Extrúzia PLA kyseliny polymliečnej: konštrukcia skrutky, sušenie a kontrola tepelnej degradácie

• 
  

  Extrúzia PLA kyseliny polymliečnej: konštrukcia skrutky, sušenie a kontrola tepelnej degradácie

  PLA zlyhá v dvoch smeroch naraz. Príliš veľa vlhkosti rozštiepi taveninu skôr, ako dosiahne matricu; príliš veľa tepla ho odfarbí a zníži viskozitu. Skrutka sedí medzi týmito dvoma limitmi a jej geometria rozhoduje o tom, koľko trecieho tepla vstupuje do polyméru. Táto príručka uvádza hodnoty vlhkosti a teploty, ktoré skutočne platia, ako sa volí L/D a kompresný pomer pre vlákno, plát a rúrku a ako čítať chyby, ktoré sa vracajú zo skrutky, ktorá sa príliš strihá.

• 

• PLA filament pre 3D tlač. Vlákno je PLA extrudovaný produkt s najvyššou toleranciou – priemer a oválnosť sú určené stabilitou taveniny vo vnútri závitovky dlho predtým, ako o nich rozhoduje navíjač.

• 1. Čo je vlastne extrúzia PLA

  Kyselina polymliečna je alifatický polyester vyrobený z obnoviteľných surovín. Spracováva sa na konvenčnom extrúznom zariadení, a preto vyzerá ako materiál, ktorý sa dá ľahko presunúť na existujúcu linku – a prečo sa toľko prvých projektov PLA pokazí. Dôvodom je chémia. CHKO patrí medzirodina polyesterov spolu s PET, nie k polyolefínom a polyester sa v sude správa inak v jednom rozhodujúcom ohľade: hydrolyzuje.

  Extrúzia PLA pokrýva tri skupiny produktov:Vlákno pre 3D tlač,list a film, apotrubie a rúrka. Všetci traja sedia na tom istomjediná skrutkapostupnosť dopravy, tavenia, miešania a dávkovania.

  2. Dva režimy zlyhania, ktoré medzi sebou bojujú

  Hydrolýza— voda a teplo zlomí esterovú chrbticu. Štiepenie reťazca znižuje molekulovú hmotnosť a vnútornú viskozitu.

  Tepelná degradácia— nad približne 200 °C ten istý hlavný reťazec reaguje výmenou esterov a cis-elimináciou, pričom vzniká laktid, acetaldehyd a iné prchavé látky.

• 

• Súprava skrutky a hlavne na vytláčanie plechu. Pre PLA je geometria zámerne udržiavaná jemná: nižšia kompresia, postupný prechod a skôr distribučné miešanie ako miešanie s vysokým strihom.

• 3. Sušenie: Číslo, ktoré rozhoduje o všetkom

  PLA je hygroskopický. Obsah vlhkosti nad približne 250 ppm (0,025 %) je dostatočný na to, aby hydrolýza konkurovala topeniu.

  Parameter sušenia	Typická hodnota PLA	Prečo na tom záleží
  Cieľová vlhkosť	< 250 ppm (0,025 %)	Nad tým prebieha hydrolýza počas tavenia
  Teplota sušenia	80 až 100 °C	Nad ~110 °C povrch peliet predkryštalizuje
  Doba schnutia	3 – 4 hodiny (až 5 hodín pre vysoké IV)	Krátke cykly nechávajú jadro vlhké
  Rosný bod	≤ -40 °C	Teplý vzduch znovu zvlhčuje živicu

  4. Dizajn skrutiek: L/D, kompresný pomer a šmykový rozpočet

  Dizajnový prvok	Typická prax v oblasti CHKO	Dôvod
  L/D, všeobecné použitie	24:1 – 30:1	PLA procesy na univerzálnych skrutkách
  L/D, list a film	30:1 – 33:1	Dlhšia skrutka umožňuje postupnejšie tavenie
  Kompresný pomer	2:1 – 3:1	Každý krok nahor v kompresii je viac trecieho tepla
  Miešacia sekcia	Typ zábrany s Maddockom alebo pripnutým prvkom	Distribučné miešanie bez tvrdého šmykového vrcholu

• 

• PLA list a film. Čistota a tepelná tvarovateľnosť závisia od toho, ako rýchlo sa sieť ochladzuje – PLA sa ochladzuje pomaly a kryštalizuje do zahmleného, ​​krehkého plátu.

• 5. Teplotný profil

  Použiteľné tavné okienko PLA leží zhruba medzi 180 °C a 220 °C. Odmerajte taveninu ihlovou sondou na hlave, a nie dôverovať termočlánku v páse ohrievača.

  6. PLA 3D tlačové vlákno

  Vlákno je miesto, kde sa malá nestabilita procesu stáva sťažnosťou zákazníka. Priemer 1,75 ± 0,05 mm alebo 2,85 ± 0,05 mm, oválnosť ≤ 0,03 mm.

  7. Hárok, film a trubica PLA

  Plech je miesto, kde sa kryštalizačné správanie PLA stáva dominantným procesným problémom. Rýchlo ho ochlaďte a polymér uzamknete v amorfnom stave, ktorý dodáva čírosť a húževnatosť.

• 

• Odstredivo odlievaná vrstva bimetalovej zliatiny. Prvý útok PLA na hardvér je skôr tepelný ako abrazívny, takže ide o rozhodnutie druhého rádu – kým zmes nenesie minerálne plnivá.

• 8. Vady a čo zvyčajne sú

  Symptóm	Obvyklá hlavná príčina	Najprv skontrolujte
  Žltnutie, hnedé pruhy	Tepelná degradácia v dôsledku šmyku alebo doby zotrvania	Kompresný pomer, rýchlosť závitovky, teplota taveniny
  Krehký plech, slabé tvarovanie za tepla	Hydrolýza — už stratená molekulová hmotnosť	Rosný bod sušiča, nameraná vlhkosť
  Gély, neroztopené častice	Studená tavenina alebo slabé distribučné miešanie	Teplotný profil, miešacia časť
  Posun priemeru na vlákne	Surging — nestálosť napájania alebo merania	Konzistencia podávania, opotrebovanie závitoviek

  9. Konštrukcia skrutiek a hlavne pre PLA Duty

  Primárny útok PLA na hardvér je tepelný, nie abrazívny, takže východiskovým bodom je zvuková nitridovaná skrutka a hlaveň. Keď zmes obsahuje minerálne plnivá alebo recyklovaný obsah, abimetalová pracovná plochazačne platiť za seba.

  10. Čo poslať predtým, ako požiadate o skrutku a hlaveň z PLA

  ·PLA trieda a technický list, obsah D-izoméru, vnútorná viskozita alebo MFI

  ·Typ sušiča, rosný bod, doba zdržania a nameraná vlhkosť

  ·Rozmery produktu (priemer vlákna, mierka plechu, vonkajší priemer rúry/stena)

  ·Značka/model stroja, aktuálny L/D a kompresný pomer, výkon pohonu

  ·Fotografie a merania existujúcich závitov skrutiek a vŕtania

  Záver

  PLA nie je polyolefín. Pristupujte k sušeniu ako k procesne kritickému, udržujte kompresiu šetrnú a merajte teplotu taveniny, skôr než dôverujte údajom ohrievacieho pásu. PIPLL vyrába prispôsobené súpravy s jednou skrutkou a valcom pre PLA vlákna, listy, filmy a rúrky v Φ20–500 mm.

  Súvisiace stránky PIPLL

  ·Extrúzia PLA kyseliny polymliečnej

  ·Vlákno na 3D tlač PLA

  ·Hlaveň s jednou skrutkou

  ·Bimetalová skrutkovacia hlaveň

  ·Vlastné skrutky a sudy extrudéra

• Technický a obchodný kontakt

  Eric Dong | Spoluzakladateľ | PIPLL | Skrutkové a sudové riešenia na vytláčanie plastov

  E-mail: eric@pipll.com | WhatsApp: +86-15267878906 | Webstránka: www.pipll.com

• 
• 
• 
• 

Contact us