls lūzums. Šī veiktspēja padara inženiertehnisko plastmasu piemērotu lietošanai skarbā temperatūrā, piemēram, automobiļu dzinēju daļas (augsta temperatūra) un āra elektriskās iekārtas (zema temperatūra).
Inženierplastmasu lieliskā karstumizturība galvenokārt ir saistīta ar to īpašo molekulāro struktūru (piemēram, aromātiskie gredzeni, heterocikliskie gredzeni) un spēcīgi starpmolekulārie spēki, kas padara tos nav viegli izkausēt un sadalīties augstā temperatūrā. Tomēr, tas arī rada zināmas grūtības apstrādē: ir nepieciešama augstāka apstrādes temperatūra, lai tās izkustu un plastificētos, un ir nepieciešama precīza temperatūras kontrole, lai izvairītos no termiskās sadalīšanās.
1.2.2 Laba izturība pret koroziju un izturība
Inženierplastmasai ir lieliska ķīmiskā stabilitāte un izturība pret koroziju, un tos nav viegli sarūsēt ar skābēm, sārmi, sāļi, organiskie šķīdinātāji un citas ķīmiskas vielas. Salīdzinājumā ar metāla materiāliem, kas viegli rūsē un rūsē, inženiertehniskajai plastmasai ir ilgāks kalpošanas laiks skarbā ķīmiskā vidē. Piemēram, poliamīds (PA) inženierplastmasa ir izturīga pret lielāko daļu organisko šķīdinātāju un vājām skābēm un sārmiem; polikarbonāts (PC) inženierplastmasa ir izturīga pret neoksidējošu skābju un sāļu koroziju; polifenilēnsulfīds (PPS) inženierplastmasa ir izturīga pret koroziju, ko izraisa gandrīz visas ķīmiskās vielas, izņemot spēcīgas oksidējošās skābes.
Turklāt, inženiertehniskajai plastmasai ir laba laika apstākļu izturība un izturība pret novecošanos, un nav viegli noārdīties un novecot saules gaismas ietekmē, lietus, skābeklis un citi vides faktori, kas nodrošina to ilgstošu stabilu lietošanu āra un skarbā vidē. Šī veiktspēja padara inženiertehnisko plastmasu plaši izmantotu ķīmiskajās iekārtās, āra elektroiekārtas, automobiļu ārējās daļas un citas jomas.
1.2.3 Viegla apstrāde un augsta ražošanas efektivitāte
Salīdzinājumā ar metāla materiāliem, inženiertehniskajai plastmasai ir vieglas apstrādes priekšrocības, simple production process and high production efficiency. Metal materials usually need complex processing procedures such as forging, casting, mehāniskā apstrāde, which have high energy consumption, low efficiency and high cost; while engineering plastics can be processed by extrusion, iesmidzināšanas formēšana, blow molding and other methods, which can realize mass production, simplify the production process, reduce energy consumption and production cost. Piemēram, the processing cycle of an engineering plastic automotive part by injection molding is only a few seconds to tens of seconds, while the processing cycle of the same metal part may take several hours to several days.
Tomēr, engineering plastics also have certain processing difficulties: they are sensitive to overheating and hydrolytic degradation, un viegli sadalās, ja apstrādes temperatūra ir pārāk augsta vai uzturēšanās laiks ir pārāk garš; tajā pašā laikā, dažas inženierplastmasas (piemēram, PA) ir augsta ūdens absorbcija, kas ietekmē apstrādes efektu un produkta kvalitāti. Tāpēc, apstrādes kvalitātes nodrošināšanai nepieciešams izmantot profesionālas apstrādes iekārtas un zinātniskās apstrādes tehnikas.
1.2.4 Lieliska izmēru stabilitāte un elektriskā izolācija
Inženierplastmasai ir laba izmēru stabilitāte, un saraušanās ātrums ir mazs (parasti 0.3%-1.5%) apstrādes un lietošanas laikā, kas var nodrošināt izstrādājumu izmēru precizitāti un izvairīties no deformācijas. Šī veiktspēja ir īpaši svarīga augstas precizitātes daļām, piemēram, elektriskie savienotāji, automobiļu precīzās sastāvdaļas, medicīniskās ierīces, utt. Inženierplastmasu labā izmēru stabilitāte galvenokārt ir saistīta ar to augsto kristāliskumu, zema ūdens absorbcija (izņemot dažas šķirnes, piemēram, PA) un spēcīgi starpmolekulārie spēki.
Turklāt, lielākajai daļai inženiertehnisko plastmasu ir lieliskas elektriskās izolācijas īpašības, kas var uzturēt labu izolācijas veiktspēju plašā temperatūras diapazonā un frekvenču diapazonā, un nav viegli vadīt elektrību un loku. Tas padara inženiertehnisko plastmasu plaši izmantotu elektriskās un elektroniskās jomās, piemēram, elektroinstalācijas dēļi, kabeļu saites, savienotāji, releji, motori un citas elektriskās sastāvdaļas.
1.2.5 Viegls svars un augsta īpatnējā izturība, Izcila nodilumizturība
Inženierplastmasai ir vieglas svara īpašības (blīvums ir 1/3-1/5 no metāla materiāliem) un augsta īpatnējā izturība (stiprība uz svara vienību ir līdzvērtīga vai pat lielāka par metālu materiāliem). Piemēram, stikla šķiedras pastiprināta poliamīda īpatnējā stiprība (PA66+GF30) ir augstāks nekā parastajam oglekļa tēraudam, kas var efektīvi samazināt izstrādājumu svaru, vienlaikus nodrošinot mehānisko veiktspēju. Šī veiktspēja ir īpaši svarīga automobiļos, aviācija un citas jomas, kas tiecas pēc viegluma un enerģijas taupīšanas, kas var samazināt degvielas patēriņu un oglekļa emisijas.
Tajā pašā laikā, inženiertehniskajai plastmasai ir arī izcila nodilumizturība un berzes izturība, un berzes koeficients ir mazs, ko var izmantot nodilumizturīgu detaļu ražošanā (piemēram, zobrati, gultņi, bīdāmie bloki) bez papildu eļļošanas vai ar mazāku eļļošanu, samazinot produktu uzturēšanas izmaksas. Piemēram, polioksimetilēns (POM) inženiertehniskajai plastmasai ir lieliska nodilumizturība, un tā ir pazīstama kā “plastmasas tērauds”, ko plaši izmanto automobiļu pārnesumu ražošanā, elektriskās detaļas un citas nodilumizturīgas detaļas.
1.3 Common Classification of Engineering Plastics
Inženierplastmasu var iedalīt dažādos veidos pēc to ķīmiskās struktūras, veiktspējas līmenis un pielietojuma joma. Kopējās klasifikācijas metodes ir šādas, kas palīdz labāk izprast dažādu inženierplastmasu apstrādes raksturlielumus un pielietojuma scenārijus, un izvēlēties piemērotas ekstrūzijas iekārtas un apstrādes metodes:
1.3.1 Klasifikācija pēc veiktspējas līmeņa
Atbilstoši veiktspējas līmenim, inženierplastmasu var iedalīt vispārīgajā inženierplastmasā un speciālajā inženierplastmasā.
- Vispārējā inženierplastika: Tās ir visplašāk izmantotās inženiertehniskās plastmasas, ar salīdzinoši nobriedušu ražošanas tehnoloģiju, mērena cena un laba visaptveroša veiktspēja. Galvenās šķirnes ietver poliamīdu (PA), polikarbonāts (PC), polioksimetilēns (POM), polietilēntereftalāts (PET), polibutilēna tereftalāts (PBT), utt. Vispārīgo inženiertehnisko plastmasu galvenokārt izmanto automobiļu rūpniecībā, elektriskā un elektroniskā, sadzīves tehnika un citas jomas, piemēram, automobiļu daļas, elektriskie savienotāji, sadzīves tehnikas čaulas, utt.
- Speciāla inženierplastika: Viņiem ir izcilāks sniegums (piemēram, augstāka karstumizturība, izturība pret koroziju, mehāniskās īpašības) nekā vispārējā inženiertehniskā plastmasa, bet ražošanas tehnoloģija ir sarežģīta un cena augsta. Galvenās šķirnes ietver polifenilēnsulfīdu (PPS), poliētera ētera ketons (PEEK), poliimīds (PI), polisulfons (PSU), poliētersulfons (PES), utt. Speciālo inženiertehnisko plastmasu galvenokārt izmanto augstākās klases jomās, piemēram, aviācijā, medicīniskās ierīces, jauna enerģija, un ķīmiskās iekārtas, piemēram, kosmosa sastāvdaļas, medicīniskie implanti, augstas temperatūras izturīgas elektriskās sastāvdaļas, utt.
1.3.2 Klasifikācija pēc ķīmiskās struktūras
Saskaņā ar molekulārās ķēdes ķīmisko struktūru, inženierplastmasu var iedalīt poliamīdā (PA), polikarbonāts (PC), polioksimetilēns (POM), poliesters (PET, PBT), polifenilēnsulfīds (PPS), poliētera ētera ketons (PEEK), utt. Katram inženiertehniskās plastmasas veidam ir savas unikālās veiktspējas īpašības un apstrādes prasības:
- Poliamīds (PA): Zināms arī kā neilons, tai ir lieliska mehāniskā izturība, nodilumizturība, stingrība un ķīmiskā izturība, bet ir augsta ūdens absorbcija, kas ietekmē izmēru stabilitāti. Parastās šķirnes ietver PA6, PA66, PA11, PA12, utt. To plaši izmanto automobiļu detaļās (zobrati, gultņi, ieplūdes kolektori), elektriskie savienotāji, tekstilšķiedras, utt.
- Polikarbonāts (PC): Tam ir lieliska caurspīdīgums, triecienizturība, karstumizturība un elektriskā izolācija, bet ir vāja nodilumizturība un ir viegli saskrāpējama. To plaši izmanto elektriskās un elektroniskās jomās (elektroinstalācijas dēļi, lampu vāciņi), automobiļu jomas (priekšējo lukturu lēcas, instrumentu paneļi), medicīnas jomās (medicīnas konteineri), utt.
- Polioksimetilēns (POM): Tam ir lieliska nodilumizturība, berzes pretestība, izmēru stabilitāte un mehāniskā izturība, un nav viegli absorbēt ūdeni. Tas ir pazīstams kā “plastmasas tērauds” un to plaši izmanto automobiļu detaļās (zobrati, bīdāmie bloki), elektriskās sastāvdaļas (slēdži, gultņi), mehāniskās daļas, utt.
- Poliesters (PET, PBT): PET ir lieliska caurspīdīgums, karstumizturība un mehāniskā izturība, un to galvenokārt izmanto šķiedrās, filmas, pudeles un citi lauki; PBT ir lieliska ķīmiskā izturība, elektriskā izolācija un apstrādes plūstamība, un to plaši izmanto elektriskās un elektroniskās jomās (savienotāji, releji), automobiļu daļas, utt.
- Polifenilēna sulfīds (PPS): Tam ir lieliska karstumizturība (ilgstošas lietošanas temperatūra līdz 200-220 ℃), izturība pret koroziju, liesmas slāpēšana un elektriskā izolācija, bet tam ir vāja izturība. To plaši izmanto augstas temperatūras izturīgos elektriskajos komponentos, automobiļu dzinēju daļas, ķīmiskās iekārtas, utt.
- Poliētera ētera ketons (PEEK): Tam ir lieliska visaptveroša veiktspēja, ilgstošas lietošanas temperatūra līdz 250-300 ℃, laba izturība pret koroziju, mehāniskā izturība un bioloģiskā saderība. To galvenokārt izmanto augstākās klases jomās, piemēram, aviācijā, medicīniskie implanti, un augstas temperatūras izturīgas elektriskās sastāvdaļas.
1.3.3 Klasifikācija pēc lietojuma laukiem
Atbilstoši pieteikuma laukam, inženiertehnisko plastmasu var iedalīt automobiļu kvalitātes inženiertehniskajā plastmasā, elektrotehniskā plastmasa, medicīniskās kvalitātes inženierplastmasa, aviācijas un kosmosa kvalitātes inženiertehniskā plastmasa, utt. Dažādās lietošanas jomās ir atšķirīgas prasības attiecībā uz inženierplastmasu veiktspēju. Piemēram, automobiļu kvalitātes inženiertehniskajai plastmasai ir nepieciešama laba karstumizturība, triecienizturība un laika apstākļu izturība; elektrotehniskai plastmasai ir nepieciešama laba elektriskā izolācija un liesmas slāpētājs; medicīniskās kvalitātes inženiertehniskajai plastmasai ir nepieciešama laba bioloģiskā saderība un sterilitāte; aviācijas un kosmosa kvalitātes inženiertehniskajai plastmasai ir nepieciešama laba augstas temperatūras izturība, mazs svars un augsta izturība.
2. Inženierplastmasas galvenās apstrādes tehnoloģija: Divu skrūvju ekstrūzijas tehnoloģija
Inženierplastmasas apstrāde galvenokārt ietver ekstrūzijas, iesmidzināšanas formēšana, pūšamformēšana, formēšana un citas metodes, starp kurām divu skrūvju ekstrūzijas tehnoloģija ir inženiertehnisko plastmasas savienojumu ražošanas pamattehnoloģija (piemēram, modificētas inženierplastmasas, pastiprināta inženierplastika) and semi-finished products (piemēram, caurules, loksnes, fibers). Salīdzinājumā ar vienas skrūves ekstrūzijas tehnoloģiju, twin-screw extrusion technology has the advantages of strong shearing force, labs sajaukšanas efekts, precīza temperatūras kontrole, short residence time and strong adaptability to raw materials, which can effectively solve the processing difficulties of engineering plastics (such as sensitivity to overheating and hydrolytic degradation, poor mixing effect, low processing efficiency) and ensure the quality of engineering plastic products.
2.1 Processing Difficulties of Engineering Plastics and Requirements for Extrusion Equipment
Kā jau minēts iepriekš, 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. Galvenās inženierplastmasas apstrādes grūtības un atbilstošās prasības ekstrūzijas iekārtām ir šādas:
2.1.1 Jutība pret pārkaršanu un hidrolītisko noārdīšanos
Lielākā daļa inženiertehnisko plastmasu (piemēram, PA, PBT, PPS) ir jutīgi pret pārkaršanu un hidrolītisko noārdīšanos. Ja apstrādes temperatūra ir pārāk augsta vai uzturēšanās laiks ekstrūderī ir pārāk garš, inženierplastmasas molekulārā ķēde pārtrūks, kā rezultātā notiek termiskā sadalīšanās, kas samazinās mehāniskās īpašības, karstumizturība un cita produkta veiktspēja, un pat izraisīt krāsas maiņu, karbonizācija un citi defekti. Turklāt, dažas inženierplastmasas (piemēram, PA) ir augsta ūdens absorbcija, un mitrums materiālā izraisīs hidrolītisko noārdīšanos augstas temperatūras apstrādes procesā, kas ietekmē produkta kvalitāti.
Tas izvirza divas galvenās prasības ekstrūzijas iekārtām: vispirms, precīza temperatūras kontroles jauda, kas var stingri kontrolēt apstrādes temperatūru optimālā inženierplastmasas diapazonā, izvairieties no lokālas pārkaršanas, un temperatūras kontroles precizitātei jāsasniedz ±1 ℃; otrais, īss uzturēšanās laiks, kas var samazināt laiku, kurā materiāls paliek ekstrūdera mucā, izvairīties no termiskās sadalīšanās un hidrolītiskās sadalīšanās. Divskrūvju ekstrūderiem ir īss uzturēšanās laiks (parasti 1-5 minūtes) un precīza temperatūras kontrole, kas ir piemērotāki inženierplastmasu apstrādei nekā vienas skrūves ekstrūderi (uzturēšanās laiks 5-10 minūtes).
2.1.2 Augstas prasības sajaukšanas un izkliedēšanas efektam
Inženierplastmasas apstrādē, bieži ir nepieciešams pievienot modifikatorus (piemēram, stikla šķiedra, oglekļa šķiedra, talks, liesmas slāpētāji, saderības līdzekļi) lai uzlabotu produkta veiktspēju (piemēram, pastiprinot, rūdīšana, liesmas slāpētājs). Piemēram, stikla šķiedras pievienošana PA var uzlabot tā izturību un izmēru stabilitāti; liesmas slāpētāju pievienošana PBT var uzlabot tā liesmas slāpētāju. Vienmērīga modifikatoru sajaukšana un izkliedēšana inženierijas plastmasas matricā ir izšķiroša galaprodukta veiktspējai. Ja sajaukšanas un izkliedēšanas efekts ir vājš, modifikatori aglomerēsies, kā rezultātā produkta darbība ir nevienmērīga, un pat samazināt izstrādājuma mehāniskās īpašības.
Tas prasa, lai ekstrūzijas iekārtai būtu spēcīgs bīdes spēks un sajaukšanas spēja. Divskrūvju ekstrūderi izmanto savstarpēji rotējošu vai pretēji rotējošu divu skrūvju struktūru, un relatīvā kustība starp skrūvēm var radīt spēcīgu bīdes spēku un mīcīšanas spēku, kas var pilnībā salauzt modifikatoru aglomerātus, padarīt modifikatorus vienmērīgi izkliedētu inženiertehniskajā plastmasas matricā, un nodrošina sajaukšanas un izkliedēšanas efektu. Turklāt, dubultskrūves modulārā konstrukcija var brīvi apvienot dažādus skrūvju elementus (piemēram, pārvietošanas elementi, elementu sajaukšana, bīdes elementi) atbilstoši inženierplastikas un modifikatora veidam, vēl vairāk uzlabo sajaukšanas un izkliedēšanas efektu.
2.1.3 Augstas prasības iekārtu nodilumizturībai
Stiegrotas inženierplastmasas apstrādē (piemēram, stikla šķiedras pastiprināts PA, oglekļa šķiedras pastiprināts PPS), pievienotā stikla šķiedra, oglekļa šķiedrai un citiem modifikatoriem ir augsta cietība, kas ekstrūzijas procesa laikā izraisīs nopietnu ekstrūdera skrūves un cilindra nodilumu. Ja skrūvei un mucai ir slikta nodilumizturība, tie tiks ātri nolietoti, kā rezultātā samazinās ekstrūdera bīdes spēks un sajaukšanas spēja, ietekmējot produkta kvalitāti un samazinot iekārtas kalpošanas laiku.
Tas prasa, lai ekstrūdera skrūve un cilindrs būtu izgatavoti no augstas kvalitātes nodilumizturīgiem materiāliem un apstrādāti ar progresīvu ražošanas tehnoloģiju. Mūsu HTS sērijas ekstrūderi skrūvēm un mucām izmanto importētu nodilumizturīgu leģēto tēraudu, un pakļauti bimetāla kompozītmateriālu apstrādei vai lāzera apšuvuma apstrādei, kas ievērojami uzlabo skrūves un mucas nodilumizturību un izturību pret koroziju, un var pielāgoties pastiprinātas inženierplastmasas apstrādei ar augstas cietības modifikatoriem.
2.1.4 Augstas prasības apstrādes plūstamības un spiediena kontrolei
Dažas inženierijas plastmasas (piemēram, PPS, PEEK) ir augsta viskozitāte un slikta apstrādes plūstamība, which require the extruder to have strong conveying capacity and pressure control capacity to ensure the smooth progress of extrusion. If the conveying capacity is insufficient or the pressure control is unstable, it will cause uneven extrusion speed, unstable product size, and even equipment blockage.
Twin-screw extruders have strong conveying capacity and stable pressure control capacity. The intermeshing of the twin screws can generate strong pumping force, which can effectively convey high-viscosity engineering plastic materials; tajā pašā laikā, the extruder is equipped with a high-precision pressure sensor, which can monitor the extrusion pressure in real time and adjust the screw speed and feeding speed automatically to ensure the stability of the extrusion pressure and the smooth progress of processing.
2.2 Inženierplastmasas divskrūvju ekstrūzijas darbības princips un procesa plūsma
Inženierplastmasas divu skrūvju ekstrūzijas process ir sarežģīts fizikāls un ķīmisks process, kas ietver vairāku faktoru, piemēram, temperatūras, mijiedarbību, spiedienu, bīdes spēks un laiks. Galvenais mērķis ir kausēt un plastificēt inženiertehniskās plastmasas izejvielas un modifikatorus, sajauc tos viendabīgi, un pēc tam izspiediet tos vajadzīgajā formā (piemēram, daļiņas, caurules, loksnes, fibers) caur mirstes galvu. Konkrētais darbības princips un procesa plūsma ir šāda:
2.2.1 Izejvielu pirmapstrāde
Izejvielu pirmapstrāde ir inženiertehniskās plastmasas ekstrūzijas apstrādes pamats, kas tieši ietekmē apstrādes efektu un produkta kvalitāti. Inženierplastmasas izejvielas galvenokārt ietver inženiertehniskās plastmasas sveķus (piemēram, PA, PC, POM), modifikatori (piemēram, stikla šķiedra, oglekļa šķiedra, talks, liesmas slāpētāji), saderības līdzekļi, smērvielas un citas piedevas. Iepriekšējās apstrādes darbības ir šādas:
- Žāvēšanas apstrāde: Lielākā daļa inženiertehnisko plastmasu (piemēram, PA, PBT, PPS) ir augsta ūdens absorbcija, and the moisture in the raw materials will cause hydrolytic degradation during high-temperature processing, resulting in product defects (such as bubbles, plaisas, reduced mechanical properties). Tāpēc, the raw materials must be dried before processing. The drying temperature and time are determined according to the type of engineering plastic: piemēram, PA6 is dried at 80-100℃ for 4-6 stundas, PA66 is dried at 100-120℃ for 6-8 stundas, PBT is dried at 120-140℃ for 2-4 stundas, PPS is dried at 150-160℃ for 3-5 stundas. Tālāk jākontrolē žāvētu izejvielu mitruma saturs 0.1%-0.2%.
- Premixing Treatment: Saskaņā ar formulas attiecību, 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. Sajaukšanas ātrums parasti ir 800-1200 apgr./min, and the mixing time is 5-10 minūtes. For some modifiers with poor compatibility (such as glass fiber and PA), a compatibilizer should be added during premixing to improve the compatibility between the modifier and the resin.
- Sasmalcināšana un sijāšana: For engineering plastic resins with large particle size or modifiers with uneven particle size (piemēram, stikla šķiedra), crushing and sieving treatment should be carried out to ensure the uniformity of raw materials and avoid affecting the mixing and dispersing effect during extrusion. Sasmalcināto izejvielu daļiņu izmērs ir jākontrolē 20-40 acs.
2.2.2 Barošana un transportēšana
The premixed raw materials are sent to the feeding hopper of the twin-screw extruder through a screw feeder or a belt feeder. The feeding device of the extruder is usually equipped with a frequency conversion speed regulation function, which can adjust the feeding speed according to the screw speed and extrusion speed to ensure that the materials enter the extrusion cavity stably and uniformly, avoiding material accumulation or insufficient feeding. The feeding hopper is also equipped with a drying device to prevent the raw materials from absorbing moisture again during feeding.
2.2.3 Kušana, Mixing and Shearing
The materials entering the extrusion cavity of the twin-screw extruder are pushed forward continuously by the rotating screws. Ekstrūzijas dobums sastāv no skrūves un mucas, un ekstrūzijas dobuma tilpums pakāpeniski samazinās gar ass virzienu. Kad skrūves griežas, materiāli tiek pakāpeniski saspiesti skrūvju un mucas iedarbībā, un spiediens ekstrūzijas dobumā pakāpeniski palielinās (generally 5-15MPa).
Tajā pašā laikā, materiāli tiek pakļauti spēcīgam bīdes spēkam un berzes spēkam, ko rada relatīvā kustība starp skrūvēm un mucu, kā arī starp skrūvju lidojumiem. The shear force and friction force can fully break the agglomerates of modifiers, make the modifiers uniformly dispersed in the melted engineering plastic resin, and promote the fusion and compatibility between the modifier and the resin. Berzes spēks var arī radīt noteiktu siltuma daudzumu, kas ir apvienota ar mucas ārējo apsildi (elektriskā apkure vai tvaika apkure) to make the engineering plastic resin gradually melt and plasticize.
Ekstrūdera muca parasti tiek sadalīta 4-6 temperatūras kontroles sadaļas (barošanas sadaļa, kušanas sekcija, sajaukšanas sadaļa, homogenizācijas sadaļa, mirst galvas sekcija), un katras sekcijas temperatūra tiek precīzi kontrolēta atbilstoši inženierplastmasas veidam. Piemēram, apstrādājot PA66+GF30 (stikla šķiedra pastiprināts PA66), barošanas sekcijas temperatūra ir 120-140 ℃, kušanas sekcija ir 250-260 ℃, sajaukšanas sekcija ir 260-270 ℃, homogenizācijas sekcija ir 250-260 ℃, un matricas galvas daļa ir 240-250 ℃. Precīza temperatūras kontrole var nodrošināt, ka sveķi ir pilnībā izkusuši bez termiskās sadalīšanās, un modifikatori ir vienmērīgi izkliedēti.
2.2.4 Ekstrūzija un formēšana
Pilnībā izkusis, jauktais un izkliedētais materiāls ar skrūvēm tiek nospiests uz ekstrūdera galviņu. Preses galva ir veidota atbilstoši gala produkta formai: inženierplastmasu savienojumu ražošanai (granulas), presformas galva ir aprīkota ar vairākiem apļveida formas caurumiem (veidņu caurumu skaitu un izmēru nosaka atkarībā no granulu daļiņu izmēra); cauruļu ražošanai, loksnes, fibers, matricas galva ir veidota atbilstošās formās (piemēram, apļveida matrica caurulēm, plakana matrica loksnēm).
Materiāls tiek izspiests no presformas galvas lielā ātrumā, veidojot nepārtrauktus pusfabrikātus (piemēram, sloksnes granulām, caurules, loksnes). Preses galviņas temperatūra ir nedaudz zemāka nekā homogenizācijas sekcijas temperatūra, kas var novērst materiāla sadalīšanos pārmērīgas temperatūras dēļ un nodrošināt pusfabrikātu veidojošo efektu. The extrusion speed is controlled according to the type of engineering plastic and the shape of the product, generally ranging from 0.5-5m/min.
2.2.5 Atdzesēšana un sacietēšana
The extruded semi-finished products are sent to a cooling device for rapid cooling and solidification. The cooling method is determined according to the shape of the product: for strips (granule production), water tank cooling is usually used, and the cooling water temperature is controlled at 20-30℃, and the cooling time is 2-5 minūtes; for pipes and sheets, air cooling or water spray cooling is used, and the cooling speed should be controlled to avoid product deformation due to uneven cooling. Rapid cooling can make the semi-finished products solidify quickly, maintain the shape and size of the products, and improve the mechanical properties of the products.
2.2.6 Cutting and Post-Processing
Pēc atdzesēšanas un sacietēšanas, the semi-finished products are processed into the final product through cutting or other post-processing steps. For the production of engineering plastic compounds (granulas), the cooled strips are sent to a granulator for cutting, and the granulator is equipped with a rotary knife, which can cut the strips into granular products with uniform size (the particle size is generally 2-5mm, ko var pielāgot atbilstoši klientu vajadzībām). For the production of pipes and sheets, the cooled semi-finished products are cut into the required length through a cutting machine; for the production of fibers, the cooled filaments are drawn and wound to form fiber products.
Turklāt, the final product also needs to undergo post-processing steps such as screening, inspection and packaging. The screening step is to remove unqualified products (piemēram, pārāk liels, too small or agglomerated particles); the inspection step is to detect the performance (such as mechanical strength, karstumizturība, izmēru precizitāte) 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. There are many factors affecting the extrusion effect, galvenokārt ietverot izejvielu īpašības, formula ratio, premixing effect, ekstrūzijas parametri un galviņas struktūra. Mastering these key factors and making scientific adjustments can ensure the stability of the extrusion effect and the consistency of product quality.
2.3.1 Izejvielu raksturojums
Veids, daļiņu izmērs, moisture content and purity of raw materials have a great impact on the extrusion effect. Piemēram, 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. The purity of raw materials is also very important; impurities in raw materials (such as metals, akmeņi, putekļi) will not only affect the product quality, bet arī valkājiet ekstrūdera skrūvi un mucu, un pat izraisīt iekārtu bloķēšanu.
2.3.2 Formula Ratio
The formula ratio of engineering plastic compounds (the ratio of resin, modifiers and additives) is the key to determining the performance of the product. The type and dosage of modifiers should be determined according to the performance requirements of the product. Piemēram, pievienojot 20%-40% of glass fiber to PA can significantly improve its strength and dimensional stability, but excessive glass fiber will reduce the toughness and processing fluidity of the product. The type and dosage of additives also need to be reasonably matched: 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, uzlabot apstrādes plūstamību, 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 Premixing Effect
Premixing is the foundation of extrusion processing. The uniformity of premixing directly affects the mixing and dispersing effect of modifiers during extrusion. If the premixing is uneven, the modifiers cannot be uniformly adhered to the surface of the resin, resulting in local agglomeration of modifiers, uneven mixing of materials during extrusion, and reduced product performance. To ensure the premixing effect, it is necessary to control the mixing speed, maisīšanas laiks un sajaukšanas temperatūra: the mixing speed is 800-1200 apgr./min, maisīšanas laiks ir 5-10 minūtes, and the mixing temperature is controlled at 40-60℃ (appropriate temperature can improve the adhesion of additives and promote uniform mixing).
2.3.4 Ekstrūzijas parametri
Extrusion parameters are the most important factors affecting the extrusion effect, galvenokārt ieskaitot skrūves ātrumu, ekstrūzijas temperatūra un ekstrūzijas spiediens.
- Skrūves ātrums: The screw speed of twin-screw extruders for engineering plastics generally ranges from 100 uz 1000 apgr./min. Our HTS series extruders can reach a maximum speed of 1000 apgr./min. Jo lielāks ir skrūves ātrums, the greater the shear force and friction force received by the materials, the better the mixing and dispersing effect of modifiers, and the higher the production efficiency. Tomēr, if the screw speed is too high, the residence time of the materials in the extrusion cavity is too short, resulting in incomplete melting of the resin, insufficient mixing of materials, and uneven product quality; if the screw speed is too low, the shear force and friction force are insufficient, the modifiers cannot be fully dispersed, and the production efficiency is low. The screw speed should be adjusted according to the type of engineering plastic and the type of modifier: augstas viskozitātes inženiertehniskajai plastmasai (piemēram, PPS, PEEK), ir nepieciešams mazāks skrūves ātrums, lai nodrošinātu pietiekamu kušanu un samaisīšanu; pastiprinātai inženierplastmasai (piemēram, stikla šķiedras pastiprināts PA), ir nepieciešams lielāks skrūves ātrums, lai nodrošinātu vienmērīgu stikla šķiedras izkliedi.
- Ekstrūzijas temperatūra: Ekstrūzijas temperatūra ir atslēga, lai nodrošinātu inženierplastmasu kušanu un plastificēšanu. Katras mucas sekcijas un matricas galvas temperatūra ir precīzi jākontrolē atbilstoši inženierplastmasas veidam. Barošanas sekcijas temperatūra ir zemāka (nedaudz augstāka par izejvielu žāvēšanas temperatūru), kas galvenokārt ir paredzēti, lai novērstu materiālu salipšanu un nodrošinātu vienmērīgu padevi; kušanas sekcijas temperatūra ir vidēja, kas galvenokārt ir paredzēts sveķu kušanas un plastifikācijas veicināšanai; sajaukšanas sekcijas temperatūra ir augstāka, kas galvenokārt ir paredzēts bīdes un sajaukšanas efekta uzlabošanai, un veicinātu vienmērīgu modifikatoru izkliedi; homogenizācijas sekcijas temperatūra ir nedaudz zemāka nekā maisīšanas sekcijas temperatūra, kas galvenokārt ir paredzēti, lai nodrošinātu materiālu vienmērīgu temperatūru un viskozitāti, un izvairīties no termiskās sadalīšanās; presformas galviņas sekcijas temperatūra ir nedaudz zemāka nekā homogenizācijas sekcijas temperatūra, kas nodrošina pusfabrikātu veidojošo efektu. Temperatūras kontroles precizitātei jāsasniedz ±1 ℃, lai izvairītos no materiāla lokālas pārkaršanas un termiskās sadalīšanās.
- Ekstrūzijas spiediens: Inženierplastmasu ekstrūzijas spiediens ar divām skrūvēm parasti svārstās no 5 līdz 15 MPa. Spiedienu ekstrūzijas dobumā galvenokārt nosaka skrūves saspiešanas pakāpe, matricas cauruma izmērs un skrūves ātrums. Jo lielāks ir ekstrūzijas spiediens, jo labāka ir materiālu sajaukšanas un izkliedēšanas iedarbība, and the denser the product. Tomēr, if the pressure is too high, tas palielinās iekārtas enerģijas patēriņu un nodilumu, and even cause the die head to block; ja spiediens ir pārāk zems, 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 struktūra
The die head structure mainly includes the shape, size and number of die holes, kas tieši ietekmē produkta veidojošo efektu un kvalitāti. For the production of engineering plastic compounds (granulas), matricas galvai jābūt aprīkotai ar vairākiem vienādiem veidņu caurumiem, un matricas caurumu izmēram jābūt saskaņotam ar izstrādājuma daļiņu izmēru; cauruļu un lokšņu ražošanai, presformas galvai jābūt veidotai atbilstoši izstrādājuma formai un izmēram, un matricas galvas plūsmas kanālam jābūt gludam, lai izvairītos no materiāla uzkrāšanās un lokālas pārkaršanas. Preses galviņai jābūt aprīkotai arī ar temperatūras kontroles ierīci, lai nodrošinātu vienmērīgu galviņas temperatūru un stabilu izstrādājuma formu.
3. Mūsu HTS sērijas ekstrūderi: Profesionāli risinājumi plastmasas plastmasas apstrādei
Mēs jau sen esam iesaistījušies pētniecībā, augstas veiktspējas divu skrūvju ekstrūderu izstrāde un ražošana, and have accumulated rich experience in the field of engineering plastics processing. According to the processing characteristics of engineering plastics (sensitivity to overheating and hydrolytic degradation, high requirements on mixing and dispersing effect, high viscosity) and application needs, we have developed the HTS series twin-screw extruders specially for engineering plastics processing. 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 (HTS PLUS series and HTS SUPER series) or imported from leading European manufacturers (HTS BASIC series), with a specific torque of 14Nm/cm³, kas ir daudz augstāks nekā parastajiem divskrūves ekstrūderiem (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.
Tajā pašā laikā, 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, kas var pilnībā salauzt modifikatoru aglomerātus, make the modifiers uniformly dispersed in the resin matrix, and improve the mixing and dispersing effect. Turklāt, the high speed design also greatly improves the production efficiency: compared with ordinary extruders, 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 minūtes, which is much shorter than that of ordinary twin-screw extruders (5-10 minūtes) and single-screw extruders (10-15 minūtes). 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.
Turklāt, 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 Precīza temperatūras kontrole, 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. Temperatūras kontroles precizitāte var sasniegt ±1 ℃, kas var stingri kontrolēt apstrādes temperatūru optimālā inženierplastmasas diapazonā, izvairīties no materiāla lokālas pārkaršanas un termiskās sadalīšanās. Temperatūras kontroles sistēma ir aprīkota ar reāllaika uzraudzības un trauksmes funkciju: ja kādas sekcijas temperatūra pārsniedz iestatīto diapazonu, sistēma savlaicīgi izsauks trauksmes uzvedni, un pat automātiski regulē sildīšanas jaudu vai izslēdz iekārtu, ja nepieciešams, lai izvairītos no aprīkojuma kļūmēm un produktu kvalitātes problēmām.
Turklāt, HTS sērijas ekstrūderu mucai ir divslāņu apvalka dizains, kas var nodrošināt ātru sildīšanu un dzesēšanu, un uzlabot temperatūras kontroles reakcijas ātrumu. Preses galva ir aprīkota arī ar neatkarīgu temperatūras kontroles ierīci, kas nodrošina vienmērīgu presēšanas galviņas temperatūru un stabilu izstrādājuma formu.
3.1.4 Excellent Mixing and Dispersing Effect
The HTS series extruders adopt an intermeshing co-rotating twin-screw structure, ar saprātīgu skrūvju soli, svina un kompresijas pakāpes dizains. Divu skrūvju savstarpēja savienošana un rotēšana var radīt spēcīgu bīdes spēku un mīcīšanas spēku, kas var pilnībā salauzt modifikatoru aglomerātus (piemēram, stikla šķiedra, oglekļa šķiedra, talks), make the modifiers uniformly dispersed in the engineering plastic resin matrix, un nodrošina sajaukšanas un izkliedēšanas efektu. The mixing uniformity of the HTS series extruders can reach more than 95%, kas ir daudz augstāks nekā parastajiem divskrūves ekstrūderiem (85%-90%).
The screw of the HTS series extruders adopts a modular design, and different types of screw elements (piemēram, pārvietošanas elementi, elementu sajaukšana, bīdes elementi) can be freely combined according to the type of engineering plastic and modifier. Piemēram, 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 (piemēram, PPS), more mixing elements can be configured to improve the mixing effect and ensure the uniform viscosity of the material.
3.1.5 High Wear Resistance, Ilgs kalpošanas laiks
Stiegrotas inženierplastmasas apstrādē (piemēram, stikla šķiedras pastiprināts PA, oglekļa šķiedras pastiprināts PPS), 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 (such as 38CrMoAlA), un pakļauti bimetāla kompozītmateriālu apstrādei vai lāzera apšuvuma apstrādei. The surface hardness of the screw and barrel can reach ≥65 HRC (HTS BASIC series) and ≥70 HRC (HTS PLUS series and HTS SUPER series), which has extremely strong wear resistance and corrosion resistance, 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 times that of ordinary extruders, reducing the frequency of component replacement and the maintenance cost of the equipment.
Turklāt, 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 Plašs pielietojuma klāsts, Strong Flexibility
The HTS series extruders have a wide application range, which can adapt to the processing needs of various engineering plastics, including general engineering plastics (PA, PC, POM, PET, PBT) and special engineering plastics (PPS, PEEK, PSU, PES). The extruders can also adapt to the processing of various modified engineering plastics, such as reinforced engineering plastics (glass fiber reinforced, carbon fiber reinforced), toughened engineering plastics, flame-retardant engineering plastics, antistatic engineering plastics, utt.
The modular design of the HTS series extruders (skrūve, muca, mirst galva, utt.) 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, nenomainot visu aprīkojumu, which reduces the cost of equipment transformation and improves the flexibility and adaptability of the equipment. Turklāt, the HTS series extruders can also be matched with different auxiliary equipment (such as high-speed mixers, žāvētāji, coolers, granulators, screening machines, packaging machines) to form a complete automatic production line, realizing continuous production from raw material pretreatment to product packaging.
3.1.7 Intelligent Control, Vienkārša darbība un apkope
HTS sērijas ekstrūderi izmanto PLC viedo vadības sistēmu un skārienekrāna darbības saskarni, kas ir vienkāršs un intuitīvs, viegli darbināms. Sistēma var uzglabāt vairākas produktu formulu un apstrādes parametru kopas. Kad klienti ražo dažāda veida inženierplastmasu, viņiem tikai jāizsauc atbilstošā formula un parametri, bez atkārtotas atkļūdošanas, kas ietaupa laiku un uzlabo ražošanas efektivitāti.
Sistēma ir aprīkota arī ar reāllaika uzraudzības funkciju, kas var uzraudzīt ekstrūzijas procesa galvenos parametrus (piemēram, temperatūra, spiedienu, skrūves ātrums, barošanas ātrums) reālajā laikā, un reģistrēt ražošanas datus (piemēram, izvade, apstrādes laiks) vēlākiem vaicājumiem un analīzei. HTS SUPER sērijas ekstrūderiem, mēs nodrošinām arī mākoņa kontroles funkciju, kas var realizēt attālinātu parametru regulēšanu, ražošanas datu monitorings un iekārtu paredzamā apkope, realizēt inteliģentu ražošanas vadību.
Turklāt, the HTS series extruders adopt a reasonable structural design, which makes the maintenance more convenient. Skrūve, muca, die head and other components can be disassembled and assembled quickly, which reduces the maintenance time and labor intensity. Our after-sales service team will provide professional installation, commissioning and training services for customers, ensuring that customers can use the equipment smoothly.
3.2 HTS Series Extruder Product Types and Their Adaptation to Engineering Plastics
In order to meet the diverse processing needs of engineering plastics enterprises of different scales and product types, we have launched three main product types in the HTS series: HTS BASIC series, HTS PLUS series and HTS SUPER series. Each series has its own characteristics and targeted adaptation scenarios, which can be selected by customers according to their own production scale, product type, budget and other factors.
3.2.1 HTS BASIC Series Extruders: 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. This series of extruders uses medium-torque gearboxes from leading European manufacturers, which have the advantages of stable performance, zems troksnis, high efficiency and long service life. The medium-torque design (specific torque 10-12Nm/cm³) can meet the processing needs of most general engineering plastics (such as PA6, PA66, POM, PET, PBT) and low-to-medium modified engineering plastics (such as glass fiber reinforced PA with filling amount ≤30%).
Runājot par konstrukcijas projektēšanu, 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, automātiska temperatūras kontrole, automātiska spiediena kontrole un automātiska griešana, and is simple and easy to operate.
The production capacity of the HTS BASIC series extruders ranges from 100kg/h to 500kg/h, kas ir piemērots vidējiem un maziem inženierplastmasas pārstrādes uzņēmumiem, kas galvenokārt ražo vispārēju inženierplastmasu un maz vai vidēji modificētu inženierplastmasu. Viena no šīs sērijas lielākajām priekšrocībām ir tā, ka tā var nodrošināt elastīgas iespējas, izmantojot dažādas konfigurācijas kombinācijas. Klienti var izvēlēties dažādus skrūvju elementus, mirst galvas, barošanas ierīces, žāvēšanas iekārtas un pēcapstrādes iekārtas atbilstoši saviem produktu veidiem, ražošanas jauda un budžets, lai izveidotu savām vajadzībām piemērotu ražošanas līniju. HTS BASIC sērijas ekstrūderiem ir saprātīga cena, kas var palīdzēt uzņēmumiem samazināt sākotnējo ieguldījumu izmaksas.
3.2.2 HTS PLUS sērijas ekstrūderi: Augstas veiktspējas izvēle inženierplastmasai un modificētiem izstrādājumiem
HTS PLUS sērijas ekstrūderi izmanto mūsu neatkarīgi izstrādātas un ražotas liela griezes momenta pārnesumkārbas, with a specific torque of 14Nm/cm³, kam ir spēcīgāks griezes moments un nestspēja nekā HTS BASIC sērijai. Šī ekstrūderu sērija galvenokārt ir paredzēta augstas veiktspējas inženiertehnisko plastmasu apstrādei, augsti modificēta inženierplastika un speciālā inženierplastika (piemēram, PPS), kas ir piemērots vidēja un liela mēroga inženiertehniskās plastmasas apstrādes uzņēmumiem, kas cenšas sasniegt augstu veiktspēju un augstu efektivitāti.
HTS PLUS sērijas ekstrūderiem ir skrūves diametrs no 65 mm līdz 110 mm, kompresijas pakāpe 5–10, un skrūves ātruma diapazons ir 200–800 apgr./min. Skrūve un muca izmanto bimetāla kompozītmateriālu apstrādi, kam ir augstāka nodilumizturība un izturība pret koroziju (virsmas cietība ≥65 HRC), un var pielāgoties pastiprinātas inženierplastmasas apstrādei ar lielu pildījuma daudzumu (piemēram, stikla šķiedra armēts PA ar pildījuma daudzumu 30%-50%, oglekļa šķiedras pastiprināts PPS) un augstas cietības modifikatori. Ekstrūderis ir aprīkots ar progresīvu inteliģentu temperatūras kontroles sistēmu un augstas precizitātes spiediena sensoru, kas var realizēt precīzu ekstrūzijas parametru kontroli un ražošanas datu uzraudzību reāllaikā, nodrošinot ekstrūzijas procesa stabilitāti un produkta kvalitāti.
HTS PLUS sērijas ekstrūderu ražošanas jauda svārstās no 500 kg/h līdz 2000 kg/h, kas ir piemērota vispārējai inženierplastmasu liela apjoma ražošanai, augsti modificēta inženierplastika un speciālā inženierplastika (piemēram, PPS). Šai ekstrūderu sērijai ir lielisks sajaukšanas un izkliedēšanas efekts, īss uzturēšanās laiks un augsta ražošanas efektivitāte, kas var efektīvi atrisināt augstas viskozitātes un augsti modificētas inženierplastmasas apstrādes grūtības, and help enterprises improve product quality and production efficiency.
3.2.3 HTS SUPER Series Extruders: Top-End Choice for High-End Engineering Plastics
The HTS SUPER series extruders adopt the latest ultra-high torque transmission device independently developed by us, 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, representing the advanced level of China’s extruder development. This series of extruders is mainly designed for the processing of high-end special engineering plastics (piemēram, PEEK, PI, PSU, PES) and high-performance modified engineering plastics (such as carbon fiber reinforced PEEK, glass fiber reinforced PI), kas ir piemērots liela mēroga augstas klases inženiertehniskās plastmasas apstrādes uzņēmumiem, kas nodrošina augstu precizitāti, augsta veiktspēja un intelekts.
HTS SUPER sērijas ekstrūderiem ir skrūves diametrs no 80 mm līdz 130 mm, kompresijas pakāpe 6–12, un skrūves ātruma diapazons ir 250–1000 apgr./min. Skrūve un muca izmanto importētu nodilumizturīgu leģēto tēraudu un lāzera apšuvuma tehnoloģiju, kam ir ārkārtīgi augsta nodilumizturība un izturība pret koroziju (virsmas cietība ≥70 HRC), un var pielāgoties īpašas inženierplastmasas apstrādei ar augstu temperatūras izturību, augstas viskozitātes un augstas cietības modifikatori. Ekstrūderis ir aprīkots ar inteliģentu PLC + mākoņa skārienekrāna vadības sistēma, kas var realizēt attālinātu parametru regulēšanu, ražošanas datu uzraudzība, paredzamā aprīkojuma apkope un datu analīze, realizēt inteliģentu ražošanas vadību.
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 minūtes) and precise temperature control can effectively avoid the thermal decomposition of special engineering plastics, ensuring the excellent performance of the product. Turklāt, 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, PET, 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 (uzpildes daudzums 30%-50%, piemēram, stikla šķiedras pastiprināts PA, carbon fiber reinforced PBT) and special engineering plastics with moderate processing difficulty (piemēram, 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 (PEEK, PI, PSU, PES) and high-performance modified engineering plastics (filling amount ≥50%, such as carbon fiber reinforced PEEK), 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. Maza apjoma ražošanai (100kg/h – 500kg/h), 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/h – 2000kg/h), 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/h – 3000kg/h), 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 (such as flame retardants, saderības līdzekļi, reinforcing agents) tajā pašā laikā, 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. Piemēram, 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. Turklāt, 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, bet tā augstā ražošanas efektivitāte, ilgs kalpošanas laiks un stabils apstrādes efekts var samazināt vēlākās uzturēšanas izmaksas un uzlabot produkta kvalifikācijas līmeni, kas ir piemērots vidējiem un lieliem uzņēmumiem ar noteiktu budžetu un tiekšanos pēc augstas veiktspējas; HTS SUPER sērijai ir visaugstākās sākotnējās iegādes izmaksas, bet tas var apstrādāt augstas klases produktus ar augstu pievienoto vērtību, un tā viedā vadība un ilgs kalpošanas laiks var samazināt darbaspēka izmaksas un uzturēšanas izmaksas vēlākā periodā, kas ir piemērots liela mēroga uzņēmumiem ar pietiekamu budžetu un koncentrējas uz augstākās klases tirgu. Turklāt, uzņēmumiem būtu jāapsver arī aprīkojuma pēcpārdošanas serviss. Mūsu HTS sērijas ekstrūderi nodrošina pilnīgu pēcpārdošanas servisa sistēmu, ieskaitot uzstādīšanu, nodošana ekspluatācijā, tehniskā apmācība, regulāra apkope un ātra rezerves daļu nomaiņa, 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, utt. 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. Piemēram, 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
Inženierplastmasa, with their excellent comprehensive performance, have been widely used in automotive, elektriskā un elektroniskā, medicīnas, aviācija, ķīmiska, 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. Zemāk, 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: Viegls, 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, utt., which are mainly used in engine parts, interior parts, exterior parts and electrical components. The core requirements for extrusion processing are: viegls, augsta temperatūras izturība, nodilumizturība, dimensional stability and low VOC (gaistošie organiskie savienojumi), 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, durvju paneļi, 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 (PEEK, 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.
Gadījuma izpēte: 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 minūtes) effectively reduces the material degradation, ensuring the strength and insulation performance of the battery shell. After using the HTS SUPER series extruders, the production efficiency of the enterprise is increased by 40%, the product qualification rate is increased from 88% uz 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, elektroinstalācijas dēļi, releji, motori, kabeļu saites, lamp covers and other components. The core requirements for extrusion processing are: excellent electrical insulation, liesmas slāpēšana, izmēru stabilitāte, 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, savienotāji) 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, PSU, PES), 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, PA, PEEK, PSU, utt., which are mainly used in medical containers, medicīniskie katetri, medicīniskie implanti, surgical instruments and other products. The core requirements for extrusion processing are: augsta precizitāte, no pollution, stabilu sniegumu, which require the extruder to have high cleanliness, precise temperature control and strict quality control capacity.
For general medical products (such as medical containers, ordinary catheters) made of medical-grade general engineering plastics (medicīniskā līmeņa dators, 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, medicīniskie implanti) made of medical-grade special engineering plastics (medical-grade PEEK, 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 (Laba ražošanas prakse) requirements of the medical field.
4.4 Aerospace Field: High Temperature Resistance, Low Weight and High Strength
The aerospace field has extremely high requirements on the performance of materials, and engineering plastics used in the aerospace field must have excellent high temperature resistance, low weight, high strength, corrosion resistance and radiation resistance. The main engineering plastics used in the aerospace field include PEEK, PI, PSU, PES, utt., 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, stabilu sniegumu, 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, nodilumizturība, high temperature resistance and pressure resistance. The main engineering plastics used in the chemical field include PPS, PEEK, PVDF (polyvinylidene fluoride), utt., which are mainly used in chemical equipment, pipelines, valves, pumps and other products. The core requirements for extrusion processing are: izturība pret koroziju, nodilumizturība, stabilu sniegumu, 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 (PEEK, 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, processing parameters, equipment performance and other factors, various problems often occur, which affect the product quality and production efficiency. Zemāk, 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 Problēma 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, burbuļi, 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. The screw speed is too low, resulting in insufficient shear force and prolonged residence time; 5. The flow channel of the die head is blocked, resulting in material accumulation and local overheating.
Risinājumi: 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 (temperatūras kontroles precizitāte ±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 minūtes; 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 Problēma 2: Uneven Dispersion of Modifiers
Symptoms: The final product has uneven texture, obvious agglomeration of modifiers (piemēram, stikla šķiedra, oglekļa šķiedra), and the mechanical properties (spēks, stingrība, nodilumizturība) 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. The screw speed is too low, 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.
Risinājumi: 1. Optimize the premixing process, increase the mixing speed (800-1200apgr./min) and mixing time (5-10 minūtes), 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 acs) and meets the processing requirements.
5.3 Problēma 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 (piemēram, stikla šķiedra, oglekļa šķiedra) on the screw and barrel during the processing of reinforced engineering plastics.
Causes: 1. Skrūve un cilindrs ir izgatavoti no materiāliem ar sliktu nodilumizturību, 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.
Risinājumi: 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) and ≥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. Turklāt, 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 Problēma 4: Unstable Product Size and Dimensional Deformation
Symptoms: The size of the extruded product (such as granules, caurules, loksnes) 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.
Risinājumi: 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 minūtes) 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 Problēma 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. The screw speed is too low, 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.
Risinājumi: 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. Turklāt, the HTS series extruders adopt an optimized structural design and high-efficiency motor, which can reduce energy consumption by 15%-20% compared with ordinary extruders.
6. Conclusion and Future Development Trend
Inženierplastmasa, kā galvenais augstas veiktspējas materiāls, 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, ražošanas efektivitāte un inženierplastmasas izstrādājumu pielietojuma efekts. Our HTS series twin-screw extruders, including HTS BASIC, HTS PLUS and HTS SUPER, are specially designed for the processing characteristics of engineering plastics (sensitivity to overheating and hydrolytic degradation, high requirements on mixing and dispersing effect, high viscosity), with the advantages of high torque, liels ātrums, precīza temperatūras kontrole, lieliska nodilumizturība, 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, elektriskais un elektroniskais intelekts, 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:
Pirmkārt, 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. Tajā pašā laikā, 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.
Otrkārt, high performance and high efficiency. The demand for high-end engineering plastics (piemēram, PEEK, PI) will continue to increase, which will promote the continuous upgrading of extruder performance. Nākotnes ekstrūderiem būs lielāks griezes moments, lielāks ātrums un precīzāka temperatūras kontroles spēja, un galvenās sastāvdaļas (skrūve, muca, ātrumkārba) tiks vēl vairāk optimizēts, lai uzlabotu nodilumizturību, izturība pret koroziju un kalpošanas laiks. Tajā pašā laikā, iekārtu enerģijas patēriņš tiks vēl vairāk samazināts, realizējot augstas efektivitātes un enerģiju taupošu ražošanu.
Trešais, pielāgošana un dažādošana. Dažādām pielietojuma jomām un dažādiem produktiem ir arvien vairāk personalizētas prasības ekstrūzijas apstrādei. Nākotnes ekstrūderi izmantos elastīgāku moduļu dizainu, kas var ātri nomainīt skrūvju elementus, presgalvas un citas sastāvdaļas atbilstoši klientu vajadzībām, realizēt vairāku šķirņu un mazu partiju apstrādi. Tajā pašā laikā, mēs nodrošināsim personalizētākus pielāgotus risinājumus atbilstoši klientu īpašajām apstrādes vajadzībām, meeting the diverse market demands.
Ceturtais, 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; tajā pašā laikā, 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.