Kui olete kunagi vaadanud, kuidas üks neist pastatootjatest tainast läbi toru keerutab, ja mõelnud, kuidas plastitootmine{0}}hästi toimib, ei ole te täiesti paigast ära. Kruviga ekstrusioon on põhimõtteliselt see kontseptsioon, välja arvatud see, et kõik on kuumem, suurema surve all ja kindlasti ei saa te süüa seda, mis välja tuleb.
Miks spinning lööb sulab (tavaliselt)
Siin on asi plastikust. See ei juhi pagana väärt soojust. Metallist? Muidugi, viska see ahju ja see sulab üsna kiiresti läbi. Plastist siiski? See värk on kangekaelne. Jätate selle ahju istuma, proovides seda sulatada, ja juhtub kaks asja: väliskülg põleb, kuni seest on veel tahke, või ootate nii kaua, et kogu partii laguneb prügiks.
Siin tulebki sisse pöörlev kruvi ja ausalt öeldes, kes selle välja mõtles, väärib rohkem tunnustust, kui ta arvatavasti sai.
Geniaalne osa ei seisne ainult pöörlemises{0}}vaid selles, et plast soojendab ennast ise üles. Kõlab imelikult, eks? Kui aga surute plastgraanuleid tihedas tünnis oleva pöörleva kruviga edasi, tekitab kogu hõõrdumine graanulite, plasti ja tünni vahel, plastiku ja kruvi enda vahel -kõik see soojust. Tõeline kuumus. Selline, mis sulatab plastiku tõhusalt, ilma istumata, halvendades.
Olen näinud, kuidas poisid üritavad ehituspoodidest modifitseeritud puuritegude või tigukruvidega plastikut välja pressida. Ei lähe kunagi hästi. Plastik kas ei sula korralikult või tekib see ebaühtlane puder, mis ummistab kõik. Nendes kruvides on tõeline teadus, isegi kui need näivad lihtsad.
Kruvi ise (mitte teie keskmine puur)
Korralik ekstrusioonikruvi on pikk. Nagu, väga pikk, võrreldes selle laiusega. Enamik neist on 20–30-kordse läbimõõduga. See on palju jama. Kuid teil on vaja seda pikkust, sest plasti sulatamine võtab aega ja võtab vahemaa,{6}}materjal peab tünnist alla liikudes järk-järgult soojenema, sulama, segunema ja survet tekitama.
Kruvi pole ka ühtlane. See kitseneb. Kanalid, kus plastik asetseb, muutuvad madalamaks, kui liigute etteande otsast väljundi poole. See kokkusurumine teeb kaks olulist ülesannet: see pigistab välja õhutaskud ja suurendab survet, mis on vajalik sulanud plasti surumiseks läbi mis tahes stantsi või düüsi, mis teil lõpus on.
Enamik korralikke kruvisid on ka kroomitud või mõne muu libeda kattega. Kruvi külge kleepuv plast lihtsalt pöörleb paigal, mitte ei liigu edasi. Sa tahad, et materjal libiseb mööda, mitte ei klammerduks kalli elu eest.
Ja kliirens on olulisem, kui arvate. Liiga palju ruumi kruvi ja silindri vahel? Plastik voolab edasi, mitte tagasi, hävitades teie väljundi. Tööstuslikud ekstruuderid hoiavad tolerantse, mis on umbes 0,001 korda suuremad kui kruvi läbimõõt, mistõttu need maksavad sama palju, kui nad maksavad. 25,025 mm läbimõõduga tünni sees pöörlev 25 mm kruvi nõuab tõsist töötlemistäpsust.
Kolm tsooni, kolm tööd
Söödatsoon: materjali sissetoomine
Gravitatsioon kukutab graanulid teie punkrist kruvi esimesse sektsiooni, kus kanalid on sügavaimad. Kruvi haarab neist kinni ja hakkab edasi lükkama. Päris otsekohene, välja arvatud siis, kui see pole nii.
Mõned plastid ei voola hästi. Madala-tihedusega materjalidele meeldib allakukkumise asemel üle ava silda saada. Taaskasutatud helbed-eriti purustatud pudelitest-pressivad liiga kergesti kokku ja võivad asjad kinni jääda. Temperatuur on ka siin oluline. Kui söödakurk läheb liiga kuumaks (näiteks tünnist tagasi hiiliv soojus), hakkavad graanulid enneaegselt sulama. Siis on teil kleepuv materjal, mis ei kandu edasi, ja kogu teie protsess taastub.
Külmaveejoped söödakõri ümber aitavad seda vältida. Punkri jahedana hoidmine ei ole paranoiline,{1}}vaid peavalude ennetamine.
Kompressioonitsoon: kus maagia juhtub
See on koht, kus tahked pelletid muutuvad sula plastikuks. Kruvide lennud muutuvad järk-järgult madalamaks, pigistades materjali sulamisel. See sulamine toimub hõõrdumise tõttu
Mõelge sellele nagu noaga külma maapähklivõi määrimine. Alguses ei liigu see kergelt, kuid kogu see hõõrdumine ja surve soojendab seda, kuni see levib sujuvalt. Sama põhimõte, välja arvatud see, et "maapähklivõi" lööb sõltuvalt teie materjalist 200-300 kraadi.
Tihendussuhe -kui palju madalam on mõõteosa võrreldes etteandeosaga-peab vastama teie plastile. Enamik tarbeplaste töötab vahemikus 2:1 kuni 4:1. Liiga agressiivne ja tekitate ülerõhu, mis võib kruvi kahjustada või materjali põletada. Liiga õrn ja te ei tekita piisavalt survet, et oma matriitsi järjekindlalt läbi suruda.
Olen vaadanud, kuidas vale tihendusastmega ekstruuderid terve päeva võitlevad. Väljund tõuseb ja langeb juhuslikult või mootor langeb liigse vasturõhu tõttu. Kruvi geomeetria sobitamine materjaliga ei ole valikuline.
Mõõtmistsoon: viimane tõuge
Selleks ajaks, kui plast jõuab doseerimissektsiooni, peaks see olema täielikult sulanud ja segunenud. Madalad, püsiva{1}}sügavusega kanalid teevad täpselt seda, mida nimi viitab,-nad mõõdavad ühtlase materjalivoo. See sektsioon loob lõpliku rõhu, mis on vajalik sulandi surumiseks läbi teie stantsi.
Kui kõik ülesvoolu toimis õigesti, tagab see tsoon sujuva ja ühtlase väljundi. Kui etteanne oli ebaühtlane või survetsoon ei sulatanud materjali täielikult? Siin näete seda-pulseerivas väljundis, temperatuurikõikumistes või lõpptoote kvaliteediprobleemides.
Materjalid käituvad erinevalt
Mitte kõik plastid ei mängi sama kruvikujundusega kenasti. PLA ja ABS? Päris andestavad, need töötavad enamiku tavaliste kruvidega ilma suurema kärata. PETG muutub kleepuvaks ja vajab tähelepanu temperatuuri reguleerimisele, vastasel juhul hakkab see lagunema ja muutub pruuniks.
Nailon voolab pärast sulamist nagu vesi, nii et see talub järsemat survet. TPU ja muud paindlikud materjalid? Õudusunenäod. Need pressivad transportimise asemel kokku, nii et nende õigeks haardumiseks on vaja spetsiaalselt ette nähtud soontega etteandeosadega kruvisid.
Täidismaterjalid-klaaskiudude või süsinikuosakestega-kuluvad kruvid kiiresti. Siin tulevad appi nitreeritud või spetsiaalselt karastatud kruvid. Jäta see vahele ja kulub kroomitud kruvi läbi kuude, mitte aastate jooksul.
Soojusbilanss Keegi ei räägi piisavalt
Siin on midagi, mis ajab inimesed segadusse: teie tünni küttekehad pole tegelikult plasti sulatamiseks mõeldud. Imelik, eks? Nende põhiülesanne on vältida plasti enneaegset jahtumist ja tahkumist. Sulamine ise toimub materjali kallal tööd tegeva kruvi tõttu, -nihke kuumenemine kogu selle hõõrdumise ja rõhu tõttu.
Sellepärast võib kruviekstruuderi liiga aeglane töötamine põhjustada probleeme. Madal kruvi kiirus tähendab vähem mehaanilist tööd, mis tähendab vähem nihkekuumutust. Siis loodate rohkem tünnisoojenditele ja ühtäkki jõuate tagasi juhtiva kuumutamise probleemi juurde, mis muudab plasti töötlemise keeruliseks.
Teisest küljest liiga kiiresti ja tekitate liigset kuumust. Liiga kaua sulamistemperatuurist kõrgemal seisev plast laguneb. See muudab värvi, eraldab suitsu, kaotab mehaanilised omadused. Igal plastil on maksimaalne viibimisaeg töötlemistemperatuuril. Ületage see ja te teete praaki.
Kui asjad lähevad valesti
Ja nad lähevad valesti. Ekstruuderid ei hooli teie ajakavast.
Sild punkrisse? Tavaliselt tähendab see, et teie materjalil on halvad voolavusomadused või proovite töödelda liiga kokkusurutavat helvest. Lahendused ulatuvad punkri vibraatori kasutamisest kuni paremini-voolava materjali segamiseni.
Ebaühtlane väljund? Võib olla söödast välja paiskuv, osaliselt ummistunud stants, kulunud kruvid, mis lasevad materjalil tahapoole libiseda. Veaotsing nõuab kannatlikkust ja tähelepanelikkust.
Värvitu või põlenud plastik? Kas jooksete liiga kuumalt, liiga aeglaselt või on tünnis surnud kohad, kus materjal istub ja küpseb. Surnud kohad tähendavad tavaliselt saaste kogunemist või kahjustatud kruvi.
Liigne vasturõhk lülitab mootori välja? Vale surveaste, matriitsi piirang liiga kõrge või plast ei ole täielikult sulanud ja proovite tahkeid aineid läbi suruda.
Ohutus pole valikuline
Kõik töötaval ekstruuderil võib teile haiget teha. Tünni pinnad on piisavalt kuumad, et tekitada koheselt tõsiseid põletusi. Kruvi pöörleb piisava pöördemomendiga, et vahelejäämise korral luud murda. Ja selle tünni sees on rõhk-palju surve-. Olen näinud, kuidas puhutud tihendid pritsivad sula plasti üle ruumi.
Kandke silindri läheduses midagi puudutades alati{0}}kuumakindlaid kindaid. Hoidke käed töö ajal kruvist ja söödaavadest eemal. Veenduge, et teil oleks korralik ventilatsioon, sest mõned plastid eraldavad töötlemistemperatuuril ebameeldivaid aure, eriti kui need hakkavad lagunema.
Dieedi muutmine on eriti ohtlik. Töötate kuumade pindadega ja tegelete surve all oleva sulaplastiga. Kasutage tööriistu, mitte käsi. Oodake, kuni rõhk langeb. Ära kiirusta.
Viimased Mõtted
Kruvi ekstrusioon ei ole alguses intuitiivne. Arusaam, et plast soojendab end pigem hõõrdumise kaudu, mitte ei tugine välisele kuumutamisele, tundub tagantjärele. Kuid kui mõistate seda mehhanismi,{2}}et pöörlev kruvi tekitab nihkejõude, mis sulavad ja segavad materjali,{3}}on kogu protsess mõistlikum.
Viige kruvide geomeetria vastavusse oma materjaliga, kontrollige temperatuure, et vältida enneaegset sulamist või lagunemist, säilitage ühtlane etteandmine ja, mis kõige tähtsam, austage masina võimet teid vigastada. Tehke need asjad ja pressite plasti edukalt välja, olgu selleks hõõgniit, pelletiga-toidetud 3D-printimine või mis tahes muu projekt, millega tegelete.
Pidage ainult meeles: see kõik seisneb selles, et rotatsioon teeb tegelikku tööd.