Ekstruuderi lainetamine: miks ekstrusiooniväljund tõuseb ja langeb – ja kuidas seda parandada

• Ekstruuderi lainetamine: miks ekstrusiooniväljund tõuseb ja langeb – ja kuidas seda parandada

  Thekruvikiirus on stabiilne. Tünni temperatuurid näivad stabiilsed. Kuid matriitsist tulev ekstrudaat käitub nii, nagu keegi avaks ja sulgeks korduvalt ventiili. Ühel hetkel tormab materjal välja. Siis vool nõrgeneb. Mõne aja pärast tõuseb see uuesti.

  Operaatorid võivad näha ka teist rühma probleeme:

  • Gaasi jäljed kogu toote pinnal
  • Ebakorrapärased mõlgid või lohud
  • Nähtavad mullid
  • Pulseeriv eritis
  • Sulamisrõhk liigub üles ja alla
  • Kile või toru paksuse kõikumine
  • Halb värvide põhisegu dispersioon

  Masendav osa on see, et ilmsed seaded võivad tunduda täiesti normaalsed. Temperatuur: stabiilne. Kruvi pöörded: stabiilne. Miks on ekstrusiooniväljund endiselt ebastabiilne?

  Seda seisundit nimetatakse tavaliselt ekstruuderi hüppamiseks, ekstrusiooni väljundi kõikumiseks või sulamisrõhu kõikumiseks. Algpõhjus ei ole alati kruvi kiirus või temperatuur. Mõnikord on tegelik probleem see, et ekstrusioonisüsteem ei suuda säilitada stabiilset tasakaalu söötmise, sulatamise, degaseerimise, segamise, rõhu suurendamise ja stantsivoolu vahel.

  

• Kuidas ekstruuderi lainetus tegelikult välja näeb?

  Stabiilne ekstrusiooniprotsess peaks toimima järgmiselt:
  Stabiilne etteanne → Stabiilne sulatus → Stabiilne rõhk → Stabiilne väljund

  Surging käitub rohkem järgmiselt:
  Suur vool → Madal vool → Suur vool → Madal vool

  Mõnikord on kõikumine stantsi juures ilmne. Ekstrudaat näib pulseerivat: materjali tugev purse, seejärel nõrk tühjenemine, siis veel üks tugev purse.

  Muul ajal ilmub esimene hoiatus toote pinnale.

  Tüüpilised pinnadefektid

  • Gaasi triibud
  • Mullid
  • Ebakorrapärased süvendid
  • Pinna süvendid
  • Halb pinna ühtlus

  Need vead võivad viidata kinnijäänud gaasile, niiskusele, lenduvale materjalile, ebastabiilsele sulamisele või kõikuvale sulamisrõhule.

  1. Alustage toitmisest – kuid ärge lõpetage sellega

  Esimene kontroll peaks ikka olema punker ja söötur.

  • Punkri sild
  • Roti-auku
  • Ebastabiilne söötja
  • Muutuva puistetihedusega
  • Kõrge või ebajärjekindel uuesti lihvimine
  • Kuivsegu halb vool
  • Ebakorrapärased graanulid

  Kui kruvi võtab materjali vastu ebaühtlaselt, hakkab väljund lõpuks kõikuma.

  Kui aga söötmine, kruvi pöörded ja tünni temperatuur on stabiilsed, samal ajal kui tühjendus ikka impulsseerib, hakake vaatama allavoolu. See on koht, kus sulamine, degaseerimine, rõhu suurendamine ja kruvide/tünnide seisukord muutuvad üha olulisemaks.

  2. Madal sulamisrõhk võib samuti probleeme tekitada

  Operaatorid muretsevad tavaliselt liiga suure surve pärast. Kuid mõnes ekstrusiooniprotsessis võib probleeme põhjustada ka liiga väike efektiivne allavoolu takistus.

  Sulatus vajab piisavat täitmist ja survet allavoolu kruvi- ja stantsisüsteemi kaudu, et säilitada kontrollitud sulati transport, homogeniseerimine, degaseerimine, segamine ja lõplik mõõtmine.

  Kui rõhk on liiga madal, võivad sümptomid olla järgmised:

  • Halb sulatihendamine
  • Mittetäielik degaseerimine
  • Sulatusse jäänud gaas
  • Mullid või gaasitriibud
  • Halb pinna välimus
  • Nõrk segamine
  • Väljundi ebastabiilsus

  Võtmepunkt ei ole "rohkem surve on alati parem". Ekstrusioonisüsteem vajab piisavalt kontrollitud takistust, et säilitada stabiilne täitmine, segamine, degaseerimine ja doseerimine.

  3. Miks võib väga madal takistus segamisel kahjustada?

  Kujutage ette kruvi, mis lihtsalt lükkab materjali edasi väga väikese allavoolu takistusega. Sulatus liigub kiiresti läbi, kuid see võib homogeniseerimiseks mõeldud aladel ebapiisavalt püsida, täituda või deformeeruda.

  Värvilise põhisegu, täiteainete ja mitmekomponentsete koostiste puhul võib tulemus olla:

  • Värvilised triibud
  • Halb dispersioon
  • Kohalikud kontsentratsiooni erinevused
  • Ebaühtlane sulamistemperatuur
  • Ebastabiilsed toote omadused

  See ei tähenda, et peaksite tekitama võimalikult palju vasturõhku. See tähendab, et kruvi, segamisosa ja allavoolu takistus peavad koos töötama.

  4. Kontrollitud takistus võib aidata voolu stabiliseerida

  Sobiva sulamisrõhu või vasturõhu reguleerimisseadmega varustatud masinates saab allavoolu rõhu muutmiseks kasutada kontrollitud piirangut.

  Kontseptuaalselt:
  Ebastabiilne madala takistusega vool: kruvi → Gaas / halvasti segatud sulam → Pulseeriv väljund
  Kontrollitud rõhutsoon: Kruvi → Kontrollitud takistus → Rõhu all olev homogeenne sulam → Stabiilne väljund

  Õige rakendamise korral võib kontrollitud vasturõhk aidata:

  • Suurenda sulandi täitmist
  • Parandage rõhu stabiilsust
  • Toetage segamist
  • Vähendage madala sagedusega väljundi kõikumisi
  • Parandage sulatise tihendamist
  • Tooge ühtlasem stantsivool

  Mõelge rõhu all olevale sulamisalale kui väikesele puhverreservuaarile. Selle asemel, et iga väike kõikumine kruvist kohe matriitsini jõuaks, saab osa sellest variatsioonist enne materjali väljumist summutada.

  

  5. Ärge kunagi kasutage tegeliku probleemi varjamiseks vasturõhku

  Kui väljund hüppab punkri silla, kulunud kruvi ja silindri, vale kruvi geomeetria, halva temperatuuri reguleerimise, blokeeritud ekraani või materjali halva konsistentsi tõttu, võib lihtsalt vasturõhu suurendamine sümptomi ajutiselt peita, mitte põhjust lahendada.

  Enne takistuse suurendamist küsige: miks vajab süsteem rohkem takistust kui varem?

  6. Liigne vasturõhk võib põhjustada termilist lagunemist

  Vasturõhk on kasulik ainult õiges töötlemisaknas. Liiga palju piiranguid võib suurendada kruvide tööd, nihkekiirust, sulamistemperatuuri, viibimisaega ja sisemist retsirkulatsiooni.

  PVC
  PVC-l on suhteliselt kitsas töötlemisaken ning see on tundlik liigse temperatuuri ja nihke suhtes. Liiga palju piiranguid võib põhjustada kollasust, tumedaid osakesi, põlemist, materjali lagunemist ja ladestumist.

  PLA ja muud lagunemistundlikud materjalid
  PLA ja teised kuumustundlikud polümeerid nõuavad sulamistemperatuuri, viibimisaja, niiskuse ja nihkepinge hoolikat kontrolli. Nende materjalide puhul: suurem vasturõhk ei tähenda automaatselt paremat töötlemist.

  7. Reguleerige vasturõhku aeglaselt – mitte kunagi vägivaldselt

  Kui masin on varustatud reguleeritava sulamisrõhu või vasturõhu ventiiliga, peaks reguleerimine toimuma järk-järgult. Jälgige sulamisrõhku, sulamistemperatuuri, mootori koormust, väljundit, toote pinda ja õhutusava käitumist.

  Reguleerige väikeste sammudega masina tootja lubatud rõhuvahemikus. Piisavalt peene juhtimisega seadmete puhul võivad muudatused suurusjärgus 1–2 baari korraga olla vaatlusetapina kasulikud, kuid seda ei tohiks käsitleda kui universaalset seadistust iga ekstruuderi jaoks.

  Põhimõte on järgmine:
  Reguleerige veidi → oodake stabiliseerumist → jälgige → reguleerige uuesti

  8. Suure täiteainesisaldusega materjalid vajavad erilist ettevaatust

  Kui töötlete kõrge CaCO3-sisaldusega PVC-d, mineraalitäidisega PE/PP-d, WPC-d, täiteaine põhisegu või ringlussevõetud ühendeid, millel on tugev saastumine, võivad ka rõhureguleerimiskomponendid ise kuluda.

  Kõrge mineraalse täiteaine sisaldus võib suurendada abrasiivset kulumist:

  • Kruvi lennud
  • Tünni puur
  • Klapi pinnad
  • Voolupiirangud
  • Vahetatavad vahetükid

  Kui rõhureguleerimisventiil kaotab järk-järgult oma võime voolu reguleerida, võib ekstrusiooniprotsess uuesti muutuda ebastabiilseks.

  Suure täiteainesisaldusega rakenduste puhul kontrollige ventiili, piirajat, sulatuskanalit, sõelapakki ja stantsi sisendit abrasiivse kulumise või sademete suhtes. Enne seiskamist järgige masina ja materjali tarnija heakskiidetud puhastusprotseduuri. Degradeeruvate, kogunevate või tugevate täiteainesademete korral võib õige puhastamine vähendada materjali jäämist kitsastesse voolukanalitesse.

  9. Ebastabiilne degaseerimine võib välja näha nagu hüppeline

  Kui teie ekstruuderil on õhutus- või vaakumport, jälgige seda hoolikalt.

  • Ventilatsiooniava korduvalt üleujutus
  • Sulatus tõuseb ja langeb ventilatsiooniavas
  • Materjali sagedane ülekandmine
  • Nähtav gaasieraldus muutub tsükliliselt
  • Tootemullid ilmuvad koos rõhu kõikumisega

  Kui õhutusava käitumine muutub oluliselt, samas kui materjal ja töösätted jäävad samaks, uurige sulamistingimusi, kruvide täitmist, õhutusava geomeetriat, allavoolu piirangut ja kruvide kulumist.

  10. Kruvide ja tünnide kulumine võib hävitada rõhu suurendamise võime

  Kruvide ja tünni kulumise suurenedes suureneb kliirens lennult tünnini. Rohkem sulasid võib lekkida tahapoole.

  Selle asemel:
  Pöörlemine → Edasipumpamine → Rõhk

  üha enam saate:
  Pöörlemine → Sisemine leke → Kadunud pumpamise efektiivsus

  Tüüpiliste sümptomite hulka kuuluvad:

  • Sama kg/h vajab suuremat pööret
  • Spetsiifiline toodang väheneb
  • Pea survet on raske luua
  • Väljund hakkab kõikuma
  • Vaja on suurendada vasturõhu reguleerimist
  • Sulamistemperatuur tõuseb
  • Toote konsistents halveneb

  Praktiline test: kas ekstruuder võib ikkagi survet tekitada?

  Ohututes, kontrollitud töötingimustes ja OEM-i rõhupiirangute piires võrrelge tänast rõhu suurendamise võimet ajalooliste andmetega.

  Näide:
  Enne: 60 p/min → 180 baari stabiilne
  Nüüd: 60 p/min → 140 baari

  Seejärel suurendatakse juhitavat allavoolu takistust veidi, kuid rõhk tõuseb siiski väga vähe.

  Kui materjal on sama, sulamistemperatuur on võrreldav, ekraan on selge, stantsi seisukord on muutumatu ja rõhuandur töötab, viitab see kindlalt sellele, et kruvi on kaotamas tõhusat tihendus- ja pumpamisvõimet.

  Õige vasturõhu aken

  Eesmärk ei ole minimaalne rõhk ega maksimaalne rõhk. See on stabiilne töötlemisrõhk.

  Survetsoon	Tüüpiline tulemus
  Liiga madal	Kehv täitmine / nõrk homogeniseerimine / võimalik ebastabiilne degaseerimine / voolu kõikumine
  Õige	Stabiilne sulatus / hea segamine / kontrollitud degaseerimine / stabiilne väljund
  Liiga kõrge	Kõrge nihkekuumus / suurem energia / liigne viibimisaeg / lagunemisoht

  

  Ekstruuderi lainetus: kiirem diagnostiline maatriks

  Sümptom	Esimene piirkond, mida uurida
  Väljundimpulsid koos sööturiga	Punker / söötmine
  Mullid + gaasitriibud + ebastabiilne väljund	Niiskus / degaseerimine / rõhk
  Vent korduvalt üleujutusi	Sulamise / täitmise / rõhu tasakaal
  Värvi põhisegu on halvasti segatud	Segamisosa / elukoht / protsessi vastupidavus
  Kõrgetel pööretel järsult tõus süveneb	Sulamisvõime / kruvi disain
  Sulamistemperatuur kõigub	Kütte/jahutuse juhtimine
  Ülesvoolu rõhk kasvab pidevalt	Ekraani / stantsi piirang
  Sama väljund nõuab suuremat pöörete arvu	Kruvide ja tünni kulumine
  Survet ei saa ehitada nagu varem	Kliirensi / pumpamise efektiivsus
  Suurem vasturõhk stabiliseerib voolu ajutiselt	Uurige, miks loomulik surve/segamine on nõrgenenud

  Kuidas PIPLL seda tüüpi probleeme tõrkeotsinguga tegeleb

  Kui klient ütleb meile: "Ekstrusioonivool jätkub üles-alla", ei soovita me kruvi kohe välja vahetada. Jagame süsteemi viieks etapiks:

  • Söötmine – kas materjali siseneb pidevalt?
  • Sulamine – kas kruvi suudab tahkeid aineid vajaliku kiirusega sulatada?
  • Degaseerimine – kas lõksu jäänud gaas, niiskus või lenduvad ained pääsevad õigesti välja?
  • Segamine ja rõhu tõstmine – kas on piisavalt kontrollitud täitmist ja vastupidavust homogeense sulandi kohaletoimetamiseks?
  • Kruvide ja silindri seisukord – kas suurenenud kliirens on vähendanud tihendamise ja pumpamise tõhusust?

  Võimalikud PIPLL-lahendused

  • Optimeeritud kruvigeomeetria – sobimatu etteande-, sulatus- või doseerimisvõimsuse jaoks.
  • Tõkkekruvi – rakenduste jaoks, kus reguleeritud sulamine on piirav tegur.
  • Kohandatud segamisosa – halva värvi, täiteaine või lisandi homogeniseerimiseks.
  • Soonega etteande silin + sobitatud kruvi – PE / HDPE rakenduste jaoks, mida piirab tahkete ainete transport.
  • Kulumiskindel kruvi ja tünn – suure täiteainesisaldusega, taaskasutatud või abrasiivsete ühendite jaoks.
  • Bimetall-/vooderdislahendused – rakendusteks, kus korduv abrasiivne kulumine lühendab kasutusiga.

  

  Ärge lahendage lainetust ühe nupu keeramisega

  Kui vool muutub ootamatult ebastabiilseks, on kiusatus temperatuuri, kruvi kiirust ja vasturõhku korduvalt reguleerida. See muudab diagnoosi raskemaks.

  Parem järjestus on järgmine:
  Toide → Rõhutrend → Ventilatsiooniava / gaasi käitumine → Sulamistemperatuur → Ekraani ja matriitsi takistus → Spetsiifiline väljund → Kruvi ja silindri seisund

  Alles siis peaksite muutma komponendi disaini.

  Kas teie ekstruuder pulseerib, kuigi pöörded ja temperatuur on stabiilsed?

  Saada PIPLL:

  • Ekstruuderi mudel
  • Kruvi läbimõõt / L/D
  • Materjali koostis
  • Täite- või lihvimisprotsent
  • Kruvi RPM
  • Praegune väljund
  • Ajalooline stabiilne väljund
  • Sulamisrõhu trend
  • Sulamistemperatuur
  • Fotod või video ventilatsiooni käitumisest
  • Fotod pinnadefektidest
  • Kruvi/tünni joonis, kui see on saadaval

  Eriti kasulik võib olla lühike video, mis näitab manomeetrit ja matriitsi tühjenemist ühe täieliku tõusutsükli jooksul.

  PIPLL võib aidata kindlaks teha, kas ebastabiilsus on seotud söötmise, degaseerimise, segamise, rõhu tasakaalu, kruvi geomeetria või kruvi/silindri kulumisega.

Contact us