LanguagesWytłaczanie kwasu polimlekowego PLA: konstrukcja ślimaka, suszenie i kontrola degradacji termicznej
-
Wytłaczanie kwasu polimlekowego PLA: konstrukcja ślimaka, suszenie i kontrola degradacji termicznej
PLA zawodzi w dwóch kierunkach jednocześnie. Zbyt dużo wilgoci powoduje rozrywanie łańcucha stopu przed dotarciem do matrycy; zbyt wysoka temperatura odbarwia go i zmniejsza lepkość. Śruba znajduje się pomiędzy tymi dwoma granicami, a jej geometria decyduje o tym, ile ciepła tarcia dostanie się do polimeru. W tym przewodniku opisano faktycznie stosowane wartości wilgotności i temperatury, sposób doboru współczynnika L/D i kompresji dla żarnika, arkusza i tuby oraz sposób odczytywania defektów powstających w wyniku zbyt mocnego ścinania śruby.
-
Filament PLA do druku 3D. Filament to produkt do wytłaczania PLA o najwęższej tolerancji — o średnicy i owalności decyduje stabilność stopu wewnątrz ślimaka na długo przed tym, jak decyduje o tym nawijarka.
-
1. Czym właściwie jest wytłaczanie PLA
Kwas polimlekowy to alifatyczny poliester wytwarzany z surowca odnawialnego. Jest przetwarzany na konwencjonalnym sprzęcie do wytłaczania, dlatego wygląda na materiał łatwy do przeniesienia na istniejącą linię i dlatego tak wiele pierwszych projektów PLA kończy się niepowodzeniem. Powodem jest chemia. PLA należy dorodziny poliestrów, obok PET, nie do poliolefin, a poliester zachowuje się inaczej w beczce pod jednym decydującym względem: ulega hydrolizie.
Ekstruzja PLA obejmuje trzy rodziny produktów:Filament do druku 3D,arkusz i film, Irura i rurka. Cała trójka siedzi na tym samympojedyncza śrubasekwencję przenoszenia, topienia, mieszania i dozowania.
2. Dwa walczące ze sobą tryby awarii
Hydroliza— woda i ciepło rozbijają szkielet estrowy. Rozerwanie łańcucha zmniejsza masę cząsteczkową i lepkość istotną.
Degradacja termiczna— powyżej temperatury około 200 °C ten sam szkielet reaguje poprzez wymianę estrów i eliminację cis, wytwarzając laktyd, aldehyd octowy i inne substancje lotne.
-
Zestaw ślimaka do wytłaczania blachy i beczki. W przypadku PLA geometria jest celowo utrzymywana jako delikatna: niższa kompresja, stopniowe przejście i mieszanie dystrybucyjne, a nie szybkie ścinanie.
-
3. Suszenie: liczba, która decyduje o wszystkim
PLA jest higroskopijny. Zawartość wilgoci powyżej około 250 ppm (0,025%) jest wystarczająca, aby hydroliza mogła konkurować z topnieniem.
Parametr suszenia Typowa wartość PLA Dlaczego to ma znaczenie Docelowa wilgotność < 250 ppm (0,025 %) Powyżej tego hydroliza przebiega podczas topnienia Temperatura suszenia 80–100°C Powyżej ~110°C powierzchnia peletek prekrystalizuje Czas suszenia 3–4 h (do 5 h dla klas wysokich IV) Krótkie cykle pozostawiają rdzeń mokry Punkt rosy ≤ −40°C Ciepłe powietrze ponownie zwilża żywicę 4. Konstrukcja śruby: L/D, stopień sprężania i budżet na ścinanie
Element projektu Typowa praktyka PLA Powód L/D, ogólnego przeznaczenia 24:1 – 30:1 Procesy PLA na śrubach ogólnego przeznaczenia L/D, arkusz i film 30:1 – 33:1 Dłuższa śruba umożliwia bardziej stopniowe topienie Stopień kompresji 2:1 – 3:1 Każdy stopień sprężania to więcej ciepła tarcia Sekcja miksowania Bariera typu Maddock lub element przegubowy Mieszanie dystrybucyjne bez piku twardego ścinania -
Arkusz i folia PLA. Przejrzystość i termoformowalność zależą od szybkości schładzania wstęgi — powoli schładzaj PLA i krystalizuje w zamglony, kruchy arkusz.
-
5. Profil temperaturowy
Użyteczne okno topnienia PLA mieści się w przybliżeniu w zakresie od 180°C do 220°C. Zmierz stopiony materiał za pomocą sondy igłowej umieszczonej na głowicy, zamiast polegać na termoparze w opasce grzewczej.
6. Filament do druku 3D PLA
Filament to miejsce, w którym niewielka niestabilność procesu staje się skargą klienta. Średnica 1,75 ± 0,05 mm lub 2,85 ± 0,05 mm, owalność ≤ 0,03 mm.
7. Arkusz, folia i tuba PLA
Arkusz to miejsce, w którym zachowanie krystalizacyjne PLA staje się dominującym problemem procesowym. Szybko schładzaj i zamykasz polimer w stanie amorficznym, który zapewnia klarowność i wytrzymałość.
-
Odlewana odśrodkowo warstwa stopu bimetalicznego. Pierwszy atak PLA na sprzęt ma charakter termiczny, a nie ścierny, więc jest to decyzja drugiego rzędu – dopóki związek nie będzie zawierał wypełniaczy mineralnych.
-
8. Wady i czym zazwyczaj są
Objaw Zwykła przyczyna źródłowa Najpierw sprawdź Zażółcenie, brązowe smugi Degradacja termiczna pod wpływem ścinania lub czasu przebywania Stopień sprężania, prędkość ślimaka, temperatura topnienia Krucha blacha, słabe termoformowanie Hydroliza — masa cząsteczkowa już utracona Punkt rosy suszarki, zmierzona wilgotność Żele, niestopione cząstki Stopiony na zimno lub słabe mieszanie rozdzielcze Profil temperaturowy, sekcja mieszania Dryf średnicy na żarniku Falowanie — niestabilność zasilania lub dozowania Konsystencja paszy, zużycie ślimaka 9. Konstrukcja śrubowa i beczkowa do zastosowań PLA
Podstawowy atak PLA na sprzęt ma charakter termiczny, a nie ścierny, więc punktem wyjścia jest solidnie azotowana śruba i cylinder. Jeżeli mieszanka zawiera wypełniacze mineralne lub zawartość pochodzącą z recyklingu, abimetaliczna powierzchnia roboczazaczyna na siebie zarabiać.
10. Co wysłać, zanim poprosisz o śrubę i lufę PLA
·Klasa PLA i karta katalogowa, zawartość D-izomeru, lepkość graniczna lub MFI
·Typ suszarki, punkt rosy, czas przebywania i zmierzona wilgotność
·Wymiary produktu (średnica włókna, grubość blachy, średnica zewnętrzna rury/ściana)
·Marka/model maszyny, aktualny L/D i stopień sprężania, moc napędu
·Zdjęcia i pomiary istniejących zwojów śrubowych i otworów
Wniosek
PLA nie jest poliolefiną. Traktuj suszenie jako kwestię krytyczną dla procesu, utrzymuj delikatne ściskanie i mierz temperaturę stopu, zamiast ufać odczytom pasma grzejnego. PIPLL produkuje dopasowane zestawy pojedynczych śrub i beczek do włókien PLA, arkuszy, folii i rurek o średnicy Φ20–500 mm.
Powiązane strony PIPLL
-
Kontakt techniczny i handlowy
Eric Dong | Współzałożyciel | PIPLL | Rozwiązania śrubowe i beczkowe do wytłaczania tworzyw sztucznych
E-mail: eric@pipll.com | WhatsApp: +86-15267878906 | Strona internetowa: www.pipll.com
