Процесс экструзии

Процесс экструзии в основном разработан для непрерывного преобразования мягкого материала в определенную форму. Сердцем этого процесса/производственного оборудования является шнековый конвейер. Он продвигает холодный пластиковый материал (в гранулированной или порошкообразной форме) вперед за счет действия винта и сжимает его, и, с помощью тепла от внешних нагревателей и трения вязкого течения, преобразует его в расплавленный поток (см. Рисунок 1). При этом он создает давление на материал, которое является самым высоким непосредственно перед тем, как расплавленный пластик попадает в фильеру. Сетчатый фильтр, состоящий из нескольких сеток с мелкой или крупной ячейкой, поддерживаемых опорной плитой и расположенных между шнеком и фильерой, отфильтровывает грязь и несплавленные куски полимера. Давление на расплавленный пластик проталкивает его через адаптер и в фильеру, которая определяет форму конечного экструдата.

Горячая экструзия

Горячая экструзия — это процесс горячей обработки, который выполняется выше температуры рекристаллизации материала, чтобы предотвратить наклеп и облегчить проталкивание материала через фильеру. Большинство процессов горячей экструзии выполняются на горизонтальных гидравлических прессах усилием от 230 до 11 000 метрических тонн. Давление колеблется от 30 до 700 МПа, поэтому требуется смазка, которой может быть масло или графит для низкотемпературной экструзии, или порошок стекла для высокотемпературной экструзии. Самым большим недостатком этого процесса является его стоимость оборудования и его обслуживания.

Холодная экструзия

Холодная экструзия — это процесс компрессионного формования проталкиванием, при котором исходный материал (заготовка/слиток) находится при комнатной температуре. Однако в процессе деформируемый материал подвергается деформационному нагреву (преобразованию работы деформации в тепло) до нескольких сотен градусов. Обычно пуансон используется для создания давления на заготовку, заключенную, частично или полностью, в неподвижную фильеру.

Преимущества экструзии:

• Экономически выгоден для крупносерийного производства с минимальными отходами.
• Универсален: Поддерживает различные материалы и формы.
• Настраиваемый: Добавки и гибкость дизайна.
• Стабильное качество и масштабируемое производство.
• Энергоэффективен и интегрируется с другими процессами.

Недостатки экструзии:

• Ограничения по материалам: Не все полимеры подходят.
• Высокие затраты на наладку: Оборудование и фильеры дороги.
• Изменчивость размеров: Усадка при охлаждении и раздутие фильеры.
• Ограничения по форме: Сложные конструкции затруднены.
• Проблемы контроля качества: Дефекты поверхности и несоответствия материала.
• Необходимость постобработки: Требуется резка, отделка или покрытие.
• Экологические проблемы: Энергопотребление и пластиковые отходы.

Применение экструзии

1. Строительная индустрия
   • Трубы и трубки (например, трубы из ПВХ, дренажные системы).
   • Оконные и дверные профили (например, рамы из uPVC).
   • Изоляционные материалы (например, пенопластовые плиты, уплотнители для защиты от атмосферных воздействий).
2. Упаковочная индустрия
   • Пластиковые пленки и листы (например, пищевая упаковка, термоусадочные пленки).
   • Контейнеры и подносы.
3. Автомобильная индустрия
   • Уплотнения и прокладки.
   • Изоляция проводов и кабелей.
   • Внутренняя отделка и защитная оболочка.
4. Товары народного потребления
   • Соломинки, веревки и садовые шланги.
   • Пластиковые профили для мебели или бытовой техники.
5. Электротехника и электроника
   • Покрытия проводов и кабелей.
   • Кабелепроводы для электропроводки.
6. Медицинская сфера
   • Катетеры, трубки и другие профили медицинского назначения.
7. Промышленное применение
   • Конвейерные ленты и направляющие.
   • Защитные футеровки для оборудования.
8. Сельское хозяйство
   • Ирригационные трубки и пленки.
   • Покрытия для теплиц.

Экструзия полимеров является универсальным процессом, что делает его крайне важным в отраслях, требующих непрерывного производства пластиковых изделий по индивидуальному заказу.