Jūs, iespējams, šodien esat izmantojis desmitiem ekstrudētu produktu, pat neapzinoties. Tā plastmasas caurule zem izlietnes? Izspiests. Logu rāmis, kuram tikko gāji garām? Visticamāk, ekstrudēts. Pat makaroni, kurus ēdāt pusdienās, būtībā tika cauri tam pašam procesam, tikai ar dažādiem materiāliem.
Pamatideja
Ekstrūzija darbojas, izspiežot materiālu caur formas atveri-. Padomājiet par to kā zobu pastas izspiešanu no tūbiņas, izņemot to, ka caurule tiek uzkarsēta un "zobu pasta" tiek izvadīta kā nepārtraukts garums neatkarīgi no atveres formas. Matrica (tā mēs saucam par formas atveri) nosaka galaprodukta izskatu.
Tas, kas liek šai lietai darboties, ir spiediens un karstums. Jūs ņemat izejmateriālu, parasti granulu vai pulvera veidā, karsējiet to, līdz tas ir pietiekami mīksts, lai kustētos, un pēc tam izspiediet to cauri formai. Vienkārša koncepcija, bet izpilde kļūst sarežģīta ātri.
Kāpēc plastmasai patīk šis process
Plastmasas ekstrūzija sāka darboties, jo tā atrisina problēmu, ar kuru ražotāji pastāvīgi saskārās: kā izgatavot garus, konsekventus gabalus, neveidojot katru daļu atsevišķi?
Skrūves ekstrūderis mainīja visu. Iedomājieties milzīgu korķviļķi apsildāmā mucā,{1}}kura skrūve vienlaikus veic trīs darbus. Tas virza plastmasu uz priekšu, izkausē to caur berzi un mucas siltumu un sajauc visu līdz viendabīgai konsistencei. Ar vienu-skrūvju mašīnu tiek galā ar lielāko daļu darbu, ar ko jūs saskaraties, lai gan sarežģītākiem materiāliem pastāv dubultskrūvju iestatījumi.
Lūk, kas patiesībā notiek iekšpusē: cietās granulas iekrīt piltuvē, gravitācija tās pievada skrūvei, un tad fizika pārņem. Skrūves rotācija rada bīdes spēkus, kas kopā ar ārējiem sildelementiem pārvērš šīs cietās granulas plūstošā kausējumā. Līdz brīdim, kad materiāls sasniedz presformu, tas ir viendabīgs šķidrums, kas ir gatavs formēšanai.
Izejviela nonāk iekšā, produkts iznāk
Barības sadaļa satver granulas. Kompresijas sekcija kūst un rada spiedienu. Dozēšanas daļa kontrolē plūsmas ātrumu un nodrošina konsekvenci. Katrai zonai ir savs uzdevums, un temperatūras kontrolei katrā ir lielāka nozīme, nekā vairums cilvēku domā.
Ārpus plastmasas
Protams, mēs daudz runājam par plastmasas ekstrūziju, jo tā dominē tirgū, taču šī tehnika darbojas arī ar metāliem. Piemēram, alumīnija ekstrūzija pamatā izmanto to pašu principu, -silda sagatavi, izspiež to caur veidni zem milzīga spiediena. Tēraudu ir grūtāk izspiest attiecīgo temperatūru dēļ, bet tas ir izdarīts.
Keramika tiek izspiesta. Pārtikas produkti, protams. Pat daži farmācijas lietojumi izmanto ekstrūzijas, lai izveidotu konsekventas zāļu piegādes sistēmas. Pamatideja pārsteidzoši labi izpaužas dažādos materiālos, lai gan katrs materiāls rada savas galvassāpes.
Ekonomikai ir jēga
Ražotājiem patīk ekstrūzija, jo pēc presformas izgatavošanas un procesa ieslēgšanas jūs varat darboties nepārtraukti. Nav jāgaida, kamēr veidnes atdziest un atvērsies kā ar iesmidzināšanu. Nav partijas ierobežojumu, piemēram, ar termoformēšanu.
Iestatīšanas izmaksas nav mazas,{0}}tas var būt dārgas, jo īpaši sarežģītiem profiliem,-taču vienības cena strauji samazinās, kad ražojat tūkstošiem pēdu produktu. Tāpēc jūs redzat ekstrudētus profilus visur būvniecībā un infrastruktūrā.
Kur tehnoloģija turpina spiest
Mūsdienu ekstrūderi gandrīz neatgādina viņu senčus pirms piecdesmit gadiem. Datora vadības ierīces uzrauga mucu temperatūru vairākās zonās, pielāgojoties reāllaikā. Skrūvju konstrukcijas ir ieguvušas sarežģītas-barjerskrūves, maisīšanas sekcijas, rievotas padeves zonas. Cilvēki ir pavadījuši karjeru, optimizējot tikai skrūvju ģeometriju.
Ko-ekstrudēšana ļauj apvienot dažādus materiālus slāņos, kad tie tiek ekstrudēti, un tas paver iespējas produktiem, kuru virsmas īpašības atšķiras no to kodola. To bieži redzat uz pārtikas iepakojuma,-iespējams, barjeras slānis, kas atrodas starp strukturālajiem slāņiem.
Elastības faktors
Vai vēlaties mainīt to, ko darāt? Nomainiet kauli. Tas acīmredzami ir pārāk vienkāršots,-iespējams, jums būs jāpielāgo temperatūra, skrūvju ātrums, dzesēšanas ātrums-, taču galvenā pāreja ir vienkāršāka nekā visas iesmidzināšanas veidņu sistēmas pārkārtošana.
Izpūstas plēves ekstrūzija veic pamatprocesu un pievieno gaisa spiedienu, lai izveidotu plānas loksnes. Caurules ekstrūzija pievieno serdi, lai izveidotu dobu centru. Profila ekstrūzija var izveidot neticami sarežģītas-šķērsgriezuma daļas, kuras būtu grūti vai neiespējami izveidot citādi. Tā pati pamatmašīna, atšķirīgs pakārtotais aprīkojums.
Palīdz arī materiāla daudzpusība. Polietilēns, polipropilēns, PVC, polistirols{1}}tie visi tiek izspiesti, lai gan katram ir nepieciešami atšķirīgi apstrādes apstākļi. Kādam vajag vairāk siltuma, citam mazāk. Dažiem ir nepieciešams īpašs skrūvju dizains. Bet pamatprocess tos uzņem.
Kvalitātes kontroles izaicinājumi
Konsekventas izvades iegūšana nav automātiska. Uzbriest notiek, kad materiāls iziet no presformas un nedaudz izplešas. Temperatūras svārstības izraisa izmēru izmaiņas. Dzesēšanas ātrums ietekmē daļēji{3}kristālisko polimēru kristāliskumu, kas ietekmē īpašības.
Operatori pavada daudz laika, lai uzraudzītu biezumu, uzraudzītu virsmas defektus, pārbaudītu izmēru pielaides. Lāzera mikrometri var mērīt nepārtraukti tagad, padodot datus atpakaļ vadības sistēmai automātiskai regulēšanai. Tomēr pieredzei ir nozīme. Lai uzzinātu, kad kaut kas nedarbojas, skatoties uz kausējuma plūsmu vai dzirdot piedziņas motora izmaiņas{3}}, kas rodas, atrodoties uz grīdas.
Ekstrūzijas process nav krāšņs, taču tas ir mūsdienu ražošanas pamats. Ejot cauri jebkurai ēkai vai aplūkojot lielāko daļu patēriņa preču, jūs visur redzat ekstrudētas sastāvdaļas. Tehnoloģija turpina attīstīties, taču šī pamatideja-izgrūst mīkstu materiālu caur formas caurumu-šobrīd ir tikpat efektīva kā pirms gadu desmitiem.