Allt svið hitaþynningarpressunnar hefur orðið flóknara en nokkur bjóst við. Þegar þú ert að takast á við efni sem brotna niður við tiltekið hitastig verður vinnsluglugginn furðu þröngur. Flestir framleiðendur tala ekki nógu mikið um þetta -, það er þessi forsenda að þú hitar bara efnið og ýtir því í gegnum dúkku, en hitaþjálla útpressun er mun blæbrigðari en það.
Hitastýring skiptir meira máli en fólk gerir sér grein fyrir. Tökum LDPE sem dæmi - rannsóknir frá Plastics Technology sýna að við skurðhraða upp á 100 sek-1 er seigja í kringum 700 Pa·s, en hitabreytingar hafa ekki eins mikil áhrif á það og þú myndir halda. Seigjukúrfurnar haldast tiltölulega þétt saman yfir mismunandi hitastig, sem er skrítið þegar þú berð það saman við HDPE eða LLDPE þar sem hitastig skiptir miklu máli. Þetta er ekki bara fræðilegt - það breytir því hvernig þú setur upp alla útpressunarlínuna þína.
Vinnsla Windows sem enginn varar þig við
Orkan sem þarf til að vinna úr þessum efnum eykst hratt. Að hita eitt kíló af LDPE úr stofuhita (um 25 gráður) í venjulegt útpressunarhitastig upp á 210 gráður krefst um það bil 138 kílókaloría, þó að raunveruleg-forrit þurfi venjulega tvöfalt það vegna hitauppstreymis - heimild: plasticstoday.com. Og það er bara fyrir LDPE. Þegar þú ferð yfir í önnur pólýetýlen eða flóknari hitauppstreymi færist allt til.
Mismunandi efni þurfa gjörólíkar aðferðir. Samkvæmt gögnum sem birtar voru á pubs.acs.org voru LDPE blöndur með vaxi bræddar-með því að nota Brabender Plastograph við 140 gráður, en LLDPE þurfti 150 gráður og HDPE þurfti 160 gráður. Þetta eru ekki bara tillögur - að fara undir þessi hitastig og þú færð ófullkomna bráðnun, fer fyrir ofan og þú átt á hættu að hitauppstreymi niðurbrot. Vinnsluglugginn er raunverulegur og hann er þrengri en flestir tækjabirgjar viðurkenna.
Það sem er athyglisvert er hversu lítið iðnaðurinn staðlar í kringum þessar tölur. Þú munt finna einn örgjörva sem keyrir LDPE við 180 gráður, annan á 240 gráður, og báðir gera kröfu um ákjósanlegan árangur. Sannleikurinn er einhvers staðar í miðjunni og fer mjög eftir dvalartíma, skrúfuhönnun og hvaða aukefni eru til staðar í samsetningunni.
Hitaviðkvæm efni breyta öllu
Þegar hitaþynnt útpressun vinnur hitaviðkvæm efni geturðu ekki bara hækkað hitastigið til að bæta flæði. Sum efni byrja að brotna niður við hitastig sem er varla yfir bræðslumarki þeirra. PVC er alræmt fyrir þetta - vinnsluglugginn á milli „of solids“ og „losunar saltsýru“ er óþægilega lítill. Sama á við um ákveðnar lífrænar-fjölliður sem allir eru spenntir fyrir núna. Frábær umhverfissaga, martröð að vinna stöðugt.
Tækjahlið málsins hefur ekki náð efnisvísindum. Nútíma pressuvélar nota enn sömu grunntækni fyrir tunnuhitara frá áratugum, bara með flottari stýringar. En þegar þú ert að vinna með -hitaviðkvæmum samsetningum þarftu meira en bara nákvæmar hitaupplestur - þú þarft tafarlausa viðbragðstíma og getu til að jafna upp núningshitun í rauntíma-.
Raunveruleg-heimsforrit sýna bilið
Vegamerkjadeild 3M komst að einhverju af þessu með tilraunum og mistökum. All Weather Thermoplast kerfi þeirra starfar í þéttu hitabili sem er 400-440 gráður F (204-227 gráður) með hitastýrðri upphitun - þessar upplýsingar koma beint úr tækniskjölum þeirra á 3m.com. Farðu undir 400 gráður F og efnið flæðir ekki rétt í gegnum notkunarbúnaðinn. Ýttu yfir 440 gráður F og þú byrjar að rýra bindiefniskerfið, sem drepur langtíma endingu vegmerkinga.
Rannsóknir frá academia.edu skjalfestu eitthvað sem kom á óvart varðandi formótaðar hitaþjálu merkingar þeirra þegar þær voru settar upp á vegum -, það var hraðalækkunaráhrif upp á 20-31% strax eftir uppsetningu, allt eftir gerð ökutækis, og lækkuðu í 9-17% eftir eitt ár. Það er ekki tengt útpressunarferlinu beint, en það sýnir hvernig efniseiginleikar frá vinnslu hafa áhrif á raunverulegan árangur mánuðum síðar.
Gangstéttarmerkingariðnaðurinn vinnur úr tonnum af hitaþjálu efni daglega og þeir hafa þróað nokkrar áhugaverðar lausnir fyrir hitaviðkvæmar samsetningar-. Farsímaflutningabílar þurfa að viðhalda stöðugu hitastigi á meðan þeir hreyfa sig, sem þýðir að takast á við hitafall í aðveitulínum, hitatapi í umhverfið og varmamassa efnisins sjálfs. Flest kerfi nota nú olíu-varmaflutning frekar en beina logahitun vegna þess að hitastigið olli niðurbroti efnis á staðbundnum svæðum.
Seigjuhegðun verður undarleg við vinnsluhitastig
Fólk gerir ráð fyrir að fjölliða bráðnar hegði sér fyrirsjáanlega, en það er aðeins rétt innan ákveðinna skurðhraðasviða. Við lágan klippihraða gætu LDPE og HDPE virst svipað, en eykur klippuna og skyndilega flæðir LDPE þrisvar sinnum auðveldara. Þetta skiptir gríðarlega miklu máli fyrir mótunarhönnun - það sem virkar fyrir HDPE pípuútpressun mun mistakast stórkostlega með LDPE nema þú gerir grein fyrir þessum gigtarmun.
Og við höfum ekki einu sinni fjallað um hvernig aukefni breyta öllu. Bættu litarefnum, útfjólubláu stöðugleika eða logavarnarefnum við grunnplastefnið og seigjuhegðunin breytist. Stundum dramatískt. Ég hef séð samsetningar þar sem að bæta við 2% af vinnsluhjálpartæki lækkaði tilskilið útpressunarhitastig um 15 gráður. Að öðru leiti skipti sama vinnsluhjálpin varla máli því hún var ósamrýmanleg grunnfjölliðunni.
Búnaðartakmarkanir sem efnisfræðingar hunsa
Það er þessi sambandsleysi á milli fólksins sem þróar nýjan hita-viðkvæman hita og fólksins sem þarf að vinna úr þeim. Efnisfræðingur getur búið til ótrúlega nýja lífræna-fjölliða sem vinnur „fínt“ í tvíbura-skrúfuþrýstivél á 5 kg/klst. Þá reynir framleiðslan að stækka það upp í 500 kg/klst. á einni-skrúflínu og uppgötvar að hitastjórnunin er allt önnur.
Einskrúfa pressar mynda mestan hluta varma sinnar vegna núnings, ekki frá tunnuhitarunum. Það er venjulega í lagi, en með hita-viðkvæmum efnum skapar það vandamál. Þú endar með því að þurfa að keyra tunnusvæðin kaldari en markmið bræðsluhitastigsins bara til að koma í veg fyrir ofhitnun frá skrúfuskurðinum. Þá færðu ósamkvæma bráðnun á fóðursvæðinu vegna þess að það er ekki nógu heitt. Það er jafnvægisaðgerð sem krefst oft sérsniðinna skrúfuhönnunar.
Tvöfaldur-skrúfapressar höndla hita-viðkvæm efni betur í orði - betri blöndun, styttri dvalartíma, fleiri hitastýringarsvæði. En þeir eru dýrir og flóknir. Og þú getur samt ekki svindlað á eðlisfræðinni. Ef efnið þitt byrjar að brotna niður við 200 gráður og þarf að vera í 190 gráður til að flæða í gegnum teninginn, hefur þú kannski 10 gráðu glugga til að vinna með. Nákvæmni búnaðar skiptir meira máli en flestar aðgerðir eru settar upp til að skila.
Meyjahönnun fyrir hitaviðkvæm efni
Teningurinn er þar sem mikið af hitanæmum efnum-bilar. Þú hefur fjölliðuna þjappað, hreyfist í gegnum þröngar rásir, framleiðir hita frá flæðinu sjálfu. Hefðbundin deyjahönnun hefur oft dauða bletti þar sem efnið situr of lengi og brotnar niður. Fyrir hita-viðkvæmar samsetningar þarftu straumlínulagaðar flæðisleiðir með lágmarks þrýstingsfalli, sem þýðir venjulega að fórna nokkrum framleiðsluhraða.
Fata-snagamót fyrir útpressun á plötum eru sérstaklega erfið. Fjölbreytihlutarnir búa til svæði með lítilli klippingu þar sem efni getur ofhitnað vegna leiðslu eingöngu. Sumir framleiðendur hafa farið í spíral dornhönnun eða fjöl-laga fóðurblokka til að draga úr dvalartíma í teningnum, en þetta eru dýrar lausnir sem margir örgjörvar geta ekki réttlætt.
Vöktun hitastigs í dælunni er oft ófullnægjandi. Flestar uppsetningar eru með hitaeiningum í deyjahlutanum, en þær mæla málmhitastigið, ekki raunverulegt bræðsluhitastig fjölliða. Þegar líkamshitinn fer upp nógu hátt til að vekja viðvörun, hefur þú þegar verið að pressa niður niðurbrotið efni hver veit hversu lengi.
Hvert stefnir iðnaðurinn
Það er aukinn þrýstingur á að vinna úr meira -hitaviðkvæmum efnum - lífrænum-fjölliðum, endurunnið efni með óþekkta hitauppstreymi, sérsamsetningar fyrir tiltekin notkun. Búnaðurinn hefur ekki þróast nógu hratt til að takast á við þetta auðveldlega.
Sum fyrirtæki eru að gera tilraunir með aðrar upphitunaraðferðir. Innleiðsluhitun deyja gefur hraðari viðbragðstíma og nákvæmari stjórn. Innrauð upphitun á tunnusvæðunum getur dregið úr hitastiginu milli tunnuyfirborðsins og fjölliðabræðslunnar. Þetta eru ekki almennir ennþá vegna þess að þeir eru dýrir og krefjast verulegrar ferliþróunar.
Rauntímavöktun er að batna, hægt og rólega. Inline rheometers geta greint seigjubreytingar sem benda til varma niðurbrots áður en það verður stórt gæðavandamál. Þrýstimælir um alla tunnu og deyja geta greint vinnsluvandamál snemma. En þetta kostar allt peninga og krefst rekstraraðila sem skilja hvað gögnin þýða, sem er meiri áskorun en tæknin sjálf.
Grundvallaratriðið er enn: hitaþynnt útpressun vinnur hitaviðkvæm efni innan þéttra glugga sem búnaður var upphaflega ekki hannaður til að viðhalda. Þar til framleiðendur þrýstivéla og efnisframleiðendur vinna nánar saman munum við halda áfram að hafa þessar vinnsluáskoranir. Efnin verða sífellt meira krefjandi og búnaðurinn á í erfiðleikum með að halda í við. Það er bara þar sem við erum núna.
Forskriftir flutningadeildar NYC fyrir útpressaðar hitaþjálumerkingar krefjast notkunarhita á bilinu 400-450 gráður F mælt á útpressunarskónum, með sérstakar kröfur um getu búnaðar og hitaviðhald - skjalfestar á nyc.gov. Þessar gerðir af stífum forskriftum eru til vegna þess að stofnanir lærðu í gegnum bilanir að vinnslubreytur fyrir hitanæman hitaplast geta ekki verið áætluð. Annaðhvort stjórnar þú hitastigi nákvæmlega eða þú færð ósamræmi.
Sem færir okkur aftur að kjarnaáskoruninni - að koma jafnvægi á hitauppstreymi og stöðugleika efnisins. Sérhver hitauppstreymi hefur þann sæta blett þar sem hann rennur vel án þess að niðurlægjast, og að finna þann blett á meðan framleiðslu skilvirkni er viðhaldið er það sem gerir útpressuvinnslu meira list en vísindi, jafnvel með öllum okkar nútíma tækjabúnaði og ferlistýringu.