Biar saya mulakan dengan sesuatu yang melekat pada saya.
Tahun lepas saya melawat apembuatan profilloji di Dongguan. Penyelia bengkel, Old Zhou, menunjuk ke arah penyemperit yang sedang berjalan dan memberitahu saya: "Anda nampak perkara ini? Prinsipnya sangat mudah. Tidak ada bezanya dengan memerah ubat gigi daripada tiub."
Saya fikir dia bergurau.
Ternyata, selepas benar-benar menceburi industri ini, dia tidak salah-sekurang-kurangnya bukan tentang konsep teras. Pengacuan penyemperitan, seperti namanya, melibatkan menekan bahan melalui bukaan untuk membentuk bentuk. Sama seperti apabila anda memicit hujung tiub ubat gigi, ubat gigi tersemperit itu berbentuk seperti lubang bulat kecil itu. Prinsip pengacuan penyemperitan plastik adalah serupa, kecuali jari anda digantikan dengan skru berputar, ubat gigi menjadi plastik cair dan bukaan tiub menjadi acuan bermesin-tepat.
Tetapi "mudah" bermaksud sesuatu yang sangat berbeza apabila anda bercakap tentang pengeluaran perindustrian.
Jadi apa sebenarnya yang kita extrude di sini
Penyemperitan profil ialah proses mencipta bentuk plastik berterusan melalui penyemperitan. Ia tidak termasuk produk helaian atau filem. Ramai orang mengelirukan "penyemperitan" sebagai konsep umum dengan "penyemperitan profil" secara khusus. Penyemperitan plastik ialah filem besar-tiup, filem lakonan, penyemperitan lembaran semuanya dikira. Tetapi penyemperitan profil secara khusus merujuk kepada produk dengan keratan-yang konsisten. Bingkai PVC di sekeliling tingkap anda, tiub IV di hospital, malah straw dalam minuman McDonald's anda-memotongnya di mana-mana sahaja sepanjang tingkap anda, dan bentuk keratan-bersilang tetap sama. Itu profil.
Produk yang dibuat melalui penyemperitan profil boleh menjadi pepejal, seperti berpihak vinil, atau berongga, seperti penyedut minuman.
Bagaimana anda membuat yang kosong? Anda perlu meletakkan pin atau mandrel di dalam acuan dan tiup udara melalui bahagian tengah untuk mengelakkan produk daripada runtuh. Kali pertama saya mendengar ini, saya perlu memikirkannya sejenak, tetapi kemudian ia masuk akal-jika anda membuat sesuatu berongga dan anda tidak menyokongnya dari dalam, sudah tentu ia akan mengalah.
Apa yang boleh dilakukan oleh satu skru
Jantung penyemperit ialah skru itu. Perkara yang lucu ialah, untuk industri yang begitu besar, komponen yang paling kritikal kelihatan seperti skru kayu bersaiz besar.
Skru berputar pada kelajuan terkawal, biasanya sehingga 120 rpm, menolak pelet plastik ke hadapan melalui tong. Tong dipanaskan kepada suhu lebur yang diperlukan, yang berjulat mana-mana dari 200 darjah hingga 275 darjah bergantung pada polimer yang anda jalankan.
Tetapi skru itu bukan sahaja menolak bahan ke hadapan. Ia serentak menyampaikan, memampatkan, mencairkan dan menghomogenkan. Apabila pelet plastik jatuh dari corong, ia adalah pepejal. Apabila skru menolaknya ke hadapan, ia sedang dipanaskan oleh pemanas luaran pada tong sambil juga dicukur antara penerbangan skru dan dinding tong. Apabila mereka sampai ke bahagian hadapan, ia telah cair sepenuhnya.
Berikut ialah sesuatu yang sering diabaikan: suhu tong sebahagian besarnya adalah hasil daripada pemanasan ricih, dan kadangkala anda sebenarnya memerlukan penyejukan tambahan untuk memastikan plastik berada dalam tetingkap pemprosesannya.
Kebanyakan orang menganggap penyemperit hanya menggunakan pemanas luaran tersebut untuk mencairkan plastik. Pada hakikatnya, pemanasan ricih menyumbang sebahagian besar input tenaga. Saya telah melihat pengendali berpengalaman menala mesin dengan benar-benar mengecilkan kuasa pemanas dan membiarkan ricih melakukan lebih banyak kerja-menjimatkan elektrik, sudah tentu, tetapi yang lebih penting, ricih-lebur teraruh cenderung menjadi lebih seragam.
Tentang die itu
Mati adalah tempat keajaiban kejuruteraan sebenar berlaku. Saya bukan peminat bahasa berbunga-bunga, tetapi memang benar-die ialah komponen yang paling menuntut secara teknikal dalam keseluruhan sistem.
Fikir-fikirkanlah. Plastik cair ialah cecair. Apabila ia keluar dari die, ia membengkak (die swell, mereka memanggilnya). Apabila ia sejuk, ia mengecut. Bahagian yang berbeza sejuk pada kadar yang berbeza, jadi pengecutan tidak seragam. Untuk mendapatkan produk akhir yang sepadan dengan spesifikasi reka bentuk, saluran aliran die perlu mengambil kira semua itu.
Dan dadu bukan hanya seketul keluli yang berlubang di dalamnya. Die yang seimbang adalah penting untuk kawalan dimensi yang baik. "Seimbang" bermaksud membuat aliran cair pada halaju yang hampir sama merentasi keseluruhan-bahagian. Jika aliran tidak sekata, profil anda keluar tebal pada satu bahagian dan nipis pada satu lagi, atau satu bahagian menjadi sejuk sebelum yang lain, dan kemudian anda menghadapi masalah.
Saya tahu kilang yang membuat profil kompleks. Mereka menghabiskan masa tiga bulan hanya untuk ujian mati. Bahagian-rentas mempunyai tujuh atau lapan alur tidak sekata, dinding paling nipis di bawah 1mm, paling tebal hampir 8mm. Dengan variasi seperti itu, mencapai keseimbangan aliran adalah mimpi ngeri.
Ia tidak dilakukan sehingga ia sejuk
Plastik yang keluar dari die masih lembut. Macam keju suam. Anda perlu mengunci bentuk itu dengan cepat.
Pendekatan yang paling biasa ialah penyejukan air. Profil terus dari acuan ke dalam tangki air. Di dalam tangki terdapat lekapan saiz yang mengekalkan-profil lembut dalam bentuk semasa ia mengeras. Untuk produk yang memerlukan toleransi yang lebih ketat, anda menambah penentukuran vakum-profil lembut melalui penentukuran, vakum digunakan pada bahagian luar dan lubang-lubang kecil di sekeliling perimeter menyedut plastik keluar ke dinding penentukuran. Ia pada asasnya pembentukan vakum berterusan.
Penyejukan kelihatan seperti bahagian proses yang membosankan, tetapi terdapat banyak cara untuk mengacaukannya. Sejuk terlalu cepat dan kecerunan suhu antara dalam dan luar menghasilkan tekanan dalaman-ledakan muncul kemudian. Sejuk terlalu perlahan dan kadar keluaran anda terjejas, ditambah dengan profil masih lembut apabila penarik mengambilnya dan anda mendapat regangan.
Suhu air, kadar alir, panjang penentukur, kelajuan-lepas-semuanya perlu diselaraskan.
Haul-off mengawal dan menyelaraskan kelajuan profil ditarik dari dadu. Kelajuan itu mesti sepadan dengan kadar penyemperitan. Terlalu pantas dan profil terbentang nipis. Terlalu perlahan dan bahan bertimbun di pintu keluar. Kedengaran mudah. Menala ia adalah semua butiran.
Beberapa perkataan mengenai bahan
Orang dalam penyemperitan suka bergurau: "Kami mengeluarkan plastik, tetapi apa yang kami benar-benar hilang ialah rambut kami." Tersalah formulasi dan semuanya berjalan ke tepi.
Bahan biasa termasuk polietilena, polipropilena, poliasetal, akrilik, nilon, polistirena, PVC, ABS dan polikarbonat. Antara lain.
Itu banyak nama, tetapi dalam pengeluaran sebenar anda kebanyakannya berurusan dengan segelintir.
PVCadalah raja dalam dunia profil. Tiada detik dekat. Tingkap bangunan, paip longkang, saluran kabel-ada di mana-mana. Kandungan klorin yang tinggi menjadikan PVC sukar dinyalakan dan mengehadkan pelepasan haba. Ia adalah pemadaman sendiri-, bermakna ia berhenti terbakar sebaik sahaja anda mengalih keluar sumber pencucuhan. Untuk bahan binaan, ketahanan api itu sangat besar. Selain itu PVC adalah murah, tahan kakisan-dan anda boleh menjadikannya tegar atau fleksibel dengan menambah pemplastik. Sudah tentu ia mempunyai kelemahan terlalu-tetingkap pemprosesan yang sempit, kestabilan terma yang lemah. Anda perlu memuatkan formulasi dengan penstabil atau ia akan merosot sebelum ia keluar dari acuan.
PEadalah terutamanya untuk paip. Talian gas menggunakan polietilena kerana ia menahan kakisan dari kedua-dua gas dan persekitaran bawah tanah. Sesalur air menggunakannya untuk sebab yang sama, dan ia membantu mengekalkan air tulen. Fleksibiliti yang baik bermakna ia boleh mengendalikan pengendapan tanah. Haba-sambungan bercantum akhirnya menjadi lebih kuat daripada paip itu sendiri.
ABSmempunyai rintangan hentaman yang sangat baik terima kasih kepada komponen butadiena, walaupun pada suhu rendah. Tetapi pendedahan UV menyebabkan microcracking, jadi aplikasi luar perlu berhati-hati.
ASAadalah bahan yang sangat baik untuk kegunaan luar, untuk profil yang akan terdedah kepada cahaya matahari untuk tempoh yang lama. Ramai orang tidak tahu yang ini. Ia pada asasnya ABS dengan butadiena ditukar dengan ester akrilat, yang meningkatkan kebolehcuacaan dengan ketara.
Bagi semua bahan lain yang masuk ke dalam formulasi: pewarna untuk penampilan, penstabil UV untuk mencegah fotodegradasi, antioksidan untuk melambatkan penuaan, pelincir untuk meningkatkan aliran dan mengurangkan geseran, kalis api untuk mengurangkan mudah terbakar. Juga penstabil haba, pengisi, pengeras, alat bantu pemprosesan... Rumusan matang mungkin mempunyai sedozen komponen, setiap satu didail masuk melalui percubaan dan kesilapan yang meluas.
Penyemperitan bersama-mempunyai bahagiannya sendiri
Penyemperitan bersama-menyemperit berbilang lapisan bahan secara serentak. Anda menggunakan dua atau lebih penyemperit yang menyuap plastik yang berbeza pada kadar terkawal ke dalam kepala mati tunggal, yang menggabungkannya ke dalam bentuk yang diingini.
Kenapa perlu bersusah payah?
Kerana dalam banyak-aplikasi dunia sebenar, tiada polimer tunggal dapat memenuhi semua keperluan. Katakan anda mahukan profil yang lapisan luarnya perlu keras,-tahan haus dan cantik-sementara lapisan dalam perlu lembut, elastik dan boleh membentuk kedap. Satu bahan tidak boleh melakukan kedua-duanya. Penyemperitan bersama-membolehkan anda menjalankan dua bahan serentak, mencantumkannya dalam acuan dan ia keluar sebagai satu bahagian bersepadu.
Penyemperitan dwi durometer-menggabungkan dua bahan dengan zon kekerasan yang berbeza melalui acuan yang sama, memberikan produk kedua-dua ketegaran dan kelenturan struktur. Pengedap pintu dan tingkap, gasket perkakas, pelbagai aplikasi pengedap industri-di situlah perkara ini muncul.
Pengedap pintu kereta adalah contoh klasik. Bahagian yang melekat pada kepingan logam adalah tegar. Bahagian yang menyentuh kaca atau panel badan adalah lembut. Dua bahan, satu melalui acuan. Jika anda membuatnya secara berasingan dan cuba melekatkannya bersama-sama, kosnya akan lebih tinggi dan ikatannya tidak boleh dipercayai.
Ia menjadi lebih kompleks. Penyemperitan tri-menjalankan tiga bahan serasi berbeza melalui satu cetakan, selalunya digunakan untuk peranti perubatan dan kateter. Tiub perubatan mempunyai keperluan yang mendesak-lapisan dalam perlu biokompatibel kerana ia menyentuh darah atau ubat, lapisan tengah memerlukan kekuatan dan rintangan bengkok, lapisan luar perlu pelincir untuk dimasukkan. Tiga fungsi, tiga bahan, satu pukulan.
Barisan di tingkat pengeluaran
Barisan penyemperitan profil lengkap, dari awal hingga akhir, kelihatan lebih kurang seperti ini:
Sistem penyimpanan/pengeringan bahan → Extruder → Penukar skrin → Die → Kalibrasi/tangki penyejukan → Angkut-mati → Pemotong → Pengumpulan/penimbunan
Sudah menutup extruder. Penukar skrin adalah untuk penapisan-menangkap bit dan bahan cemar yang tidak cair. Haul-dimatikan ialah sepasang penggelek yang menarik profil ke hadapan pada kelajuan tetap. Pemotong datang dalam pelbagai jenis bergantung pada produk-gergaji, gunting, potongan terbang.
Profil fleksibel biasanya dililit pada mesin gegelung khusus. Profil tegar digergaji atau digunting sehingga panjang.
Sesetengah produk juga memerlukan-pemprosesan baris. Menebuk, menggerudi dan slotting adalah operasi biasa. Pencetakan inkjet membolehkan penandaan kelompok dan produk. Penebuk dalam-baris adalah jauh lebih cekap daripada luar talian kerana profil masih bergerak ke bawah-kepala punch bergerak bersamanya, terkena dan selesai.
Nota cepat tentang kualiti
Banyak kilang tidak memberi banyak perhatian kepada persediaan yang betul-selagi profil kelihatan boleh diterima, mereka menganggap penyemperit didail masuk dengan betul.
Itu terkena paku di kepala. Mentaliti kebanyakan loji ialah "jika ia dihantar, tidak mengapa," dan sebaik sahaja mesin mencapai keadaan-semacam-baik, tiada siapa yang menyentuhnya. Tetapi untuk produk yang sama, mengoptimumkan parameter boleh mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 20% dan meningkatkan konsistensi dengan ketara.
Kawalan suhu adalah segala-galanya. Kawalan suhu yang tepat menghasilkan produk yang baik dan meminimumkan kos tenaga. Termokopel memerlukan pemeriksaan berkala. Apabila acuan yang seimbang-sebelum ini mula menghasilkan profil yang tidak sekata, ia selalunya kerana termokopel tidak mengawal suhu cetakan dengan betul lagi. Termokopel hanyut mengikut masa-paparan membaca 180 darjah tetapi sebenarnya mungkin 195 darjah -dan masalah perlahan-lahan menjalar.
Mana pergi semua ni
Bahagian ini tidak memerlukan banyak perincian kerana profil ada di mana-mana sahaja.
Penyemperitan profil ialah salah satu daripada-proses volum tertinggi dalam pembuatan plastik, menghasilkan segala-galanya daripada paip ke tingkap ke tiub perubatan.
Pembinaan menggunakan paling banyak. Bingkai tingkap, bingkai pintu, sisi, papan tiang, saluran kabel-semua tersemperit.
Perubatan menggunakan paling tepat. Tiub titisan darah dan kateter ialah komposit bahan plastik dan tetulang, memerlukan pensterilan-pasca pembuatan.
Automotif menggunakan paling pelbagai. Pengedap, jalur pemangkas, tiub, perlindungan abah-abah wayar-sebuah kereta mungkin mempunyai berpuluh-puluh profil tersemperit yang berbeza.
Barang pengguna pergi tanpa berkata. Straw, penyangkut, tali pembungkus, trek langsir...
Fikiran akhir
Penyemperitan profil ialah-proses pembuatan volum tinggi yang terkenal dengan sisa minimum, kos rendah, pemulihan cepat dan serba boleh dengan bahan mentah. Ia juga boleh mencapai sifat khusus seperti rintangan api, ketahanan, rintangan kimia dan rintangan haba.
Semuanya benar setakat mata peluru buku teks. Tetapi apa yang benar-benar memberikan proses ini, saya fikir, adalah kesinambungan. Pengacuan suntikan berfungsi dalam kitaran-acuan terbuka, acuan ditutup, ada masa mati antara tangkapan. Penyemperitan hanya terus mengepam bahan keluar. Anda boleh menjalankannya 24 jam terus jika anda mahu. Kelebihan kesinambungan dari segi kos hampir hancur apabila anda bercakap tentang-pengeluaran volum tinggi.
Sudah tentu ada batasannya. Anda hanya boleh membuat produk keratan-malar. Ketepatan lebih rendah daripada pengacuan suntikan. Geometri 3D yang kompleks tidak dapat dipertikaikan. Tetapi dalam ruang rodanya, tiada apa-apa lagi yang mendekati.
Kemajuan teknologi dan bahan terus membentuk semula landskap penyemperitan profil. Penyepaduan reka bentuk termaju dan perisian simulasi, pembangunan-polimer berprestasi tinggi-semuanya mengembangkan apa yang mungkin dari segi profil inovatif dan pelbagai fungsi.
Profil yang tidak dapat dibuat sepuluh tahun yang lalu boleh dibuat sekarang. Parameter yang dahulunya bergantung sepenuhnya pada gerak hati pengendali veteran kini boleh disimulasikan dalam perisian. Industri terus bergerak ke hadapan. Prinsip asas tidak banyak berubah dalam satu abad, tetapi julat perkara yang boleh anda lakukan terus berkembang.
Satu lagi, Selamat Hari Krismas!