LanguagesЕкструзія полімолочної кислоти PLA: дизайн шнека, контроль сушіння та термічної деградації
-
Екструзія полімолочної кислоти PLA: дизайн шнека, контроль сушіння та термічної деградації
PLA дає збій відразу в двох напрямках. Занадто багато вологи розриває ланцюг розплаву, перш ніж він досягне матриці; занадто багато тепла знебарвлює його та знижує в’язкість. Гвинт розташований між цими двома межами, і його геометрія вирішує, скільки тепла від тертя потрапляє в полімер. У цьому посібнику вказано фактичні показники вологості та температури, спосіб вибору L/D і коефіцієнта стиснення для ниток, листів і трубок, а також те, як прочитати дефекти, які з’являються через надто сильний зріз гвинта.
-
PLA нитка для 3D друку. Філамент — це екструзійний продукт PLA з найбільшою толерантністю — діаметр і овальність визначаються стабільністю розплаву всередині шнека задовго до того, як їх визначить намотувач.
-
1. Що насправді таке екструзія PLA
Полімолочна кислота - це аліфатичний поліефір, виготовлений з відновлюваної сировини. Його обробляють на звичайному екструзійному обладнанні, саме тому він виглядає як матеріал, який легко перенести на існуючу лінію — і чому так багато перших проектів PLA йдуть не так. Причина в хімії. PLA належить досімейство поліестерів разом із ПЕТ, а не поліолефінів, і поліестер поводиться по-різному в бочці в одному вирішальному аспекті: він гідролізується.
Екструзія PLA охоплює три сімейства продуктів:Нитка для 3D друку,лист і плівка, ітруба і трубка. Всі троє сидять на одному місціодин гвинтпослідовність транспортування, плавлення, змішування та дозування.
2. Два режими відмови, які борються один з одним
Гідроліз— вода і тепло руйнують ефірну основу. Розрив ланцюга зменшує молекулярну масу та внутрішню в'язкість.
Термічна деградація— вище приблизно 200 °C той самий ланцюг реагує через естеровий обмін і цис-елімінацію, утворюючи лактид, ацетальдегід та інші леткі речовини.
-
Набір шнеків для екструзії листів і стовбура. Для PLA геометрія навмисно зберігається м’якою: нижче стиснення, поступовий перехід і розподільне, а не сильне змішування.
-
3. Сушка: число, яке вирішує все
PLA гігроскопічний. Вміст вологи вище приблизно 250 ppm (0,025 %) є достатнім для того, щоб гідроліз міг конкурувати з плавленням.
Параметр сушіння Типове значення PLA Чому це важливо Цільова вологість < 250 ppm (0,025 %) Крім того, під час плавлення відбувається гідроліз Температура сушіння 80–100 °C Вище ~110 °C поверхня гранули попередньо кристалізується Час висихання 3–4 год (до 5 год для старших IV класів) Короткі цикли залишають серцевину вологою Точка роси ≤ −40 °C Тепле повітря знову змочує смолу 4. Конструкція гвинта: L/D, коефіцієнт стиснення та бюджет зсуву
елемент дизайну Типова практика PLA Причина L/D, загального призначення 24:1 – 30:1 PLA процеси на шнеках загального призначення L/D, лист і плівка 30:1 – 33:1 Довший шнек забезпечує більш поступове плавлення Ступінь стиснення 2:1 – 3:1 З кожним кроком стиснення збільшується тепло від тертя Секція змішування Бар'єрний тип з Maddock або шпильковим елементом Розподільне змішування без жорсткого піку зсуву -
PLA лист і плівка. Прозорість і здатність до термоформування залежать від того, наскільки швидко гартується полотно — повільно охолоджуйте PLA, і він кристалізується в матовий, крихкий лист.
-
5. Температурний профіль
Вікно розплаву PLA, яке можна використовувати, знаходиться приблизно між 180 °C і 220 °C. Вимірюйте розплав за допомогою голчастого зонда на головці, а не довіряйте термопарі в нагрівальній смузі.
6. Нитка для 3D-друку PLA
Нитка – це те, де невелика нестабільність процесу стає скаргою клієнта. Діаметр 1,75 ± 0,05 мм або 2,85 ± 0,05 мм, овальність ≤ 0,03 мм.
7. PLA лист, плівка та трубка
Лист – це те, де кристалізація PLA стає основною проблемою процесу. Швидко охолодіть його, і ви зафіксуєте полімер у аморфному стані, що надає прозорості та міцності.
-
Шар біметалічного сплаву відцентрового лиття. Перша атака PLA на обладнання є термічною, а не абразивною, тому це рішення другого порядку — поки суміш не містить мінеральних наповнювачів.
-
8. Дефекти та що вони зазвичай являють собою
Симптом Звичайна першопричина Спочатку перевірте Пожовтіння, коричневі смуги Термічна деградація від зсуву або часу перебування Ступінь стиснення, швидкість шнека, температура плавлення Крихкий лист, погане термоформування Гідроліз — уже втрачена молекулярна маса Точка роси сушарки, виміряна вологість Гелі, нерозплавлені частинки Холодний розплав або слабке розподільне змішування Температурний профіль, ділянка змішування Зміщення діаметра нитки Підйом — нестабільність подачі або дозування Консистенція подачі, знос шнека 9. Конструкція шнека та стовбура для служби PLA
Основний вплив PLA на обладнання є термічним, а не абразивним, тому відправною точкою є надійний азотований гвинт і ствол. Якщо суміш містить мінеральні наповнювачі або перероблений вміст, aбіметалева робоча поверхняпочинає окупати себе.
10. Що потрібно надіслати, перш ніж попросити гвинт PLA і ствол
·Сорт PLA та технічний паспорт, вміст D-ізомерів, характеристична в’язкість або MFI
·Тип сушарки, точка роси, час перебування та виміряна вологість
·Розміри продукту (діаметр нитки, розмір листа, зовнішній діаметр труби/стінка)
·Марка/модель машини, поточний L/D і ступінь стиснення, потужність приводу
·Фотографії та розміри існуючих гвинтових муфт і отвору
Висновок
PLA не є поліолефіном. Вважайте сушку критично важливою для процесу, зберігайте м’яке стиснення та вимірюйте температуру розплаву, а не довіряйте показанням нагрівача. PIPLL виробляє узгоджені одинарні комплекти гвинтів і циліндрів для PLA нитки, листа, плівки та трубки Φ20–500 мм.
Пов’язані сторінки PIPLL
-
Контактна особа з технічних питань і продажів
Ерік Донг | Співзасновник | PIPLL | Шнекові та бочкові рішення для екструзії пластику
Електронна пошта: eric@pipll.com | WhatsApp: +86-15267878906 | Веб-сайт: www.pipll.com
