Đùn là gì?
Sản xuất ép đùn cho phép các nhà sản xuất định hình và sản xuất những thứ có mặt cắt ngang đồng nhất. Để tạo ra một hình dạng liên tục với mặt cắt đồng nhất, vật liệu, thường là nhựa nhiệt dẻo hoặc kim loại dẻo, được dẫn động qua khuôn hoặc lỗ.
Tỷ lệ đùn
Tỷ lệ đùn là diện tích mặt cắt ngang / mặt cắt ngang bắt đầu của quá trình ép đùn cuối cùng.
Tỷ lệ đùn rất quan trọng vì nó cho biết máy phải thực hiện bao nhiêu công cơ học trong quá trình ép đùn. Điều quan trọng cần lưu ý là khi tỷ lệ ép đùn thấp, số lượng công việc cơ khí tối thiểu phải được thực hiện trong quá trình ép đùn.
Mặt khác, khi tỷ lệ đùn cao thì cần nhiều áp lực hơn. Điều này có thể được giải quyết bằng cách điều chỉnh lực chạy qua máy, nếu không thì được chỉ định là thông lượng hoặc tốc độ cấp liệu.
- Bạn cần phân phối nhiều nguyên liệu hơn vào họng thức ăn của mình. Hầu hết các máy trộn lớn nhất trong ngành đều cho phép bạn phân phối tới 1600 kg/h (công suất) vào nguyên liệu.
- Bạn cần điều chỉnh tốc độ trục vít để đảm bảo tỷ lệ đùn thấp.
Tại sao tỷ lệ đùn lại quan trọng?
Tỷ lệ ép đùn rất quan trọng đối với các nhà sản xuất vì máy móc của họ sẽ hoạt động trong nhiều năm hoạt động. Nó không chỉ ảnh hưởng đến mức độ biến dạng và đặc tính dòng chảy của vật liệu ép đùn mà còn ảnh hưởng đến các thông số cường độ của quá trình này. Máy đùn, đặc biệt là thùng và khuôn, có thể bị hao mòn và máy cần được điều chỉnh thủ công để đảm bảo sử dụng hiệu quả vật liệu và chất lượng sản phẩm ổn định.
Các loại đùn
Đùn đôi (đồng đùn)
Đồng đùn đang tạo thành một khối đùn bao gồm nhiều hơn một dòng nhựa nóng chảy. Quá trình này diễn ra vì một số nhu cầu dịch vụ, đặc biệt là từ ngành bao bì, không thể được đáp ứng chỉ bởi một loại polyme duy nhất, mặc dù sự kết hợp của nhiều loại polyme có thể đáp ứng được chúng. Đồng đùn lần đầu tiên được thực hiện trong sản xuất phim đúc và hiện nay được sử dụng trong ép đùn màng và tấm thổi.
Quá trình đồng đùn được sử dụng trong nhiều quy trình ép đùn để mang hai hoặc nhiều đầu ra của máy đùn lại với nhau để tạo thành một sản phẩm nhiều lớp duy nhất có
- Cải thiện hiệu suất
- Sự khác biệt hóa sản phẩm
- Tiết kiệm chi phí
- Đã thêm chức năng
- Giảm xử lý
- Thông lượng cao
Đùn nhựa
Ép đùn nhựa là một quá trình sản xuất trong đó nhựa thô (chủ yếu là polymer) được nấu chảy và đẩy qua khuôn để tạo ra một mặt cắt liên tục. Sản xuất ép đùn bằng nhựa tạo ra đường ống, hàng rào, lan can boong, khung cửa sổ và tấm lợp.
Quá trình tạo ra các sản phẩm nhựa ép đùn bắt đầu bằng việc định lượng và nạp các vật liệu nhựa, như bột, viên và hạt, từ phễu vào thùng của máy đùn. Sau khi vật liệu nóng chảy và được ép qua vít, vật liệu nóng chảy được ép qua khuôn. Sau khi sản phẩm ép đùn của bạn thoát ra khỏi khuôn, nó sẽ được tạo hình và làm nguội.
Đúc thổi đặc biệt phổ biến để sản xuất các sản phẩm khác như chai nhựa. Đối với ngành đồ chơi bằng nhựa, ép phun phù hợp hơn. Bạn có muốn biết sự khác biệt? Vui lòng đọc bài viết của chúng tôi: Đúc phun và Đúc thổi.
Đùn phim
Màng nhựa là loại vật liệu mỏng, liên tục được ứng dụng rộng rãi trong ngành bao bì thực phẩm. Vật liệu nhựa dày hơn thường được gọi là “tấm”. Màng nhựa ngăn cách các khu vực hoặc khối lượng, giữ vật phẩm và đóng vai trò là rào cản hoặc bề mặt có thể in được. Nó được sử dụng phổ biến nhất để đóng gói, bọc bánh kẹo, phim ảnh hoặc thậm chí để bọc một chiếc trực thăng hoàn chỉnh để vận chuyển.
Đùn ống
Đùn ống. Quy trình ống hoặc ống ép đùn sản xuất ống y tế và ống hút uống nước. Quá trình này tương tự như quá trình ép đùn thông thường cho đến giai đoạn khuôn và ép đùn thực tế.
Quá trình ép đùn nhựa
Hiểu các quy trình khác nhau liên quan đến ép đùn là điều cần thiết để đạt được kết quả sản xuất chính xác và hiệu quả. Quá trình ép đùn nhựa thường bao gồm các bước sau:
Chuẩn bị vật liệu
Trong quá trình ép đùn, bạn có tùy chọn sử dụng vô số polyme. Tuy nhiên, việc xử lý nguyên liệu rất phức tạp và đòi hỏi phải chọn đúng nguyên liệu để có được sản phẩm phù hợp để bán. Bạn sẽ cần một loại nhựa polyme, còn được gọi là chất mang polyme, để sản xuất. Tùy thuộc vào sản phẩm mong muốn, bạn có thể cân nhắc thêm chất màu, cùng với các chất phụ gia tùy chọn khác như chất hấp thụ tia cực tím, chất hỗ trợ xử lý chống gãy xương, chất chống oxy hóa hoặc chất mở rộng chuỗi PET.
Vật liệu tổng hợp thường được sử dụng cho quá trình ép đùn bao gồm:
Polyetylen (PE)
Một loại polymer nhiệt dẻo đa năng được biết đến với khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, độ bền và chi phí thấp. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau, bao gồm màng đóng gói, ống, ống và cách điện dây.
Polypropylen (PP)
Một loại polymer nhiệt dẻo phổ biến khác được biết đến với độ bền cao, khả năng kháng hóa chất và độ ổn định nhiệt tốt. PP thường được sử dụng trong bao bì, phụ tùng ô tô, dệt may và đồ gia dụng.
Polyvinyl clorua (PVC)
Một loại nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rộng rãi, nổi tiếng với đặc tính cách điện, độ bền và khả năng chống cháy tuyệt vời. PVC thường được sử dụng trong vật liệu xây dựng, đường ống, dây cáp và cấu hình cửa sổ.
Polystyrene (PS)
Một loại nhựa nhiệt dẻo đa năng có độ cứng tốt, chống va đập và độ trong. Nó thường được sử dụng trong vật liệu đóng gói, dao kéo dùng một lần và tấm cách nhiệt.
Polyetylen Terephthalate (PET)
Một loại polymer nhiệt dẻo được biết đến với độ bền, độ trong suốt và khả năng chống ẩm và hóa chất tuyệt vời. PET được sử dụng rộng rãi trong chai nước giải khát, bao bì thực phẩm và sợi tổng hợp.
Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)
Một loại nhựa nhiệt dẻo dai và cứng được biết đến với khả năng chống va đập và chịu nhiệt cao. ABS thường được sử dụng trong các bộ phận ô tô, vỏ điện tử và hàng tiêu dùng.
Polycarbonate (PC)
Một loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt được biết đến với độ bền va đập cao, độ trong quang học và khả năng chịu nhiệt. PC thường được sử dụng trong thấu kính kính mắt, phụ tùng ô tô và linh kiện điện tử.
Polyamid/Nylon (PA)
Một loại nhựa nhiệt dẻo rắn và bền được biết đến với các tính chất cơ học, nhiệt và kháng hóa chất tuyệt vời. Nylon thường được sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật, dệt may và linh kiện ô tô.
Đây chỉ là một vài ví dụ về vật liệu tổng hợp được sử dụng trong quá trình ép đùn. Hiện có nhiều loại nhựa và hợp chất polyme khác, mỗi loại có đặc tính và ứng dụng riêng.
Thiết lập máy đùn
Việc lắp đặt máy đùn bao gồm việc lắp đặt cẩn thận và hiệu chuẩn chính xác để đảm bảo căn chỉnh phù hợp.
Bước tiếp theo là lắp đặt khuôn hoặc dụng cụ ép đùn thích hợp, một nhiệm vụ đóng vai trò then chốt trong việc xác định hình dạng và kích thước của sản phẩm cuối cùng.
Việc xem xét thiết kế trục vít là điều cần thiết, đặc biệt chú trọng đến thiết kế hình trụ của thùng. Khía cạnh này ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của việc phân tán vật liệu của bạn và góp phần đạt được các thông số kỹ thuật sản phẩm mong muốn.
Liều lượng
Định lượng là việc đo lường và kiểm soát chính xác lượng phụ gia, chất tạo màu hoặc các thành phần khác được trộn với vật liệu nhựa nền.
Các nhà sản xuất sử dụng thiết bị hoặc hệ thống định lượng để đưa các chất bổ sung này vào máy đùn một cách có kiểm soát.
Bạn muốn biết thêm về cách chúng tôi giúp các nhà sản xuất nhựa về vật liệu định lượng ép đùn một cách chính xác? Truy cập trang web của chúng tôi!
tan chảy
Đưa vật liệu nhựa vào thùng máy đùn bằng cơ cấu trục vít. Sử dụng nhiệt và năng lượng cơ học để nấu chảy nhựa tạo ra khối nóng chảy đồng nhất. Đùn nóng chảy là làm tan chảy các viên polymer bằng cách truyền nhiệt và ma sát qua thùng máy đùn.
Sau đó, polyme nóng chảy được đẩy qua một lỗ nhỏ hoặc thường xuyên hơn là một “đầu vòi hoa sen” gồm nhiều lỗ được gọi là máy trộn. Khi dòng polymer nóng chảy di chuyển ra khỏi máy trộn, nó sẽ cứng lại thành sợi rắn. Sợi này được kéo và làm nóng liên tục khi nó di chuyển dọc theo dây chuyền ép đùn đến sản phẩm cuối cùng.
Điều kiện tiên quyết quan trọng nhất cho việc lựa chọn vật liệu là polyme phải tan chảy và có khả năng chịu được lực cắt mạnh mà không làm mất quá nhiều trọng lượng phân tử của nó.
Để tạo ra một sản phẩm chất lượng cao, các kỹ sư sản xuất cần đảm bảo kích thước hạt chính xác bằng cách thiết lập tốc độ nóng chảy và kết hợp quá trình nóng chảy dần dần bằng cách truyền nhiệt vào thùng. Bạn sẽ cần nhiệt độ ổn định tối đa để đảm bảo độ nhớt thích hợp của sản phẩm. Nếu bất kỳ bước nào trong số này không được thực hiện hoàn hảo, nó sẽ dẫn đến sản phẩm bị biến dạng.
Cho ăn vít
Sau khi vật liệu được đưa vào trục vít, sự kết hợp giữa các bộ phận gia nhiệt và thông lượng sẽ đẩy vật liệu qua khuôn để tạo thành sản phẩm ép đùn.
Ngoài ra, một số nhà sản xuất làm tan chảy vật liệu bằng cách nung nóng khuôn và kéo qua vật liệu cưỡng bức. Kỹ thuật này còn được gọi là pultrusion. Quá trình ép đùn đẩy vật liệu qua khuôn, trong khi quá trình ép đùn kéo vật liệu qua. Pultrusion sử dụng vật liệu tổng hợp được gia cố bằng các sợi sợi dài, chẳng hạn như carbon, kevlar hoặc thủy tinh.
Đồng nhất hóa và tăng áp suất
Máy đùn liên tục trộn và đồng nhất nhựa nóng chảy bằng vít quay.
Việc tăng áp lực lên nhựa nóng chảy đảm bảo dòng chảy thích hợp của nó và loại bỏ bọt khí hoặc tạp chất.
Cũng có thể loại bỏ hầu hết lực đẩy vật liệu qua khuôn. Một kỹ thuật phổ biến trong ngành là ép đùn. Những nhược điểm bao gồm quy trình bị giới hạn ở các bộ phận có mặt cắt ngang không đổi hoặc gần không đổi và chi phí cho khuôn gia nhiệt có thể cao. Tuy nhiên, ép đùn cũng có rất nhiều lợi ích. Khi sử dụng phương pháp ép đùn, bạn sẽ có sản phẩm:
- Với sức mạnh cao.
- Với trọng lượng thấp.
- Với khả năng chống ăn mòn và thối tuyệt vời.
- Không nhạy cảm với điện
- Với tính đồng nhất tuyệt vời hơn của sản phẩm cùng loại.
- Với số lượng sản phẩm lỗi sản xuất cực kỳ thấp.
Tốc độ đùn
Tốc độ đùn đề cập đến mét trên giờ sau khi vật liệu nóng chảy được ép qua khuôn. Việc đo lường là điều cần thiết vì bạn muốn biết mình sản xuất được bao nhiêu.
Thách thức ở đây là đo lường lượng vật liệu bạn sử dụng để sản xuất một sản phẩm. Khi bạn có thể thấy lượng vật liệu bạn đã sử dụng cho một lượng nhất định của sản phẩm cuối cùng, bạn có thể tự động hóa hệ thống đặt hàng của mình và tiết kiệm chi phí đáng kể khi sử dụng vật liệu.
Hơn nữa, việc biết tốc độ đường truyền không cho bạn biết bất cứ điều gì về độ dày của sản phẩm, điều này đặc biệt quan trọng đối với các sản phẩm rỗng.
Hồ sơ ép đùn nhựa (khuôn)
Trong việc sản xuất các hình dạng ép đùn chính xác, việc làm việc với một nhà sản xuất chuyên nghiệp là rất quan trọng. Xúc xắc là thứ bạn không bao giờ nên tiết kiệm tiền. Tại sao? Một sai lệch nhỏ sẽ dẫn đến sản xuất bị lỗi và khuôn chất lượng thấp sẽ xuống cấp nhanh chóng.
Một cách phổ biến để giải quyết vấn đề này trong ngành là sử dụng điều khiển đường truyền.
Về bản chất, điều khiển dây chuyền là một bánh xe đo tốc độ dây chuyền ép đùn của bạn. Nói một cách phức tạp hơn, nó quay để bánh xe có thể đo độ dày gần đúng của sản phẩm trong phạm vi vài mét tính từ khi sản phẩm rời khỏi khuôn.
Nó hoạt động như sau: Bằng cách đo trọng lượng mức sử dụng vật liệu, giải pháp định lượng có thể giao tiếp với bánh xe quay (điều khiển đường truyền) phía sau khuôn của bạn. Bánh xe được kết nối với công nghệ cho phép bạn giao tiếp với máy cấp liệu để gửi nhiều/ít vật liệu hơn nhằm có được độ dày sản phẩm chính xác.
Chúng tôi rất vui vì đã giúp hàng chục công ty loại bỏ hàng tấn rác thải và mong muốn được nghiên cứu các giải pháp sáng tạo hơn để tăng hiệu quả trong ngành ép đùn.
Định hình và làm mát
Sau khi nhựa đủ nóng để thoát ra khỏi khuôn, nhiệt phải được loại bỏ mà không làm biến dạng kích thước sản phẩm. Có ba chất làm mát chính – nước, không khí và bề mặt kim loại được làm mát, chẳng hạn như cuộn. Chất lỏng truyền nhiệt được sử dụng ở những nơi cần có nhiệt độ trên 100°C, như bên trong một số cuộn dây chuyền sản xuất tấm.
Nước làm mát
Độ dày và mặt cắt ngang phụ thuộc vào tốc độ làm nguội khi ép đùn nhựa. Các sợi thường được làm mát bằng cách cho chúng chạy qua bể nước tuần hoàn.
Đối với các polyme cụ thể và các mục đích sử dụng cụ thể, polyme có thể cần được giữ khô. Ví dụ, các polyme ưa nước dễ dàng hấp thụ nước (hút ẩm) và sau đó được sử dụng trong quá trình ép đùn (chẳng hạn như trong máy in 3D) có thể hút quá nhiều nước nếu chúng được làm lạnh trong bể nước (bể nước). Trong những trường hợp đó, chỉ nên sử dụng làm mát bằng không khí.
Làm mát không khí
Làm mát bằng không khí trong quá trình ép đùn làm mát nhanh chóng và đông cứng sản phẩm ép đùn sau khi nó thoát ra khỏi khuôn. Nó liên quan đến việc sử dụng không khí xung quanh hoặc lưu thông không khí cưỡng bức để giảm nhiệt độ của vật liệu, cho phép nó duy trì hình dạng và tính toàn vẹn về cấu trúc.
Dưới đây là một số yêu cầu để hệ thống làm mát không khí hoạt động hiệu quả nhất:
- Các bộ phận phải được tiếp xúc với khí xả trong một khoảng thời gian thích hợp.
- Luồng không khí phải đủ để làm khô tất cả các bộ phận bằng nhau.
- Luồng làm mát không khí băng tải trên máy thổi phải được điều chỉnh.
- Việc thổi bay sẽ mang lại bề mặt sạch, khô và tốt hơn.
Mặc dù có nhiều dữ liệu được công bố khác nhau về hệ số truyền nhiệt tổng thể giữa polyme và môi trường làm mát, nhưng chúng thường không đặc trưng cho hoạt động của bạn và cần được xác định bằng thực nghiệm.
Làm mát bằng kim loại
Trong ép đùn, làm mát tấm kim loại đề cập đến một phương pháp trong đó các tấm kim loại làm mát và hóa rắn sản phẩm ép đùn. Những tấm này tiếp xúc trực tiếp với quá trình ép đùn, tạo điều kiện truyền nhiệt hiệu quả và giúp sản phẩm đông đặc nhanh chóng. Các tấm kim loại giúp duy trì hình dạng, kích thước và tính chất cơ học của vật liệu ép đùn, đảm bảo sản phẩm cuối cùng có chất lượng cao.
Bề mặt cuộn kim loại thường dùng để làm mát hầu hết các tấm phẳng, lớp phủ đùn và một số màng. Hầu hết các tờ phổ biến là các chồng nhiều cuộn; hầu hết được đặt theo chiều dọc, và một số được đặt ở một góc, thậm chí theo chiều ngang, và có thể làm cho lớp tan chảy rơi vào một khe nhỏ. Các màng mỏng và lớp phủ có thể chỉ có một cuộn làm mát lớn, tiếp xúc với nhựa khi nó rời khỏi khuôn (có thể điều chỉnh khoảng cách).
Hậu sản xuất
Cắt và hoàn thiện
Sau khi ép đùn sản phẩm, nhà sản xuất cắt và cắt sản phẩm thành các hình dạng hoặc chiều dài mong muốn. Hầu hết, điều này xảy ra tự động sau khi vật liệu được đẩy qua khuôn.
Các quy trình hoàn thiện bổ sung, chẳng hạn như làm mát, định cỡ, dập nổi hoặc xử lý bề mặt, có thể được áp dụng tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của sản phẩm.
Cất cánh và lên dây cót
Hầu hết các nhà sản xuất đều sử dụng hệ thống tháo rời để cẩn thận kéo sản phẩm nhựa ép đùn ra khỏi khuôn và duy trì hình dạng cũng như kích thước của nó.
Đánh cuộn là việc thay đổi sản phẩm ép đùn thành cuộn, cuộn hoặc các hình thức đóng gói khác để lưu trữ, vận chuyển hoặc xử lý thêm.
Kiểm soát và kiểm tra chất lượng
Kiểm soát chất lượng nhằm mục đích tiến hành kiểm tra thường xuyên trong suốt quá trình ép đùn để đảm bảo độ chính xác về kích thước, chất lượng bề mặt và tuân thủ các thông số kỹ thuật.
Bằng cách theo dõi các thông số quan trọng như nhiệt độ, áp suất và tốc độ ép đùn, nhà sản xuất có thể duy trì kiểm soát quy trình và tối ưu hóa chất lượng sản phẩm.
Quá trình sau đùn
Các quy trình sau ép đùn bổ sung có thể được yêu cầu tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như in, cắt, lắp ráp, hoàn thiện bề mặt hoặc tùy chỉnh thêm.
Đóng gói và phân phối
Sau quá trình ép đùn, sản phẩm được đóng gói đúng cách để bảo vệ chúng trong quá trình bảo quản, vận chuyển và phân phối.
Bảo trì và vệ sinh
Thực hiện bảo trì và vệ sinh định kỳ thiết bị ép đùn là bắt buộc để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất tối ưu của máy đùn.
Quản lý chất thải
Quản lý chất thải có mục đích thúc đẩy và tập trung vào các hoạt động thân thiện với môi trường, quản lý và xử lý đúng cách mọi chất thải hoặc phế liệu được tạo ra trong quá trình ép đùn.
Danh sách tham khảo
https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/coextrusion
https://www.ift.org/news-and-publications/food-technology-magazine/issues/2017/july/columns/processing-extrusion-and-applications-in-food-industry#:~:text=An%20Overview%20of%20Extrusion%20Technology&text=It%20is%20a%20widely%20used,cheese%2C%20bread%2C%20and%20more.
https://www.aluminiumtc.com.au/aluminium-extrusions/#:~:text=Aluminium%20Extrusions%20is%20a%20term,section%20of%20the%20die%20pattern.
https://en.wikipedia.org/wiki/Plastic_extrusion
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/melt-extrusion
https://www.intechopen.com/chapters/55427
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128153604000043
