Mae maes cyfan allwthio thermoplastig wedi mynd yn fwy cymhleth nag a ragwelwyd gan unrhyw un. Pan fyddwch chi'n delio â deunyddiau sy'n diraddio ar dymheredd penodol, mae'r ffenestr brosesu yn dod yn rhyfeddol o gul. Nid yw'r rhan fwyaf o weithgynhyrchwyr yn siarad digon am hyn - mae'r dybiaeth hon eich bod chi'n cynhesu'r deunydd a'i wthio trwy farw, ond mae allwthio thermoplastig yn llawer mwy cynnil na hynny.
Mae rheoli tymheredd yn bwysicach nag y mae pobl yn ei sylweddoli. Cymerwch LDPE fel enghraifft mae - ymchwil gan Plastics Technology yn dangos, ar gyfradd cneifio o 100 eiliad-1, fod y gludedd yn eistedd tua 700 Pa·s, ond nid yw newidiadau tymheredd yn effeithio arno gymaint ag y byddech yn ei feddwl. Mae'r cromliniau gludedd yn aros yn gymharol agos at ei gilydd ar draws gwahanol dymereddau, sy'n rhyfedd pan fyddwch chi'n ei gymharu â HDPE neu LLDPE lle mae tymheredd yn gwneud gwahaniaeth enfawr. Nid dim ond academaidd yw hyn - mae'n newid sut rydych chi'n sefydlu'ch llinell allwthio gyfan.
Prosesu ffenestri nad oes neb yn eich rhybuddio amdanynt
Mae'r egni sydd ei angen i brosesu'r deunyddiau hyn yn adio'n gyflym. Mae gwresogi un cilogram o LDPE o dymheredd ystafell (tua 25 gradd ) i dymereddau allwthio nodweddiadol o 210 gradd yn gofyn am tua 138 cilocalorïau, er bod -cymwysiadau byd go iawn fel arfer angen dwbl hynny oherwydd colledion thermol - ffynhonnell: plasticstoday.com. Ac ar gyfer LDPE yn unig y mae hynny. Pan fyddwch chi'n symud i polyethylen eraill neu thermoplastigion mwy cymhleth, mae popeth yn newid.
Mae angen dulliau cwbl wahanol ar wahanol ddeunyddiau. Yn ôl data a gyhoeddwyd ar pubs.acs.org, toddiwyd cymysgeddau LDPE â chwyr gan ddefnyddio Brabender Plastograff ar 140 gradd , tra bod angen 150 gradd ar LLDPE a HDPE angen 160 gradd . Nid awgrymiadau yn unig yw'r rhain - ewch yn is na'r tymereddau hyn a byddwch yn toddi'n anghyflawn, yn mynd yn uwch ac rydych mewn perygl o ddiraddio thermol. Mae'r ffenestr brosesu yn real ac mae'n gulach nag y mae'r rhan fwyaf o gyflenwyr offer yn cyfaddef.
Yr hyn sy'n ddiddorol yw cyn lleied y mae'r diwydiant yn ei safoni o amgylch y niferoedd hyn. Fe welwch un prosesydd yn rhedeg LDPE ar 180 gradd, un arall ar 240 gradd, a'r ddau yn hawlio'r canlyniadau gorau posibl. Mae'r gwir yn rhywle yn y canol ac yn dibynnu'n fawr ar amser preswylio, dyluniad sgriw, a pha ychwanegion sy'n bresennol yn y fformiwleiddiad.
Mae Deunyddiau sy'n Sensitif i Gwres yn Newid Popeth
Pan fydd allwthio thermoplastig yn prosesu deunyddiau sy'n sensitif i wres, ni allwch godi'r tymheredd yn unig i wella llif. Mae rhai deunyddiau'n dechrau torri i lawr ar dymheredd sydd prin yn uwch na'u pwynt toddi. Mae PVC yn enwog am hyn - mae'r ffenestr brosesu rhwng "rhy solet" a "rhyddhau asid hydroclorig" yn anghyfforddus o fach. Mae'r un peth yn wir am rai polymerau bio- y mae pawb yn gyffrous yn eu cylch nawr. Stori amgylcheddol wych, hunllef i'w phrosesu'n gyson.
Nid yw ochr offer pethau wedi dal i fyny â gwyddor materol. Mae allwthwyr modern yn dal i ddefnyddio'r un dechnoleg gwresogydd casgen sylfaenol o ddegawdau yn ôl, dim ond gyda rheolwyr ffansi. Ond pan fyddwch chi'n gweithio gyda-fformiwleiddiadau sy'n sensitif i wres, mae angen mwy na dim ond darlleniadau tymheredd cywir - mae angen amseroedd ymateb ar unwaith a'r gallu i wneud iawn am wres ffrithiant mewn-amser real.
Go iawn-World Applications Show The Gap
Fe wnaeth is-adran marcio ffyrdd 3M gyfrifo rhywfaint o hyn trwy brofi a methu. Mae eu system Thermoplastig Pob Tywydd yn gweithredu mewn band tymheredd tynn o 400-440 gradd F (204.227 gradd ) gyda gwres a reolir gan thermostat - daw'r manylebau hyn yn syth o'u dogfennaeth dechnegol ar 3m.com. Ewch yn is na 400 gradd F ac nid yw'r deunydd yn llifo'n iawn trwy'r offer cais. Gwthiwch uwchben 440 gradd F a byddwch yn dechrau diraddio'r system rhwymwr, sy'n lladd gwydnwch hirdymor y marciau ffordd.
Roedd ymchwil gan academia.edu yn dogfennu rhywbeth syndod am eu marciau thermoplastig parod wrth eu gosod ar ffyrdd - roedd effaith lleihau cyflymder o 20-31% yn syth ar ôl gosod yn dibynnu ar y math o gerbyd, gan ostwng i 9-17% ar ôl blwyddyn. Nid yw hynny'n ymwneud yn uniongyrchol â'r broses allwthio, ond mae'n dangos sut mae priodweddau materol o brosesu yn effeithio ar berfformiad y byd go iawn fisoedd yn ddiweddarach.
Mae'r diwydiant marcio palmant yn prosesu tunnell o ddeunydd thermoplastig yn ddyddiol, ac maen nhw wedi datblygu rhai atebion diddorol ar gyfer fformwleiddiadau sy'n sensitif i wres. Mae angen i lorïau cais symudol gynnal tymheredd cyson wrth symud, sy'n golygu delio â diferion tymheredd yn y llinellau cyflenwi, colli gwres i'r amgylchedd amgylchynol, a màs thermol y deunydd ei hun. Mae'r rhan fwyaf o systemau bellach yn defnyddio trosglwyddiad gwres seiliedig ar olew yn hytrach na gwresogi fflam uniongyrchol oherwydd bod graddiannau tymheredd yn achosi diraddio materol mewn parthau lleol.
Mae ymddygiad gludedd yn mynd yn rhyfedd ar dymheredd prosesu
Mae pobl yn tybio bod toddi polymer yn ymddwyn yn rhagweladwy, ond dim ond o fewn ystodau cyfradd cneifio penodol y mae hynny'n wir. Ar gyfraddau cneifio isel gallai LDPE a HDPE ymddangos yn debyg, ond mae ramp i fyny'r cneifio ac yn sydyn mae LDPE yn llifo deirgwaith yn haws. Mae hyn yn bwysig iawn ar gyfer dyluniad marw - bydd yr hyn sy'n gweithio ar gyfer allwthio pibellau HDPE yn methu'n syfrdanol â LDPE oni bai eich bod yn rhoi cyfrif am y gwahaniaethau rheolegol hyn.
Ac nid ydym hyd yn oed wedi cyffwrdd â sut mae ychwanegion yn newid popeth. Ychwanegu lliwyddion, sefydlogwyr UV, neu atalyddion fflam i'r resin sylfaen a'r sifftiau ymddygiad gludedd. Weithiau yn ddramatig. Rwyf wedi gweld fformwleiddiadau lle roedd ychwanegu 2% o gymorth prosesu yn gostwng y tymheredd allwthio gofynnol 15 gradd. Ar adegau eraill prin y gwnaeth yr un cymorth prosesu wahaniaeth oherwydd ei fod yn anghydnaws â'r polymer sylfaen.
Cyfyngiadau Offer Mae Gwyddonwyr Deunyddiau yn eu hanwybyddu
Mae'r datgysylltiad hwn rhwng y bobl sy'n datblygu thermoplastigion sy'n sensitif i wres a'r bobl sy'n gorfod eu prosesu mewn gwirionedd. Gall gwyddonydd materol greu bio-polymer newydd anhygoel sy'n prosesu "mân" mewn allwthiwr sgriwiau efeilliaid labordy ar 5 kg/awr. Yna mae cynhyrchiad yn ceisio ei raddfa hyd at 500 kg/awr ar linell sgriw sengl ac yn darganfod bod y rheolaeth thermol yn hollol wahanol.
Mae allwthwyr-sgriw sengl yn cynhyrchu'r rhan fwyaf o'u gwres o ffrithiant, nid o'r gwresogyddion casgen. Mae hynny'n iawn fel arfer, ond gyda-defnyddiau sy'n sensitif i wres mae'n creu problemau. Yn y pen draw, bydd yn rhaid i chi redeg y parthau casgen yn oerach na'r tymheredd toddi targed dim ond i atal gorboethi o gneifio'r sgriw. Yna byddwch yn cael toddi anghyson yn y parth bwydo oherwydd nid yw'n ddigon poeth. Mae'n weithred gydbwyso sy'n aml yn gofyn am ddyluniadau sgriw arferol.
Mae dau allwthiwr sgriw yn trin-deunyddiau sensitif gwres yn well mewn theori - gwell cymysgu, amseroedd preswylio byrrach, mwy o barthau rheoli tymheredd. Ond maen nhw'n ddrud ac yn gymhleth. Ac ni allwch chi dwyllo ffiseg o hyd. Os yw'ch deunydd yn dechrau diraddio ar 200 gradd a bod angen iddo fod ar 190 gradd i lifo drwy'r dis, efallai y bydd gennych ffenestr 10 gradd i weithio gyda hi. Mae cywirdeb offer yn bwysicach na'r rhan fwyaf o weithrediadau a sefydlir i'w darparu.
Dyluniad Die Ar gyfer Deunyddiau sy'n Sensitif i Wres
Yn y dis mae llawer o ddeunyddiau sy'n sensitif i wres yn methu. Mae gennych y polymer wedi'i gywasgu, gan symud trwy sianeli cul, gan gynhyrchu gwres o'r llif ei hun. Yn aml mae gan ddyluniadau marw safonol fannau marw lle mae deunydd yn eistedd yn rhy hir ac yn diraddio. Ar gyfer fformwleiddiadau sy'n sensitif i wres, mae angen llwybrau llif symlach arnoch gyda'r gostyngiad pwysau lleiaf posibl, sydd fel arfer yn golygu aberthu rhywfaint o gyfradd cynhyrchu.
Mae hongiwr cot yn marw ar gyfer allwthio dalennau yn arbennig o broblemus. Mae'r adrannau manifold yn creu ardaloedd o gneifio isel lle gall deunydd orboethi o ddargludiad yn unig. Mae rhai gweithgynhyrchwyr wedi mynd i ddyluniadau mandrel troellog neu flociau bwydo aml-haen i leihau amser preswylio yn y dis, ond mae'r rhain yn atebion drud na all llawer o broseswyr eu cyfiawnhau.
Mae monitro tymheredd yn y dis yn aml yn annigonol. Mae gan y mwyafrif o setiau thermocyplau yn y corff marw, ond mae'r rheini'n mesur y tymheredd metel, nid y tymheredd toddi polymer gwirioneddol. Erbyn i dymheredd y corff marw ddringo'n ddigon uchel i ddychryn, rydych chi eisoes wedi bod yn allwthio deunydd diraddiedig i bwy a wyr pa mor hir.
Ble mae'r Diwydiant yn Arwain
Mae pwysau cynyddol i brosesu mwy o ddeunyddiau sy'n sensitif i wres - bio-bolymerau seiliedig ar ddeunydd, cynnwys wedi'i ailgylchu â hanes thermol anhysbys, fformwleiddiadau arbenigol ar gyfer cymwysiadau penodol. Nid yw'r offer wedi datblygu'n ddigon cyflym i drin hyn yn hawdd.
Mae rhai cwmnïau yn arbrofi gyda dulliau gwresogi amgen. Mae gwresogi sefydlu'r marw yn rhoi amseroedd ymateb cyflymach a rheolaeth fwy manwl gywir. Gall gwresogi is-goch y parthau casgen leihau'r graddiant tymheredd rhwng wyneb y gasgen a'r toddi polymer. Nid yw'r rhain yn brif ffrwd eto oherwydd eu bod yn ddrud ac mae angen datblygu prosesau sylweddol arnynt.
Mae monitro amser real yn gwella, yn araf deg. Gall rheometers mewnol ddal newidiadau gludedd sy'n dynodi diraddiad thermol cyn iddo ddod yn broblem ansawdd fawr. Gall transducers pwysau drwy gydol y gasgen a marw nodi materion prosesu yn gynnar. Ond mae hyn i gyd yn costio arian ac yn gofyn am weithredwyr sy'n deall beth mae'r data yn ei olygu, sy'n her fwy na'r dechnoleg ei hun.
Erys y mater sylfaenol: mae allwthio thermoplastig yn prosesu deunyddiau sy'n sensitif i wres o fewn ffenestri tynn nad oedd offer wedi'u cynllunio i'w cynnal yn wreiddiol. Hyd nes y bydd gweithgynhyrchwyr allwthiwr a datblygwyr deunyddiau yn cydweithio'n agosach, byddwn yn parhau i gael yr heriau prosesu hyn. Mae'r deunyddiau'n dod yn fwy heriol o hyd, ac mae'r offer yn ei chael hi'n anodd cadw i fyny. Dyna'n union lle'r ydym ni ar hyn o bryd.
Mae manylebau Adran Drafnidiaeth NYC ar gyfer marciau thermoplastig allwthiol yn gofyn am dymheredd cymhwyso rhwng 400 - 450 gradd F wedi'i fesur ar yr esgid allwthio, gyda gofynion penodol ynghylch gallu offer a chynnal a chadw tymheredd - wedi'u dogfennu yn nyc.gov. Mae'r mathau hyn o fanylebau anhyblyg yn bodoli oherwydd bod asiantaethau wedi dysgu trwy fethiannau na all paramedrau prosesu ar gyfer thermoplastigion sy'n sensitif i wres fod yn fras. Naill ai rydych chi'n rheoli'r tymheredd yn union neu rydych chi'n cael perfformiad anghyson.
Sy'n dod â ni yn ôl at yr her graidd - cydbwyso gofynion thermol â sefydlogrwydd materol. Mae gan bob thermoplastig y man melys hwnnw lle mae'n llifo'n dda heb ddiraddio, a chanfod y fan honno wrth gynnal effeithlonrwydd cynhyrchu sy'n gwneud prosesu allwthio yn fwy celf na gwyddoniaeth, hyd yn oed gyda'n holl offeryniaeth fodern a rheolaeth prosesau.