Ja kādreiz esat skatījies, kā kāds no šiem makaronu ražotājiem griež mīklu cauri caurulei, un domājis, kā darbojas plastmasas ražošana-, jūs neesat pilnīgi novirzījies. Skrūvju ekstrūzija pamatā ir šī koncepcija, izņemot to, ka viss ir karstāks, tiek pakļauts lielākam spiedienam, un jūs noteikti nevarat ēst to, kas iznāk.
Kāpēc vērpšanas sitieni kūst (parasti)
Šeit ir runa par plastmasu. Tas nevada siltumu sasodītā vērtā. Metāls? Protams, iemet to krāsnī, un tas diezgan ātri izkusīs. Plastmasa tomēr? Šīs lietas ir spītīgas. Jūs atstājat to krāsnī, mēģinot to izkausēt, un notiek divas lietas: ārpuse sadedzina, kamēr iekšpuse joprojām ir cieta, vai arī jūs gaidāt tik ilgi, ka visa partija sadalās atkritumos.
Šeit parādās rotējošā skrūve, un godīgi sakot, tas, kurš to izdomāja, ir pelnījis lielāku atzinību, nekā viņš, iespējams, saņēma.
Ģeniālā daļa nav tikai rotācija,{0}}tas ir tas, ka plastmasa pati uzsilst. Izklausās dīvaini, vai ne? Bet, kad plastmasas granulas iespiežat uz priekšu ar griežamu skrūvi ciešā mucā, visa berze starp granulām, starp plastmasu un mucu, starp plastmasu un pašu skrūvi -tas viss rada siltumu. Īsts karstums. Veids, kas efektīvi izkausē plastmasu, nesēžot apkārt un degradē.
Esmu redzējis, kā puiši mēģina izspiest plastmasu ar modificētiem urbjmašīnu uzgaļiem vai svārpstas skrūvēm no datortehnikas veikaliem. Nekad neiet labi. Plastmasa vai nu neizkūst pareizi, vai arī rodas šī nekonsekventā putra, kas visu aizsprosto. Šīm skrūvēm ir patiesa zinātne, pat ja tās izskatās vienkāršas.
Pati skrūve (nav jūsu vidējais urbis)
Pareiza ekstrūzijas skrūve ir gara. Piemēram, patiešām garš, salīdzinot ar tā platumu. Lielākā daļa darbojas kaut kur no 20 līdz 30 reižu diametrā. Tas ir daudz skrūvju. Bet jums ir nepieciešams šāds garums, jo plastmasas kausēšana prasa laiku un attālumu,{6}}materiālam pakāpeniski jāsasilst, jāizkausē, jāsamaisa un jāveido spiediens, virzoties lejup pa mucu.
Arī skrūve nav viendabīga. Tas sašaurinās. Kanāli, kur atrodas plastmasa, kļūst seklāki, virzoties no padeves gala uz izvadi. Šī saspiešana veic divus svarīgus uzdevumus: tā izspiež gaisa kabatas un palielina spiedienu, kas nepieciešams, lai izkusušo plastmasu izspiestu cauri jebkurai formai vai sprauslai, kas jums ir beigās.
Lielākajai daļai pienācīgu skrūvju ir arī hromēts pārklājums vai kāds cits gluds pārklājums. Plastmasa, kas pielīp pie skrūves, vienkārši griežas vietā, nevis virzās uz priekšu. Jūs vēlaties, lai materiāls slīd līdzi, nevis pieķeras dārgajai dzīvei.
Un izlaidumam ir lielāka nozīme, nekā jūs domājat. Pārāk daudz vietas starp skrūvi un mucu? Plastmasa plūst atpakaļ, nevis uz priekšu, nogalinot jūsu izlaidi. Rūpnieciskie ekstrūderi pieļauj pielaides, kas aptuveni 0,001 reizi pārsniedz skrūves diametru, tāpēc tie maksā tikpat, cik maksā. 25 mm skrūvei, kas griežas 25,025 mm stobra iekšpusē, nepieciešama nopietna apstrādes precizitāte.
Trīs zonas, trīs darbi
Padeves zona: materiāla iegūšana
Gravitācijas spēks pilina granulas no tvertnes pirmajā skrūves daļā, kur kanāli ir visdziļākie. Skrūve tos satver un sāk virzīties uz priekšu. Diezgan vienkārši, izņemot gadījumus, kad tā nav.
Dažas plastmasas neplūst labi. Zema-blīvuma materiāliem patīk tilts pāri atverei, nevis krist. Pārstrādātas pārslas-īpaši no sasmalcinātām pudelēm-pārāk viegli saspiežas un var iestrēgt. Arī šeit temperatūrai ir nozīme. Ja barības rīkle kļūst pārāk karsta (teiksim, siltums ložņā no mucas), granulas sāk priekšlaicīgi kust. Tad jums ir lipīgs materiāls, kas nepārvietosies uz priekšu, un viss process tiek dublēts.
Aukstā ūdens apvalki ap barošanas rīkli palīdz to novērst. Tvertnes vēsuma uzturēšana nav paranoiska,{1}}tas novērš galvassāpes.
Kompresijas zona: kur notiek maģija
Šeit cietās granulas kļūst par izkausētu plastmasu. Skrūvju lidojumi pakāpeniski kļūst seklāki, izspiežot materiālu, tam kūstot. Šī kušana notiek berzes dēļ-starp granulām, kas berzējas kopā, plastmasai velkas pret mucu, un viss rada siltumu ar bīdes spēkiem.
Iedomājieties to kā aukstu zemesriekstu sviestu ar nazi. Sākumā tas nekustas viegli, bet visa šī berze un spiediens to sasilda, līdz tas izplatās gludi. Tas pats princips, izņemot to, ka "zemesriekstu sviests" sasniedz 200-300 grādus atkarībā no jūsu materiāla.
Saspiešanas pakāpei,{0}}cik daudz seklāka ir mērīšanas sadaļa salīdzinājumā ar padeves sadaļu,{1}}ir jāatbilst jūsu plastmasai. Lielākā daļa preču plastmasas darbojas no 2: 1 līdz 4: 1 kompresijas. Pārāk agresīvs, un jūs radīsit pārmērīgu spiedienu, kas var sabojāt skrūvi vai sadedzināt materiālu. Pārāk maigs, un jūs neradīsiet pietiekamu spiedienu, lai konsekventi izspiestu savu matricu.
Esmu redzējis, kā visu dienu cīnās ekstrūderi ar nepareizu kompresijas pakāpi. Vai nu izvades pārspriegums un kritums nejauši, vai arī motors pārstāj darboties pārmērīga pretspiediena dēļ. Skrūves ģeometrijas pielāgošana materiālam nav obligāta.
Mērīšanas zona: pēdējais spiediens
Kamēr plastmasa sasniedz dozēšanas sekciju, tai jābūt pilnībā izkusušai un sajauktai. Šeit esošie seklie, nemainīgie{1}}dziļuma kanāli dara tieši to, ko norāda nosaukums,{2}}tie mēra konsekventu materiāla plūsmu. Šajā sadaļā tiek izveidots pēdējais spiediens, kas nepieciešams, lai izspiestu kausējumu cauri jūsu matricai.
Ja viss augšpus straumē strādāja pareizi, šī zona nodrošina vienmērīgu, vienmērīgu izvadi. Ja padeve bija nekonsekventa vai saspiešanas zona pilnībā neizkausēja materiālu? Šeit jūs to redzēsit-pulsējošā izvadē, temperatūras svārstībās vai galaprodukta kvalitātes problēmām.
Materiāli uzvedas atšķirīgi
Ne visas plastmasas spēlē labi ar vienādu skrūvju dizainu. PLA un ABS? Diezgan piedodoši, tie darbosies ar lielāko daļu standarta skrūvju bez īpašas satraukuma. PETG kļūst lipīgs, un tam jāpievērš uzmanība temperatūras kontrolei, pretējā gadījumā tas sāks degradēties un kļūs brūns.
Neilons plūst kā ūdens, kad tas ir izkusis, tāpēc tas var izturēt straujāku saspiešanu. TPU un citi elastīgi materiāli? Murgi. Tās saspiež, nevis pārvieto, tāpēc, lai tās pareizi satvertu, ir nepieciešamas īpaši izstrādātas skrūves ar rievotām padeves sekcijām.
Pildītie materiāli-materiāli ar stikla šķiedrām vai oglekļa daļiņām- ātri nodilst skrūves. Šeit tiek izmantotas nitrētas vai īpaši rūdītas skrūves. Izlaidiet to, un hromētā skrūve tiks nolietota mēnešos, nevis gados.
Siltuma bilance Neviens nerunā par pietiekami daudz
Lūk, kas cilvēkus pakludina: jūsu mucas sildītāji īsti nav paredzēti, lai izkausētu plastmasu. Dīvaini, vai ne? To galvenais uzdevums ir novērst plastmasas priekšlaicīgu atdzišanu un sacietēšanu. Pati kušana notiek no skrūves, kas strādā pie materiāla -bīdes karsēšanas no visas šīs berzes un spiediena.
Tāpēc pārāk lēna skrūvju ekstrūdera darbināšana var radīt problēmas. Zems skrūves ātrums nozīmē mazāku mehānisko darbu, kas nozīmē mazāku bīdes sildīšanu. Tad jūs vairāk paļaujaties uz mucu sildītājiem, un pēkšņi jūs atgriežaties pie vadošās apkures problēmas, kas vispirms apgrūtina plastmasas apstrādi.
No otras puses, pārāk ātri, un jūs rada pārmērīgu karstumu. Plastmasa, kas pārāk ilgi atrodas virs kušanas temperatūras, sadalās. Tas maina krāsu, izdala izgarojumus, zaudē mehāniskās īpašības. Katrai plastmasai ir maksimālais uzturēšanās laiks apstrādes temperatūrā. Pārsniedziet to, un jūs gatavojat lūžņus.
Kad lietas noiet greizi
Un viņi kļūdīsies. Ekstrūderiem nerūp jūsu grafiks.
Tilts tvertnē? Parasti tas nozīmē, ka materiālam ir sliktas plūsmas īpašības vai jūs mēģināt apstrādāt pārslas, kas ir pārāk saspiežamas. Risinājumi ir dažādi, sākot no piltuves vibratora izmantošanas līdz labāk{1}}plūstoša materiāla sajaukšanai.
Nekonsekventa izvade? Var būt viļņošanās no padeves, varētu būt daļēji aizsērējusi prese, var būt nodilušas skrūves, kas ļauj materiālam slīdēt atpakaļ. Problēmu novēršana prasa pacietību un novērošanu.
Izbalējusi krāsa vai sadegusi plastmasa? Vai nu jūs skrienat pārāk karsti, pārāk lēni, vai arī jūsu mucā ir miruši punkti, kur materiāls atrodas un vārās. Mirušie punkti parasti nozīmē piesārņojuma uzkrāšanos vai bojātu skrūvi.
Pārmērīgs pretspiediens izslēdz jūsu motoru? Nepareiza saspiešanas pakāpe, pārāk augsts presformas ierobežojums vai plastmasa nav pilnībā izkususi, un jūs mēģināt ar spēku izspiest cietās vielas.
Drošība nav obligāta
Viss, kas atrodas darbināmā ekstrūderā, var jums nodarīt kaitējumu. Mucas virsmas ir pietiekami karstas, lai uzreiz izraisītu nopietnus apdegumus. Skrūve griežas ar pietiekamu griezes momentu, lai salauztu kaulus, ja jūs aizķertu. Un šajā mucā ir spiediens-liels spiediens-. Esmu redzējis, kā cauri telpai izpūstas plombas izsmidzina izkausētu plastmasu.
Pieskaroties kaut kam pie stobra, vienmēr valkājiet karstumizturīgus{0}}cimdus. Darbības laikā turiet rokas prom no skrūves un jebkuras padeves atveres. Pārliecinieties, ka jums ir piemērota ventilācija, jo dažas plastmasas apstrādes temperatūrā izdala nepatīkamus izgarojumus, īpaši, ja tie sāk bojāties.
Diegu maiņa ir īpaši bīstama. Jūs strādājat ar karstām virsmām, vienlaikus strādājot ar izkausētu plastmasu zem spiediena. Izmantojiet instrumentus, nevis rokas. Pagaidiet, kamēr spiediens pazeminās. Nesteidzini to.
Pēdējās domas
Skrūvju ekstrūzija sākotnēji nav intuitīva. Ideja, ka plastmasa sasilst berzes dēļ, nevis paļaujas uz ārēju sildīšanu, šķiet atpalicis. Bet, tiklīdz jūs saprotat šo mehānismu,{2}}ka rotējošā skrūve rada bīdes spēkus, kas kūst un sajauc materiālu,{3}}visam procesam ir lielāka nozīme.
Pielāgojiet skrūvju ģeometriju materiālam, kontrolējiet temperatūru, lai novērstu priekšlaicīgu kušanu vai degradāciju, saglabājiet konsekventu padevi un, pats galvenais, ievērojiet iekārtas spēju jūs savainot. Veiciet šīs darbības, un jūs veiksmīgi izspiedīsit plastmasu neatkarīgi no tā, vai tas ir paredzēts kvēldiegu,{1}}granulu{1}}padeves 3D drukāšanai vai jebkuram citam projektam.
Vienkārši atcerieties: viss ir par to, ka rotācija veic reālo darbu.