شرح دستگاه
دستگاه تولید نایلون و نایلکس دارای دو قسمت برج و اکسیدور می باشد که قسمت اکسیدور خود شامل قسمت های قیف،سیلندر،قالب می باشد.در زیر به بررسی این قسمت ها می پردازیم.
اکستروژن:مشخصه های عمومی اکسترودر تک ماردونه:
یکی از متداولترین روشهای شکل دهی پلاستیکها اکستروژن است که از یک ماردون در اخل محفظه ای تشکیل شده است پلاستیک معمولاًبه صورت دانه ای شکل یا خاکه نرم از قیف به ماردون تغذیه می شود آنگاه درحال حمل به وسیله ماردون در طول محفظه در اثر هدایت حرارت از طرف گرم کننده های محفظه و برش ناشی از حرکت به روی لبه های ماردون گرم می شود عمق معبر در طول ماردون کاهش یافته موجب فشرده شدن مواد می شود در انتهای محفظه ی اکسترودر مذاب با عبور از حدیده ای به شکل مورد نظر برای محصول نهایی در می آید.
اکسترودر تک ماردونه 3 قسمت جداگانه دارد:
الف) ناحیه ی تغذیه
کار این ناحیه دادن گرمای اولیه ب پلاستیک و انتقال آنبه نواحی بعدی است.طراحی این ناحیه حائز اهمیت است زیرا باید عمق ثابت ماردون طوری انتخاب شود که مواد لازم و کافی را به ناحیه اندازه گیری تغذیه کند به طوری که نه دچار گرسنگی شود و نه در اثر زیاد بودن مواد لبریز و پس زده شود.
طراحی مناسب و متعادل به طبیعت وشکل مواد تغذیه شونده،شکل هندسی ماردون و خواص اصطکاکی پلاستیک نسبت به ماردون و محفظه بستگی دارد.
رفتار اصطکاکی موادتغذیه شده تاًثیر قابل توجهی برآهنگ ذوب شدن مواد دارد.
ب) ناحیه تراکم وفشردگی:
در این ناحیه عمق ماردون به تدریج کاهش می یابد که موجب متراک شدن و فشردگی پلاستیک می شود این فشردگی دو نقش عمده را ایفا می کند یکی آنکه هوای محبوس درداخل مواد را به ناحیه تغذیه می راند و دیگر آنکه انتقال حرارت را با کاهش دادن ضخامت مواد بهبود می بخشد.
ج)ناحیه اندازه گیری و سنجش:
در این ناحیه عمق ماردون یکسان وثابت اما بسیار کمتر از عمق ناحیه تغذیه است در این ناحیه مذاب به صورت همگون و یکنواخت در می آید طوری که با آهنگ ثابتی در درجه حرارت و فشار یکسان و ثابت به حدیده تغذیه می شود این ناحیه به سهولت وسادگی تحلیل و ارزیابی می شود زیرا مشتمل بر جریان مذاب گرانروان در داخل مجرایبا عمق و ابعاد ثابت است.
تغییرات و چگونگی پیدایش فشار در طول ماردون درشکل صفحه قبل نشان داده شده است.
طول و نواحی سه گانه ماردون خاص،بستگی به ماده ای دارد که تحت اکستروژن قرار می گیرد برای نمونه،نایلون خیلی سریع ذوب می شود به طوری که تراکم وفشردگی مذاب در طول یک گام از ماردون نیز قابل تاًمین است اما پلی وینیل کلراید به حرارت بسیار حساس و لذا طول ناحیه فشردگی برای آن برابر طول ماردون است.
از آنجایی که پلاستیکها دارای گرانروی متفاوتی هستند رفتار آنها در خلال اکستروژن متفاوت است.در اکسترودرهای تجاری نواحی اضافی برای بهبود کیفیت محصول به ماردون افزوده می شود.به عنوان نمونه ناحیه اختلاطی مشتمل بر پلکانهایی با گام کمتر یا معکوس به منظور کسب اطمینان از یکنواختی مذاب و کافی بودن آن در منطقه ی اندازه گیری استفاده می شود .
برخی اکسترودرها ناحیه هوا گیری (منفذ خروج هوا ) نیز دارند.وجود این ناحیه به این دلیل است که برخی پلاستیکها جاذب رطوبت هستند یعنی از محیط اطراف خود رطوبت جذب میکنند و اگربه همین صورت مرطوب در اکسترودر فاقد ناحیه هواگیری استفاده شوند کیفیت محصول نهایی خوب نیست زیرا درداخل مذاب بخار آب محبوس می شود.
برای حل این مشکل راه حل آن است که مواد تغذیه شونده در اکسترودر را قبلاً خشک کنیم.این روش گران وپرهزینه است وآلودگی نیز در هوا ایجاد می کند.
ورش دوم استفاده از محفظه های منفوذ دار است.در اولین قسمت ماردون مواد به صورت دانه بندی است،پس از ورود، ذوب شده سپس به طریق معمولی فشرده شده و همگن می شود آنگاه با ورود به ناحیه فشردگی فشار مذاب به محیط کاهش می یابد.
این عمل امکان خروج و گریز بخار وسایر مواد فرار از داخل مذاب را از طریق منفذ تعبیه شده در بدنه اکسترودر فراهم می کند آنگاه مذاب در طول محفظه به ناحیه دوم فشردگی هدایت می شود تا از محبوس شدن هوا درمذاب ممانعت به عمل آید.
دلیل رفع بخار آنست که در دمایی برابر c°250 بخار آب موجود در پلاستیک مذاب دارای فساری برابرm²/mN4 است که موجب خروج آن از مذاب و گریز از منفذ خروج می شود. چون فشار محیط تقریباً m²/ mN 1/0است استفاده از مکش خلاًدر منفذ خروجی اثر ناچیزی در خروج بخار و مواد فرار دارد.
یکی دیگر از اجزای مهم اکسترودر صافی پس از ماردون و پیش از حدیده است این صافی به صورت کاملاً موثری هر گونه مواد نا همگون و ناخالص را از مذاب جدا می کند.عدم وجودآن حتی ممکن است موجب انسداد حدیده شود این صفحات صاف وغربال کننده معمولاًمذاب را تا مقیاس mm 150-120 صاف و تصفیه میکنند اما شواهد موجود نشان می دهد که ذراتی کوچکتر از مقیاس فوق موجب شروع ایجاد ترکهایی موهین در تولیدات پلاستیکی نظیر لوله های تحت فشار پلی اتیلن می شود.برای چنین مواردی صافیهای بسیار ظریفی در مقیاس mm 45 به کار می رود که به گونه ای موثر و جالب توجه کیغیت وعمر مفید محصول را بهبود می بخشد.از آنجایی که این صافی های ظریف آسیب پذیر توسط صفحه سرعت شکنی حمایت می شود این صفحه تعداد زیادی سوراخ های مماس بر یکدیگر و بسیار تنگاتنگ دارد که بدون اینکه به ذرات جامد سوحته احتمالی همراه با مذاب ورود دهد مذاب را عبور می دهداین صفحه سرعت شکن همچنین جریان مذابی را که پس از خروج به صورت حلزونی درآمده است خطی می کند چون منافذ این صافی های ظریف به تدریج بسته می شود پی درپی باز شده،تعویض می شود در بسیاری از اکسترودرهای پیشرفته با صافیهای ظریف کار تعویض آنها بدون نیاز به توقف اکسترودر صورت می گیرد.
چگونگی جریان
پلاستیک با حرکت در طول ماردون به صورت زیر ذوب می شود:
نخست لایه ی نازکی از ماده مذاب در جداره ی محفظه تشکیل می شود.با چرخش ماردون این لایه از جداره ی محفظه کننده شده به قسمت جلوی پلکان ماردون انتقال می یابد و وقتی به سطح خود ماردون می رسددوباره به طرف بالا جاروب می شود بدین ترتیب حرکتی چرخشی در جلوی لبه ی پلکان ماردون (پیشانی ماردون ) به وجود می آید.
در آغاز پلکان ماردون حاوی دانه های جامد ماده است که در اثر این حرکت چرخشی به داخل حوضچه مذاب جاروب می شود.با استمرار چرخش ماردون مواد بیشتری به محفظه منتقل شده مواد جامد بیشتری به داخل حوضچه مذاب ریخته می شودتا اینکه در نهایت فقط مواد مذاب است که بین پلکانهای ماردون اکسترودر وجود دارد.
در اثنای گردش ماردون در داخل محفظه حرکت مواد در راستای طول ماردون بستگی به چسبندگی مواد به ماردون با محفظه دارد.به طور نظری افراط تفریط وجود دارد.
در یکی مواد فقط به ماردون چسبیده است در نتیجه ماردون و مواد مانند استوانه ی توپر وجامدی در داخل محفظه می چرخد در این حالت نامناسب هیچ خروجی وجود ندارد.
در حالت دوم مواد روی ماردون می لغزد و مقاومت زیادی در مقابل گردش ماردون در داخل محفظه به وجود می آورد.در این حالت حرکتب در جهت محور دستگاه برای مذاب فراهم می شود که بهترین حالت ممکن است.در عمل وفشار واقعی حالتی بین این دو واحد است زیرا مواد هم به ماردون وهم به بدنه اکسترودر می چسبد.
خروجی مناسب ناشی از بوجود آمدن جریان کشنده و جلو برنده ای در اثر چرخش ماردون وسکون محفظه است که به حرکت سیال گرانروان بین دو صفحه موازی شباهت داردکه در آن صفحه ای ثابت وصفحه ای دیگر دارای حرکت است.
علاوه بر این جریان دیگری هم که ناشی از اختلاف فشار بین دو انتهای ماردون است وجود داردو به این دلیل که حداکثر فشار در انتهای اکسترودر بوجود می آید جریان فشاری،خروجی را کاهش می دهدهمچنین به دلیل فاصله ای که بین پلکانهای ماردون و بدنه اکسترودر وجود دارد اجازه نشتی به موا د در جهت عکس امتداد ماردون داده،به طور موثری خروجی را کاهش می دهد فرار و گریز مواد به سمت عقب ماردون در صورتی که ماردون فرسوده باشد بیشتر است.گرما یا سرمای خارج اکسترودر نیز نقش مهمی در نحوه ی ذوب شدن مواد ایفا می کند.
در اکسترودرهایی که دارای خروجی زیاد هستند مواد طول محفظه اکسترودر را سریع طی می کند در نتیجه گرمای ذوب شدن کامل در اثر عمل برش تولید می شود و به استفاده از حرارت دهنده های خارجی محفظه اکسترودر نیاز نیست نبابراین در این حالت اگر گرمای زیادی در مذاب بوجود آمده باشد سرد نگه داشتن محفظه حائز اهمیت است .در برخی مواقع خنک کردن ماردون اکسترودر نیز لازم است که البته اثری بردرجه حرارت ندارد اما اثر مالشی بین پلاستیک و ماردون را کاهش می دهد.
درهمه اکسترودر ها خنک کردن محفظه اکسترودر د رناحیه تغذیه ضروری لازم است تا بتوان اطمینان کاملی از تغذیه بدون دردسر مواد به اکسترودر به دست اورد.
طبیعت و حالت گرمایی مذاب در اکسترودر با دو حالت مطلوب ترمودینامیکی مقایسه می شود.ائلی حالت بی دررو است به این مفهوم که سیستم کاملاًمجزا از محیط خارج است و هیچ جذب و دفع حرارتی در آن رخ نمی دهد.گار این حالت مطلوب در اکسترودر حاکم باشد فقط مقداری کار لازم است روی مذاب انجا شودتا گرمایی معین تولید کندکه به ازای آن هیچ ضرورتی به گرم کردن یا سرد کردن دستگاه نباشد.
حالت مطلوب دوم به همدما موسوم است که در این حالت درجه حرارت در تمام نقاط مذاب یکسان است.در نتیجه محفظه به گرم کردن یا سرد کردن مستمر و دائمی برای جبران هرگونه اتلاف یا اخذ حرارت از مذاب برای ثابت ماندن دما نیاز دارد. درعمل،عملیات حرارتی دراکسترودرها بین دو حالت مرزی فوق قرار دارد.
اکسترودها ممکن است بدون هیچ حرارت دهنده یا سرد کننده خارجی کار کنند لیکنت درواقع در این صورت بی درو نیست زیرا اتلاف حرارت به وقوع می پیوندد.از طرف دیگر با حالت همدما در تمام طول اکسترودر مواجه نیستیم زیرا دانه های جامد نسبتاً سردی به اکسترودر تغذیه می شود اما برخی از نواحی اکسترودر مکن است خیلی نزدیک به حالت همدما باشد.
ساختمان عمومی قالب
محفظه:قالب تزریق شامل مجموعه ای از قطعات است که محفظه را تشکیل می دهند.مواد پلاستیک به داخل این محفظه تزریق شده وسرد می شوند.محفظه قطعه ی تزریقی شکل می گیرد،بنابر این محفظه به بخشی از فضای قالب گفته می شود که به شکل قطعه تزریقی است و قطعه در آن شکل می گیرد،محفظه با دو عضو قالب شکل می گیرد.
صفحات حفره ای وماهیچه ای
صفحه ای که شکل آن مانند بیرونی قطعه است را صفحه حفره می نامند به صورت مشابه ماهیچه دارای شکل برآمده از صفحه برآمده است.زمانی که قالب بسته شود بین حفره و ماهیچه فضایی به شکل قطعه ی تزریقی به وجود می آید که آن را محفظه می نامند.
برش تزریقی
در هنگام تزریق مواد پلاستیک به صورت مایع از نازل ماشین خارج شده و از طریق یک مسیر به محفظه قالب وارد می شود. ساده ترین نوع این مسیر یک سوراخ مخروطی شکل در داخل یک بوش است که مواد موجود در این مسیر را اسپرو و بوش را بوش تزریق می گویند.
سیستم راهگاه و دودی
مواد پلاستیک مستقیماًاز طریق تزریق وارد محفظه شده و در قالب هایی که دارای چند محفظه هستند (ثالب های چند محفظه ای ) قبل از ورود به محفظه می باید این مواد را از راهگاه ورودی نیز عبور کند.
حلقه تنظیم
برای اینکه مواد پلاستیک بدون هیچ مانعی وارد قالب شود نازل ماشین وبوش می باید همراستا باشد لرای اطمینان از این موضوع باید قالب در مرکز صفحه ی ماشین نصب شود این هم مرکزی با استفاده از حلقه تنظیم امکان پذیر است.
میله ها وبوش های راهنما
در قالب گیری قطعه ای که ضخامت دیواره ها درآن مهم است و برای اطمینان از منطبق بودن حفره ها و ماهیچه که امری الزامی است با بکار بردن میله ها و بوش های راهنما در دو لنگه قالب هنگام بسته شدن قالب عمل انطباق به صورت رضایت بخشی انجام می شود.
ابعاد میله راهنما باید طوری باشد که انطباق دو نیمه با توجه به نیروهای اعمال شده به قالب امکان پذیر باشد.
نیمه ثابت ونیمه متحرک
قطعات مختلف فالب در یکی از دو نیمه ی قالب جای می گیرند نیمه ای که به صفحه ثابت ماشین بسته می شود نیمه ثابت قالب نامیده می شود.نیمه دیگر قالب که به صفحه متحرک ماشین بسته می شود به صورت مختصر نیمه متحرک قالب نامیده می شود.
اکنون باید تصمیم گرفت حفره و ماهیچه را در کدام نیمه قالب نصب کرد.
عموماًبه دلیلی که در زیر بیان می شود ماهیچه روی نیمه متحرک قالب نصب می شود.
روشهای بکاربردن حفره وماهیچه
مشاهده شده که عموماًماهیچه در نیمه متحرک و حفره در نیمه ثابت قالب قرار می گیرد.روشهای مختلفی هنگام به کاربردن حفرهوماهیچه در نیمه های قالب وجود دارداین روشها در دو دسته تقسیم می شوند.
الف)اینتگری
در این روش حفره یا ماهیچه بر روی یک صفحه فولادی ماشین کاری شده وجزء صفحات اصلی ساختمان قالب است.
ب)روش اینسرتی
در این روش حفره یا ماهیچه از بلوک های کوچک فولادی ساخته می شوند و اصطلاحاًاینسرت نامیده می شوند ودر داخل صفحهای به نام نگهدارنده نصب می شوند.
انتخاب یکی از دو روش فوق اهمیت زیادی دارد وبستگی به نظر طراح قالب دارد.
تصمیم نهایی در واقع بر انتخاب نوع روش ساخت قطعات تاًثیر می گذارد در هر کدام از طرحها صفحه یا مجموعه ای که شامل ماهیچه باشد صفحه ماهیچه وصفحه یا مجموعه ای که شامل حفره باشد صفحه حفره نامیده می شود.
بستن قالب روی صفحات ماشین تزریق
دو روش برای بستن قالب روی ماشین تزریق وجو دارد.
روش اول استفاده از روش مستقیم برای بستن قالب است که در این روش قالب به صفحه ماشین با استفاده از روینده بسته می شود.
نظرات شما عزیزان:
برچسب‌ها:
آمار
وب سایت: