Экструдер как работает: Двухшнековый экструдер SJSZ 65/132 с конусными шнеками (ХИТ ПРОДАЖ!) – купить недорого

Содержание

Двухшнековый экструдер — Словарь терминов | ПластЭксперт

Двухшнековый экструдер

В середине 30-х годов XX века появляется новый тип экструдера для переработки пластмасс многошнековый, в конструкцию которого был заложен принципиально иной механизм продвижения перерабатываемого материала, чем в олношнсковом – принудительный. Несомнспными преимуществами многошековых экструдеров, наиболее распространенные из которых – двухшнековые, являются хороший захват исходного материала в зоне питания (загрузки) независимо от его агрегатного состояния и формы частиц материала, принудительное продвижение материала к формующему инструменту и взаимная самоочистка шнеков.

Основными элементами двухшнековых экструдеров являются два шнека, вращающиеся навстречу друг другу (или в одну и ту же сторону) в цилиндре. Перерабатываемый материал загружается в экструдер через загрузочное окно, и с помощью шнеков разогретый электронагревателями расплав полимера выдавливается через формующий инструмент.

Температурный режим переработки контролируется термопарами. Привод шнека состоит из электродвигателя и редуктора, а возникающее распорное усилие воспринимается подшипниковым узлом, состоящим из последовательно расположенных двумя рядами упорных и радиальных подшипников качения.

Большие осевые усилия, развиваемые двухшнсковыми экструдерами, воспринимаются упорными подшипниками, диаметральные размеры которых ограничиваются межосевым расстоянием между шнеками.

Упорные подшипники, смонтированные на двухшнековых машинах в пределах межосевых расстояний, могут иметь пониженную долговечность по сравнению с одно шнековым и экструдерами. Поэтому для двухшнековых экструдеров разрабатываются специальные конструкции упорных подшипников. В этих экструдерах точно так же, как и в одношнековых, применяются консолью закрепленные шнеки.

Если у одношнскового экструдера давление развивается благодаря вязкому течению, вызванному относительным движением шнека и цилиндра, то у двухшнсковых экструдеров к указанному фактору добавляется выжимающее действие витков сопряженного шнека. У одношнековых экструдеров способность к развитию давления определяется глубиной винтового канала, в то время как у двухшнековых экструдеров – геометрической степенью замкнутости винтового канала (степенью сжатия).

Теория двухшнековых экструдеров только в последние 20-25 лет вышла за рамки элементарных представлений, несмотря на то, что труды, посвященные анализу их работы, стали появляться уже в 50-е годы прошлого века.

Все публикации, посвященные этой теме, можно условно разделить на три группы.

К первой группе относятся работы, в которых описываются конструкции двухшнсковых экструдеров и их особенности, основные узлы и детали.

Во вторую группу можно включить публикации, в которых анализируется процесс переработки каких-либо конкретных материалов и факторы, влияющие на проведение процесса (геометрические параметры шнеков и скорости их вращения, теплофизичсскис свойства материалов и состав исходной смеси, влияние давления и температуры на качество готового продукта и так далее).

К третьей группе относятся работы, в которых в большей или меньшей степени сделаны попытки теоретически рассмотреть течение перерабатываемого материала в двухшнековых экструдерах. Однако в работах третьей группы анализ проходящих в двухшнековых экструдерах процессов не учитывает реальную картину течения как в самих винтовых каналах, так и в зазорах зацепления шнеков.

У двухшнековых экструдеров основными рабочими органами являются два шнека, которые могут вращаться как в одну, так и в разные стороны.

При вращении в одну сторону направление винтовой нарезки обоих шнеков совпадает, в случае встречного вращения оно различно.

В зависимости от назначения и конструкции шнеки двухшнековых экструдеров могут не зацепляться друг с другом или находиться в зацеплении. В первом случае двухшнековые экструдеры работают как два одношнековых экструдера, но при этом за счет массообмена между двумя шнеками будет обеспечено хорошее смешение исходных компонентов.

В случае зацепляющихся шнеков для лучшего смешения предусматривается наличие зазоров зацепления, но при этом будет наблюдаться меньшая производительность экструдера за счет потоков утечек через боковые зазоры и радиальные зазоры зацепления. Шнеки с плотным зацеплением обеспечивают высокую производительность и хорошую самоочистку. Но при этом следует учесть, что изготовление шнеков с плотным зацеплением обходится дороже, чем два других варианта.

Конструктивные схемы различных шнеков, предназначенных для переработки разных полимеров.

Шнеки первого типа имеют три зоны с различным шагом винтовой нарезки. Они хорошо зарекомендовали себя при переработке термочувствительных материалов и обеспечивают хорошее смешение.

Шнеки второго типа в зоне вылавливания имеют меньший шаг винтовой нарезки, что обеспечивает необходимую степень сжатия шнеков.

В шнеках третьего типа степень сжатия обеспечивается увеличением ширины гребня винтового канала.

В шнеках четвертого и пятого типов, необходимая степень сжатия достигается за счет уменьшения глубины винтового канала. В зависимости от назначения экструдеры могут оснащаться одним из следующих типов шнеков:

1) с малой или нулевой степенью сжатия; в основном их применяют для смешения материалов при относительно низких температурах, а также для переработки полимеров, чув­ствительных к перегреву;

2) со степенью сжатия 1:1,5; обычно их используют для смешения и переработки в изделия широкой номенклатуры термопластов;

3) со степенью сжатия 1:2; они, как правило, применяются для смешения композиций с тщательным распределением добавок в смеси.

В двухшнсковых экструдерах с зацепляющимися шнеками винтовые каналы разбиты витками сопряженных шнеков на отдельные С-образные секции, заполненные расплавом полимера.

За счет выжимающего действия витков сопряженного шнека перерабатываемый материал, который занимает полости объемом V и V2, образованные боковыми поверхностями витков и цилиндрическими поверхностями сердечника шнека и охватывающего цилиндра, последовательно двумя рядами движется к формующему инструменту. При неизменной геометрии винтового канала (как правило, это справедливо для зоны выдавливания) характер поведения вязкой жидкости в каждой С-образной секции будет идентичным. Поэтому основным элементом при анализе работы двухшнекового экструдера является отдельная С-образная секция. В зоне сопряжения витков с сердечником шпека возникает интенсивная циркуляция перерабатываемого материала, благоприятно сказывающаяся на процессе смешения и двухшнековых экструдерах.

За счет относительного движения поверхностей шнеков в зоне их сопряжения как при встречном, так и при одностороннем их вращении возникает интенсивная циркуляция, благоприятно влияющая на процесс смешения. При этом через боковые зазоры зацепления осуществляется массообмсн между соседними С-образными секциями.

Двухшнековые экструдеры с вращением шнеков в одну и ту же сторону обеспечивают лучшее качество смешения, вследствие большой разницы относительных скоростей в зоне их сопряжений, но имеют меньшую производительность при одинаковых геометрических размерах шнеков.

Уменьшение производительности объясняется худшими условиями захвата материала в зоне загрузочной воронки, так как один шнек препятствует захвату материала другим шнеком.

Авторы некоторых исследований исходят из предположения, что в случае полностью заполненных винтовых каналов шнеков за один их оборот выдавливаются две С-образные секции. Такое упрощенное представление, естественно, приводит к значительному расхождению между расчетной и действительной производительностью двухшнсковых экструдеров. Однако в реальных машинах необходимость обеспечения геометрической совместимости шнеков предполагает наличие зазоров зацепления между сердечником и поверхностью выступов нарезки

Наличие этих зазоров нарушает изолированность С-образных секций и приводит к развитию в продольном направлении винтового канала перетока перерабатываемого материла из одной С-образной секции в другую. Этот переток обусловлен, во-первых, затягивающим влиянием движущихся поверхностей сопряженных шнеков и, во-вторых, наличием в зоне зацепления градиента давления, причинами возникновения которого являются выжимающее действие витков второго шнека и сопротивление формующего инструмента.

Гладкова Наталья


Плунжерный экструдер — Справочник химика 21

Рис. VII. 5. Схема плунжерного экструдера

    Методы создания давления. Классифицируйте методы создания давления, применяемые в следующих системах человеческое сердце, центробежные насосы, шестеренчатые насосы, агрегаты для формования методом раздува, вулканы, червячные экструдеры, плунжерные экструдеры, прессы, литьевые машины, экструдеры Вайссенберга (нормального напряжения). [c.362]

    Профилирование резиновых заготовок на плунжерном экструдере. В производстве РТИ одной из трудоемких операций является выпуск заготовок определенного веса или объема для проведения вулканизации изделий на прессах. Дозирование осуществляется с относительно высокой точностью, поскольку недостаток смесн в заготовке может привести к недопрессовке и окончательному браку изделия, а ее избыток невыгоден экономически. Для особо точного дозирования резиновых смесей применяют экструдеры плунжерного типа, так называемые предформователи, выпускаемые фирмами Барвелл (Великобритания) и Вернер — Пфляйдерер (ФРГ). Основные характеристики этих машин представлены в табл. 3.6. [c.87]

    Истоки производства текстурированных растительных белков по технологии варки-экструзии сводятся к патентам, полученным Ансоном и Пэйдером [4]. Принцип описанного в этих патентах процесса основан на способности некоторых белковых растворов к образованию геля после соответствующей термообработки. Первый этап одного из вариантов этого процесса состоит в приготовлении предшественника геля путем суспендирования в воде очищенных белков из семян сои или арахиса с концентрацией в пределах 20—40 % и pH 6—8. Такая суспензия после введения в нее при необходимости различных добавок, таких, как углеводы, липиды, красители, ароматизаторы и витамины, продавливается через решетку с помощью поршневого пресса (плунжерного экструдера). Выдавливаемые цилиндрики , или нити, белковой пасты диаметром около 200 мкм собираются в пучки и после обволакивания крахмалом и белками молока или обработки паром во избежание повторного слипания (реагломерации) фиксируются посредством термической коагуляции. Преимущество полученных таким способом продуктов заключается в сохранении ими структуры после тепловой обработки. [c.547]

    В промышленности для экструзии пластмасс применяют три типа машин плунжерные экструдеры, насосы различных типов и червячные экструдеры. [c.18]

    Обычно в цилиндр плунжерного экструдера загружается значительная порция материала, которая в процессе работы практически не перемешивается. Это сильно затрудняет прогрев материала, так как он обладает, как правило, плохой теплопроводностью. Поэтому плунжерные прессы пригодны для переработки лишь таких материалов, которые размягчаются без подогрева или перед загрузкой предварительно нагреваются до температуры плавления. В последнем случае цилиндр и головка экструдера снабжаются нагревателями, при помощи которых поддерживается требуемая температура материала. К числу недостатков плунжерных экструдеров относится также периодичность их работы. После завершения рабочего хода плунжера выдавливание прекращается, и во время холостого хода машину необходимо загрузить новой порцией материала. В тех случаях, когда перерабатываемый материал не термостоек (склонен к разложению), цилиндр и все рабочие детали экструдера должны быть до начала выдавливания новой порции материала тщательно очищены от остатков предыдущей порции. Существует множество способов и при- [c.19]


    В настоящее время экструдер используется для расплавления и формования термопластичных материалов не только при экструзии, но и при переработке их другими методами. Наиболее широко применяются экструдеры в литьевых машинах, где они выполняют функции узла предваритель ной пластикации, и в машинах для трансферного прессования. . Наблюдается тенденция к замене в различных агрегатах плунжерных экструдеров червячными. Во многих случаях применение червячного экструдера означает замену периодического процесса не-прерывны.л . [c.248]

    Как метод переработки полимерных материалов экструзия впервые была применена в середине прошлого столетня для покрытия медных проводов изоляцией из гуттаперчи. Для этой цели использовали плунжерные экструдеры периодического действия в цилиндр экструдера загружали порцию разогретой гуттаперчи и выдавливали через фильеру, сквозь которую пропускался медный провод. После израсходования материала машину останавливали и загружали в нее новую порцию. Периодичность действия не позволяла увеличить производительность подобных машин, поэтому в процессе усовершенствования процесса экструзии пришли к применению червячных экструдеров. Следует отметить, что плунжерные экструдеры до сих пор используются, например при переработке отходов изделий из поливинилхлорида в прутки и толстостенные трубы (штранг-прес-сование).[c.94]

    Экструдеры — это машины, которые продавливают резину через экструзионную головку для придания материалу определенной формы. Они бывают двух типов в первом давление производится плунжером, во втором — шнеком. Наиболее широко в промышленности используется последний, а плунжерный экструдер — это более специализированная машина, которая не получила широкого распространения. [c.29]

    Первые плунжерные экструдеры были, по-видимому, разработаны Г. Бьюли и Р. Бруменом в Англии в 1845 г. [14]. Комбинация этих машин использовалась для наложения изоляции на провода. Первый подводный кабель, проложенный между Дувром и Кале в 1851 г., был изготовлен на таком экструдере. [c.13]

    Пытаясь устранить этот недостаток, Вестовер [24] сконструировал плунжерный экструдер непрерывного действия, который состоял из четырех цилиндров с плунжерами два для плавления и два для нагнетания расплава. Оригинальный пробковый кран соединял между собой все цилиндры и обеспечивал непрерывность экструзии. В современной практике переработки полимеров плунжерные устройства гораздо чаще применяются для литья под давлением и прессования, чем для экструзии. В этих случаях прерывистый характер их работы не имеет существенного значения, так как сами методы переработки предполагают периодичность работы. [c.348]

    В последнее время для переработки эластичных расплавов начинают применять так называемые дисковые бесчервячные экструдеры, в которых давление экструзии создается по принципу эффекта Вайссенберга — . Наконец, в производстве фторопластов до сих пор применяют плунжерные экструдеры  [c.198]

    Основным оборудованием для переработки полимеров методом экструзии являются одно- и многочервячные экструдеры . Подробное описание конструкции экструдеров можно найти в работах [1—10]. В последнее время для переработки эластичных расплавов начинают применять так называемые дисковые бесчер-вячные экструдеры, в которых давление экструзии создается по принципу эффекта Вайссенберга [11 —19]. Наконец, в производстве фторопластов до сих пор применяют плунжерные экструдеры [1, 20, 21]. [c.236]

    Плунжерный экструдер фирмы Барвел (модель 1961 г.) имеет плунжер диаметром 254 мм, цилиндр длиной 6 ) и гидравлический привод, обеспечиваюший высокую скорость плунжера на рабочем и холостом ходах. Максимальная загрузка составляет 45—70 кг (в зависимости от плотности материала), но машина удовлетворительно работает и при загрузке 4,5 кг. Максимальное поперечное сечение изделия—625 мм . Мощность двигателя составляет 7,6 кет, что свидетельствует о небольших энергозатратах на единицу вырабатываемой продукции. Давление, создаваемое плунжером, можно регулировать. [c.19]

    Часто с целью предварительного уплотнения крупнозернистых пресс-масс используют гидравлические прессы с обогреваемой или необогреваемой формой. Например, предварительное уплотнение пресс-массы типа 51 осуществляется в плунжерном экструдере, снабженнрм пресс-формой, нагреваемой от 70 до 90 °С.[c.139]

    Самым распространенным является метод плунжерной (поршневоп) экструзии. Пом имо плунжерных экструдеров для переработки СВМПЭ в последнее время начинают использовать также двухчервячные машины с червяками, вращающимися в одном направлении [64]. В обоих этих случаях отпадает необходимость в применении высоких температур и давления, поскольку внешнее воздействие на расплав сводится к минимуму. Происходит как бы проталкивание расплава в виде стержня или скольжение его в перерабатывающей машине. [c.59]


Вопрос-ответ — 3Dquality

Экструдер – устройство подачи пластика.

Возможные причины недоподачи (недоэксрузии): 

0.Убедитесь, что ничто не мешает прутку поступать в устройство подачи. Т.е. в отсутствии узлов, перехлестов в бабине с пластиком и т.п. Иногда на пластике бывают локальные уширения диаметра («бабышки»), которые мешают прутку проходить. Убедитесь, что их нет.

1. Убедитесь, что настройки слайсера сделаны под вашу модель принтера, под установленное сопло, под текущий пластик и т.п. Убедитесь, что модель корректна: слайсер может некорректно обрабатывать элементы, тоньше диаметра сопла. Т.е. если где-то стенка тоньше диаметра сопла, то в полученном файле на печать в этих местах будет недоподача пластика.


2. Возможно экструдер продавливает пластик с недостаточным усилием. Чтобы исключить эту проблему проведите следующий эксперимент. Отсоедините фторопластовую трубку от печатающей головы, чтобы пластик подавался не в печатающую голову, а наружу. И запустите файл на печать. Когда начнется подача пластика попробуйте его удержать пальцами при заходе в экструдер. Если устройство подачи работает исправно, то у вас не получится удержать пластик руками, т.е. пластиковая нить будет вытягиваться из ваших рук. Если же вам удается удержать пластик, и зубчатый шкив экструдера прощелкивает с характерным звуком, то экструдер неисправен. В этом случае прочистите экструдер от мусора, и/или шестигранником 2.5мм подтяните/ослабьте винт прижима.

Возможно фторопластовая трубка попала между шкивом экструдера и прижимным подшипником. Необходимо ее установить на место.

3. Возможно падает температура во время печати. Обратите внимание на показания температуры сопла в момент недоэкструзии. Это может быть вызвано нестабильным контактом нагревательного элемента. Необходимо восстановить стабильный контакт.

4. Если экструдер исправен, то вероятно мусор попал в тракт для пластика в печатающей головке или нагорел непосредственно в сопле) что мешает свободному протеканию пластика. Убедись, что исправен вентилятор, охлаждающий радиатор. Попробуйте заменить сопло. Если пластик всё равно проходит с трудом, то необходимо разобрать голову и прочистить.

Поиск неисправностей экструдера | Производителя

Поиск неисправностей экструдера

 

Экструдер является ежедневно используемым оборудованием. В результате чего,экструдер может выйти из строя. Ниже приводится поиск неисправностей экструдера.

 

Нестабильный электрический ток в главном двигателе

 

Причина

1. Не равномерная загрузка.

2. Неисправность в подшипниках или плохая смазка.

3. Одна часть нагревателя не работает.

4. Неправильная установка пластины для шнека, или помеха других деталей на работушнека.

 

Решение

1. Проверить загрузчика для устранения поломки.

2. Проверить основной двигатель и, при необходимости, заменить подставку.

3. Проверить состояние нагревателя .При необходимости, заменитьнагреватель. 4. Проверить пластину шнека, проверить на помехидругихдеталей.

 

Главный двигатель не запускается

 

Причина

1. Программа запуска машины имеет ошибки.

2. Проблема с резьбой главного двигателя. Проверить целостность предохранителя.

3. Блокирующее устройство главного двигателя привело к неисправности.

 

Решение

1. Проверить программу и перезапустить экструдер в правильном порядке.

2. Проверить электрическую схему главного двигателя.

3. Проверить работу масляного насоса и блокирующего устройства главного двигателя.

4. Возможно не был полностью разряжен индукционный ток инвертора. Отключитепитаниеиперезапуститечерез 5 минут.

5. Проверить возвращена ли в исходное положение аварийная кнопка.

 

Выход в головной части машины заблокирован

 

Причина

1. Одна часть нагревателя не работает или материал плохо пластифицирован.

2. Рабочая температура слишком низкая или нестабильное широкое распределение по молекулярному весу.

3. Среди сырья есть тугоплавкий материал.

 

Решение

1. Проверить нагреватель, и, при необходимости, заменить.

2. Проверить установленную температуру на каждой части. Принеобходимостипроконсультироватьсясинженеромо необходимойтемпературе.

3. Прочистить и проверить систему экструзии и головную часть машины.

 

Слишком высокая сила тока для запуска главного двигателя

 

Причина

1. Не хватает времени на нагрев, слишком сильный крутящий момент.

2. Одна часть нагревателя не работает.

 

Решение

1.    Поворачиватьэкструдервручную. Вытакжеможетепродлитьвремянагреваипроверитьвсечастинагревателя.

 

Главный двигатель издает странные звуки

 

Причина

1. Подшипник главного двигателя может быть поврежден.

2. Один из тиристоров в тиристоровой цепи главногодвигателя был поврежден.

 

Решение

1. Заменить подшипник главного двигателя.

2. Проверить тиристоры и заменить при необходимости.

 

Температура подшипника главного двигателя сильно повысилась

 

Причина

1. Плохая смазка подшипника

2. Подшипник сильно изношен.

 

Решение

1. Проверить и добавить смазочное масло.

2. Проверить подшипник двигателя и, принеобходимости, заменить.

 

Нестабильное давление в головке экструдера

 

Причина

1. Неравномерная скорость главного двигателя.

2. Скорость вращения двигателя подачи сырья неравномерна с колебаниями.

 

Решение

1. Проверить систему управления главного двигателя и подшипник.

2. Проверить систему подачи и системууправления главного двигателя.

 

Низкое давление смазочного масла

 

Причина

1. Выбран низкое значение давления смазочного масла.

2. Масляный насос сломан или всасывающий рукав заблокирован.

 

Решение

1. Проверить и настроить значение давления смазочной системы.

2. Проверить масляный насос и всасывающий рукав.

 

Автоматический заменитель фильтра работает при низкой скорости или неэффективен

 

Причина

1. Давление воздуха или давление масланизкое.

2. Цилиндр не герметичен, или гидравлическая станция протекает.

 

Решение

1. Проверить энергосистему заменителя фильтра.

2. Проверить герметичность воздушного и масляного цилиндров.

 

Предохранительный штифт срезан

 

Причина

1. Момент вращения экструзионной системыслишком сильный.

2. Главный двигатель и входной подшипник несоосносоединены.

 

Решение

1. Проверить не входит ли металлические отходы в шнек. При выявлении этойпричины в начале работы, надо проверить выбранные значения предварительногонагрева и нагрева.

2. Подправить главный двигатель.

 

Производительность экструзии резко падает

 

Причина

1. Система подачи сломана или нет сырья в бункере.

2. В шнеке застряли твердые предметы, сырье не может пройти шнек.

 

Решение

1. Проверить систему подачи и уровень сырья в бункере.

2. Проверить и прочистить экструзионную систему. 

Проблема с экструзией? Вам сюда / Хабр

Вот вы знаете, что такое настоящий вселенский факап? Недавно я полностью ощутил это на своей шкуре. Надеюсь, текст будет полезен начинающим 3D печатникам, так как проблема не единичная, но найти решение было непросто и даже я, старый атеист, чуть не поверил в чудеса. Простите за изложение, так как я не писатель и не блогер, а простой инженер — фирмварщик.

Кроме того, текст рассчитан на людей, имеющих минимальный опыт с 3D печатью.

Исключительно по причине не раздувать статью и не объяснять назначение разных деталей и сленговых словечек. Начну с предыстории. Чуть меньше года назад купил себе недорогой 3D принтер. Один из самых популярных (не на правах рекламы, а что бы было понятно о чем речь) — Ender 3. Сборка была несложная, в Сети есть много рекомендаций. Конечно, собирая его по инструкции — получил бы нерабочий агрегат, но предварительно «покурив мануалы», удалось выполнить первую пробную печать на 5 с плюсом для такой простой машинки! Все было хорошо до определенного момента. Но дальше началось…

Если интересно что, добро пожаловать.

Для тех, кому лень читать:

Сломался рычаг прижимного ролика экструдера.

Принтер нужен был для конкретной задачи — печать нестандартных корпусов для различных мелкосерийных электронных поделок. После того, как наигрался с готовыми моделями и обеспечил дочку различными зверюшками и человечками, освоил «по верхам» FreeCAD и начал делать полезные вещи. Все шло хорошо… По большому счету, печать запускалась «с ноги», ставил и шел спать. Разве что первый слой контролировал. Но появились первые «звоночки».

Где то часть слоя выпадет, где то пластик подгорит. Калибровал стол «по бумажке», грешил на пластик и сопло, менял настройки в слайсере, пластики и сопла — проблемы исчезали. Пока…
В один «прекрасный» момент столкнулся с «неразрешимой» проблемой. Конец марта, плавный перевод на удаленку (я удачно переехал из Подмосковья в Минск 2 годами раньше), решил собрать отдельный компьютер для работы из того, что было. В загашниках лежала неплохая материнская плата, процессор, пару мониторов и 2 корпуса. Один — огромный полноценный ATX, другой — barebone. Решил собрать в маленьком, чтоб места меньше занимал. Корпус нестандартный. С кредлом на 1 CD привод и 3.5 дюймовый винчестер. У меня же нашлось 3x 2.5 SATA SSD небольшого объема, под систему и одного хватит «более чем» и 1x на 1Tb 2.5 HDD.

Вся эта «живность» размещалась в большом корпусе на самодельном переходнике из старых банковских карт. Но, раз уже появился принтер, неплохо бы им воспользоваться. Создал модельку держателя, поставил на печать и пошел заниматься своими делами. Когда посмотрел, как печатает — увидел только лапшу… С этого момента пошел путь ремонта, длинною в 2 месяца. Постараюсь расписать по полочкам, что помогало, а что нет и в чем была первопричина.

Шаг 1. Настройка роликов {профилактика — всегда полезно}

В очередной раз настроил стол «по бумажке», запустил — пластик не липнет. Менял настройки, пластики — без результата. Вместо того, чтоб клеиться к столу, загибается на сопло. Когда перепроверял настройки зазора сопла, обнаружил, что разболтались ролики и стол люфтит почти на 5мм по краям. Странно, как он вообще до этого печатал… Казалось, причина найдена. Отрегулировал. Но лучше почти не стало. С горем пополам напечатал деталь, но качество оставляло желать лучшего:

Видны явные пропуски в печати.

А вот и расслоения…

Шаг 2. Песнь о Зе[ль]де {неплохо, когда все идет, как по маслу}

Первое, что пришло в голову — проблема в приводе оси Z. И все советы на форумах по проблеме, похожую на мою, указывали на это. Разобрал, проверил плавность хода. Гайка немного закусывала резьбу и нашел «баг» в паре роликов. При перемещении без винта привода, рельса «X» немного залипала на 1 оборот ролика. Заказал приводную гайку, ролики (запчасти — всегда хорошо, но дело было не в этом). Методом комбинаторики и какой то матери распределил ролики оси по нагрузкам так, чтобы на бракованные приходилось минимальное усилие. «Закусывание» пропало. Очистил и смазал винт привода. Отрегулировал положение его двигателя. В результате — легкого прикосновения пальца хватает, чтобы опустить каретку вниз. Результат — отрицательный.

Шаг 3. Слайсер {тюнинг, но не решение проблемы}

Обновил слайсер. Тем более, что в новом релизе как раз было улучшение, связанное именно с качеством печати для моего принтера. Поигрался с потоком и скоростью, толщиной слоев и т. д. Даже успешно напечатал несколько простых небольших корпусов и деталей. Но настройки были откровенно дикие: поток — +10%, скорость — -5%. Учитывая, что после сборки получалась отличная печать на настройках «по умолчанию». Проблема печати сложных деталей не исчезла…

По мотивам этой статьи: https://habr.com/ru/post/494058/ сделал для дочки таймер чистки зубов. По нему готовлю отдельное описание. Спойлер: восьминогий контроллер, прошивка — 119 ассемблерных команд.

Шаг 3. Экструдер {а счастье было так близко…}

Логика подсказывает, раз по геометрии и приводам осей проблем нет, должно быть что то с подачей. Снял шестерню подачи филамента, почистил. Видимого износа не наблюдается. Вернул на место, немного сместив по вылету, для выравнивания износа. Результат — 0. Эх, посмотри я тогда чуть правее, сэкономил бы месяц нервов и 200$.

Шаг 4. Проверка драйверов ШД {без комментариев}

Отличная геометрия, нет проблем с механикой. На момент первой сборки все было гораздо хуже. Куча изученных материалов, доработок и настроек, а результат — нулевой. Я в чудеса не верю, осталась электроника. Тем более форумчане часто жалуются на сгоревшие драйверы. Понятно, что полностью выгоревшее плече моста можно обнаружить «на глаз» сразу, подумал про «плавающую» неисправность. Ведь пластик ложиться нормально, потом — пропуски, нить утончается, волосы и остальные прелести. Заказал улучшенную плату управления на ARMе, но, чтоб не терять время, решил проверить имеющуюся. Снял плату, двигатель оси Z в качестве индуктивной нагрузки, собрал стенд на столе, резистором установил температуру хотэнда, чтобы и экструдер можно было покрутить. Посмотрел осциллограммы на катушках ШД. Все отлично. Грел драйвер феном (дефект кристалла или разварки иногда проявляется), механически воздействовал на ИС драйвера, охлаждал пропан бутаном (газ для зажигалок). Примечание. Вполне себе неплохо охлаждает до -20, не обязательно для этого дорогой фризер покупать. Все отлично. Сбоев не видно!

Шаг 5. Обновление «прошивки» {а я почти поверил в чудо и теорию заговора}

Нет, я точно уверен, что чудес не бывает. Бывают баги, глюки, фокусы, недостаток информации, субъективное восприятие реальности, в конце концов. Но не чудеса! Но как объяснить, что при исправной механике и электронике печать ведет себя крайне странно? Китайцы сделали закладку в FW чтобы платами дополнительно барыжить? Делается элементарно, но, думаю, уже давно бы обнаружили и торговой марке пришла бы белая пушистая лисица. Баг в прошивке? Все может быть, только как то странно он проявился.

Сбились настройки в EEPROM или «подглючивает» FLASH*? Наиболее вероятно. Ладно, раз плата на столе, ничего не мешает ее перепрошить. Обновился до «ванильного» Марлина 1.1.9, собрал все обратно. Результат — чуда не произошло.

*Чисто теоретическое обоснование возможности связи проблемы с FLASH памятью:

Допустим, у нас есть следующий фрагмент кода:

const uint8_t step = 0x18;

position += step;

На каждой итерации к текущей позиции прибавляется уставка «step». Так так как программа выполняется на микроконтроллере (МК), код и константы размещены в ПЗУ и изменяться могут только при внешней процедуре программирования (опустим возможности перепрограммирования FLASH памяти внутренними средствами МК). Процедура эта выполняется 1 раз изготовителем. Теперь 2 важных момента: процессор контроллера каждый раз читает команды и константы из ПЗУ, забудем про кэши, у Атмеги их нет. То есть, если цикл прошел 1000000 итераций, то и константа была прочитана тот же миллион раз. При каждом чтении FLASH немного деградирует. Не знаю, каков критический порог чтений для NOR, думаю, десятки миллиардов, но TLC NAND уже неплохо так деградирует после 10-20К чтений… Второй момент — не факт, что наши узкоглазые друзья не использовали отбракованные контроллеры. Мне реально один раз пришли такие. PICи. Не паяные, но на корпусе — странные пометки. FLASH оказалась не стертой, при 3.6В ни стереться ни прошиваться не хотели. Пришлось до 5В поднимать, после чего запись / верификация стали проходить. Допустим, наша константа была записана в бракованную ячейку. Пока устройство новое — 0x18 стабильно читалось. Но от времени (а для Атмег гарантированное время сохранения данных не самое большое) и деградации, в какой то момент стало читаться не 0x18, а 0x08. Не каждый раз, но все же. Знаю, скорее не 1 в 0 деградирует, а наоборот, это — исключительно для примера. Так вот, пока стабильно читается нужное число, перемещение происходит корректно, но когда происходят сбои, к результату прибавляется неверная уставка, что приводит к сбоям подачи. Это самый простой и маловероятный пример. Могут быть другие глюки, например, в команде сложения источник R6 изменится на R7. Ассемблерная команда остается валидной, процессор ее выполнит, но результат будет неверен…


Шаг 6. Промываем «горло» {держи голову в холоде, а хотэнд — в чистоте, рекомендую сделать это сразу после покупки принтера}

Подарком «небес» была ссылка на одном из форумов на ролик от производителя. Там они честно признаются, что не все хотэнды одинаково полезны, то есть хорошо собраны.

Тефлоновая трубка не до конца запрессована, срез не ровный. Следствие — образование пробки и экструдер не может нормально продвигать пластик. Вот оно — мой случай!

Ненормальные значения потока и ретракта, все сходится. Несмотря на поздний вечер Субботы и посещение пивного ресторана, решил проверить. Точно. Гуана там немерено, вплоть до остатков пластика, которым печатал месяц назад (тот самый зеленый держатель). Очень вероятно — победа! Прочистил «горло», обрезал трубку ровно, запрессовал до упора, так же зафиксировал второй конец трубки поплотнее, многие используют изоленту, но я намотал немного провода 0.7, что позволяет свободно откручивать держатель:

А вот и «убитый» конец трубки, видно, что обрезан криво:

Модель режется на слои с настройками по умолчанию. Печать… Кайма пошла, контур пошел, соплей при ретракте нет. Ура!!! Победа!!! Уже собрался написать статью, чтобы другие не мучились, но… Полное фиаско. Утончение и разрывы пластика, пропуски при печати. Уже готов сдаться. Жена подбадривает, да выкинь ты его, купи новый! Не могу так. Должна же быть причина. Вот только где??? Разумных (и цензурных) мыслей уже не было…

Ремарка про чистку «горла»:

Все операции с хотэндом делаются только «на горячее», иначе есть шанс все сломать. После прогрева, первым делом снимается сопло и очищается от остатков «пробки». Я делал это, нагрев сопло на пламени газовой плиты и аккуратно удалил пластик. Внутренности не чистил. Потом, так же на нагретом хотенде, откручивается фиксатор трубки. Двигаться он может только вверх. После отвода фиксатора, трубка аккуратно, но с усилием должна быть извлечена из «горла». Снимаем все фиксаторы, так как испорченный конец все равно не сохранить, аккуратно, возвратно — поступательным движением вычищаем всю грязь, постоянно снимая ее с трубки. В результате, трубка должна спокойно проходить через горло насквозь. Сборка производилась последовательности FIFO. Вначале установил сопло, потом фиксатор трубки в хотэнде, но не затягивал его полностью, оставив где то 1 оборот. Изношенная часть трубки обрезается под прямым углом и до упора устанавливается в горло. После чего затягивается держатель и устанавливается второй, на противоположную сторону «тефлона».


Шаг 7. Калибровка подачи {при исправной механике, скорее всего не понадобится, если только после замены деталей приводов или перепрошивке}

В инструкции по обновлению до «ванильного» Марлина было сказано, что для заводского принтера все настройки — идеальные, но может немного уйти точность подачи пластика. Ладно, будем калибровать. Вытащил пластик, разогрел хотэнд (в прошивке блокировка, на холодный не позволяет перемещать «E»). Открутил трубку от механизма подачи, обрезал пластик заподлицо и выполнил команду экструзии 300мм. Линейка у меня на 350. Экструзия длиться достаточно долго, по завершению измерил длину вышедшего филамента и глазам своим не поверил 226мм. Понимаю разницу в 3-5%, но не в 25%! попробую другой пластик…

Примечание. Видел, как подачу регулируют по нанесенным маркером отметкам на прутке, Но с отрезанием, ИХМО, точнее.

Подготовка к тестовой экструзии:

После экструзии:

Измеряем линейкой, в моем случае (после ремонта) получилось 292мм. Далее идем в меню: control / motion / step mm, смотрим, сколько шагов на мм установлено для экструдера. В моем случае — 93. Выполняем простое вычисление:

>>> (300*93)/292
95.54794520547945

Изменяем уставку и сохраняем настройку. Повторная экструзия — погрешность на уровне измерения.

Шаг 8. Победа!

Вначале я проверял на PETG, решил поменять на PLA. Первый я немного перегрел при сушке, неадекватный разброс списал на возможное залипание на катушке. Обрезание, экструзия. И ничего. Пластик вообще не подается. Ось привода вращается, медленно, но по винтам видно, что движение есть. Посмотрел, пруток неправильно лег между шестерней и прижимным роликом. Ладно, правлю. Что то ролик немного болтается. Надо подтянуть. А фиг! Вот он виновник всех моих бед:

Рычаг прижимного ролика треснул. При этом сила прижима осталась достаточной для частичного продвижения прутка. Следы от шестерни оставались и прижимной ролик вращался.

Соответственно, все игры с настройкой прижимной пружины оказались безуспешны. Проскоки прутка были незаметны на глаз, а трещину невозможно было увидеть на собранном механизме. Все! Экстаз инженера получен! Рычаг был склеен, заказан алюминиевый механизм, на всякий случай напечатан запасной (если сломается, пока буду ждать новый). Вот ссылка на модель. Конечно, неприятно из за такой мелочи столько времени и денег потратить, но это помогло мне намного более глубоко погрузиться в процессы печати и отлова глюков.

Собственно, первая деталь после ремонта. Прижимной рычаг:

Наконец, мой датчик присутствия обрел «морду». Корпус печатался еще до поломки:

Попытки напечатать «морду» на неисправном принтере (после чистки «горла»):

Надеюсь, данный материал хоть кому то поможет не совершить столько глупых попыток поиска примитивной неисправности и сэкономит деньги. Конечно, я не каждый вечер занимался проблемой, но в общей сложности — сутки, наверное, были потрачены. По деньгам — около 200$ на запчасти. Цена устранения неисправности — 15 минут и пару капель «суперклея». Обидно? Скорее нет, так как опыт и запчасти останутся со мной!

Всем гладкой печати и отменной адгезии!

Обзор оборудования

: экструдер Bühler

Обзор оборудования: экструдер Bühler

3 мая 2021 г.

Каждый день в Лаборатории пищевых инноваций штата Северная Каролина открываются захватывающие возможности. Но самым интересным занятием в последнее время была установка, предстоящее обучение и ввод в эксплуатацию нашего экструдера Bühler BCTM 30/36 D .  

Как вы, наверное, хорошо знаете, функциональность этой машины впечатляет, и она пользуется большим спросом, надежно расписана на существующих объектах в течение нескольких месяцев.

И именно поэтому мы не можем дождаться, когда клиенты смогут использовать наш экструдер, начиная с этого лета.

Идеальный партнер для продуктов растительного происхождения 

Почему так интересно приобрести и установить эту машину? Недавний рост производства продуктов растительного происхождения, особенно альтернатив мясу , быстро вызвал интерес к этой форме переработки, но на пилотных заводах имеется лишь очень ограниченное количество машин, к которым компании могут получить доступ для разработки продуктов.Поэтому машины пользуются большим спросом, в некоторых случаях приходится ждать от пяти до шести месяцев.

«В связи с быстрым ростом инвестиций и разработкой продуктов в области растительного сырья время работы в инновационных центрах имеет большое значение», — сказал Дэйв Рейнольдс, бизнес-менеджер Bühler по продажам и развитию в области альтернативных белковых решений и ингредиентов. «Мощности и возможности NCFIL позволят большему количеству компаний разрабатывать новые продукты и быстро выводить их на рынок, что позволит им лучше использовать свой бюджет на исследования и разработки.

Очень немногие университеты имеют экструдер, и еще меньше университетов с такой охлаждающей головкой, поэтому машина NCFIL относится к довольно эксклюзивному классу. Исполнительный директор NCFIL д-р Билл Аймутис прогнозирует: «В первые несколько лет использование экструдера будет сосредоточено на мясных и молочных альтернативах, биопромышленных продуктах и ​​микрокапсулированных ароматизаторах ».

Почему этот экструдер?

Одна из причин, по которой компания NCFIL выбрала этот экструдер Bühler, заключается в том, что он может производить такое количество продукта, с которым может легко работать предприниматель или разработчик продукта , например, сотни фунтов в день по сравнению с тысячами фунтов в день, производимыми более крупными машинами.Другим преимуществом является то, что условия обработки, оптимизированные в этом экструдере , почти всегда трансформируются для использования в более крупных экструдерах . Машина диаметром менее 30 мм не будет хорошо масштабироваться при переходе на более крупную машину, что вынуждает пользователя заново устанавливать условия обработки.

Ввод в эксплуатацию экструдера Bühler на заводе NCFIL запланирован на 27 мая , и мы надеемся, что вскоре после этого он будет введен в эксплуатацию. Что означает ввод в эксплуатацию? Это означает, что мы выполнили все подключения, запустили и провели непрерывные прогоны на машине и убедились, что она работает правильно в различных условиях.Представитель Bühler прибудет на место для ввода в эксплуатацию и обучения команды NCFIL на неделе 27 мая.

Кто использует экструдер?

Экструдер Bühler предназначен для клиентов, находящихся на ранних стадиях разработки новых продуктов , требующих экструзии, а также для клиентов, которые ранее уже запускали пилотные установки у конкурентов или производителей экструдеров. Чаще всего клиентами NCFIL будут предприниматели в области пищевых продуктов и многонациональные пищевые компании, которые хотят выйти на рынок экструдированных продуктов на растительной основе или расширить ассортимент продукции.

«Очевидно, что альтернативы мясу на растительной основе пользуются очень большим спросом, — сказал Рейнольдс. «Возможности экструзии NCFIL ускорят масштабирование для стартапов, нуждающихся в помощи в разработке продукта , и помогут быстрее вывести эти новые продукты на рынок».

Экструдер Bühler от NCFIL и его аксессуары подходят для следующих категорий продуктов питания: 

  • Расширенные закуски, такие как сырные палочки, кукурузные чипсы и готовые к употреблению сухие завтраки
  • Текстурированный растительный белок, предшественник многих современных заменителей мяса на растительной основе
  • Ингредиенты, входящие в состав продуктов, в отличие от готовой пищи
  • Альтернативы мясу с высоким содержанием влаги, такие как куриные наггетсы, вяленое мясо и мясные крошки
  • Микрокапсулированные ароматизаторы, ароматизаторы, покрытые твердой оболочкой, продлевающие интенсивность вкуса и защищающие аромат от нагревания
  • Потенциальные альтернативы молочным продуктам и специальные белки в будущем

Мы также ожидаем интереса со стороны клиентов из биоиндустрии.Эти компании утилизируют отходы пищевой промышленности и превращают их в другие съедобные продукты/ингредиенты или используют их в качестве прекурсора для химического производства, которое идет на бумажные покрытия, клеи или биоразлагаемые пластмассы.

Как работает экструдер?

Рейнольдс определяет, для чего предназначен экструдер: «Этот пилотный экструдер предназначен для переработки влажного текстурата (с высоким содержанием влаги), продуктов-аналогов мяса на растительной основе , но также может использоваться для широкого спектра сухих продуктов. textrudate (TVP), экструдированные снеки, корма и другие продукты вторичной переработки.

Вот разбивка как работает экструдер Bühler

  • Экструдер содержит два вала с элементами; элементы выглядят как резьба на болте. Элементы соединяются вместе; между ними есть небольшой допуск.
  • Продукт в виде порошка вдавливается в пространство между двумя элементами; затем порошок смешивают с водой и компаунды растягивают. Растягивание белка создает текстуру, похожую на мясные пряди.
  • Белок нагнетается в охлаждающую головку, которая представляет собой продолговатую камеру, в которой белки превращаются в гель, соединяясь вместе, образуя текстурированный кусок мяса.Готовая форма, выходящая из охлаждающей головки, имеет вид полоски куриного филе.
  • После того, как белок выходит из охлаждающей головки, резак нарезает его на кусочки или крошит.

Extruder Excitement Builds

Альтернативы мясу и новые растительные белки попали в заголовки последних новостей, и экструдер Bühler определенно служит развитию этой современной пищевой инновации . По прогнозам, популярность и инвестиции в альтернативы мясу и растительные белки будут расти в течение следующего десятилетия, чтобы помочь накормить растущее население мира и помочь найти способы защиты окружающей среды.

Многие компании уже используют экструзию, например, Improved Nature. Теперь известные имена Beyond Meat и Impossible Foods также начинают использовать экструзию.

Расплата реальна…

Очевидно, что многие в пищевой промышленности выиграют, когда экструдер NCFIL Bühler будет запущен в эксплуатацию .

Рейнольдс объясняет: «Стартапы, инвесторы, розничные торговцы и даже крупные транснациональные компании открыты для сотрудничества с такими инновационными центрами, как NCFIL, чтобы получить доступ к их экспертам и ресурсам в пищевой промышленности.NCFIL помогает клиентам избежать распространенных ошибок при разработке продуктов и масштабировании, а гибкие возможности пилотного оборудования, а также отсутствие необходимости покупать лабораторию или нанимать внутренний персонал сокращают расходы компании на исследования и разработки».

И возможности безграничны

Двухшнековые экструдеры

существуют уже несколько десятилетий, но их использование не только в качестве корма для домашних животных и скота признано только сейчас. С внедрением других новых технологий, таких как 3D-печать, искусственный интеллект и машинное обучение, возможности технологии экструзии будут продолжать расширяться .

«NCFIL будет использовать это оборудование в основном с клиентами, но также будет проводить исследования, которые приведут к инновационным технологиям , расширяющим существующие возможности», — говорит Аймутис. «Наши сформулированные идеи являются конфиденциальными, поскольку важные результаты позволят NCFIL разработать портфель интеллектуальной собственности с технологиями, доступными для лицензирования».

Экструдеры и принцип их работы

Почти во всех случаях применения пластмассы в упаковке первым шагом является превращение твердого пластика, обычно в форме гранул, в расплав.Затем этому расплаву можно придать подходящую форму с помощью тепла и давления. Для этого используется экструдер.

Экструдер используется для пленки и листа и является частью выдувной машины для бутылок. Экструдер также является частью машины для литья под давлением для литья под давлением или литья под давлением с раздувом упаковки. Экструдер, используемый во всех этих приложениях, работает аналогичным образом. Но подают расплав на операцию формовки по-разному. Мы будем исследовать эти различия по ходу дела.

Целью экструдера является использование тепла, давления и сдвига для преобразования твердого пластика в однородный расплав для доставки на следующую стадию обработки. Это часто включает в себя смешивание добавок, таких как концентраты красителей, смешивание смол вместе и добавление измельченного материала. Измельченный лом представляет собой гранулированный лом от процесса переработки. Конечный расплав должен быть однородным по температуре и составу. Поскольку одношнековые экструдеры часто не очень хорошо перемешивают, может потребоваться дополнительное перемешивающее устройство.Давление расплавленного вязкого полимера на выходе из экструдера должно быть достаточно высоким. Которые проталкивают его через матрицу, чтобы получить желаемую форму, или заталкивают его в камеру пресс-формы.

Экструдер выполняет все это, используя цилиндр, полую трубку, содержащую шнек со спиральными каналами.

Упрощенная схема экструдера показана на рис. 1, а детали шнека показаны на рис. 2. 

Шнек обычно делится на три секции: (1) секция транспортировки твердых частиц, (2) секция сжатия или плавления и (3) секция дозирования или перекачки .Стандартный одношнековый экструдер имеет правостороннюю спираль на шнеке. Винт вращается против часовой стрелки. Если подумать о стандартном шурупе для дерева, который также прав, вращаясь против часовой стрелки. Пока он неподвижен в пространстве, древесина движется к кончику винта.

То же самое происходит в экструдере. Базовая конструкция шнека имеет только один виток, но другие конструкции имеют двойные витки вдоль части или по всей длине шнека. Другими важными компонентами являются бункер, который подает пластик или другие компоненты в экструдер через загрузочное отверстие, и головка или сопло, через которое расплавленный пластик выходит из экструдера.

FILL PLAS Разработано множество сортов полипропиленовой смолы для экструзии и литья под давлением.

Для получения дополнительной информации отправьте предложение по телефону [email protected] .

 

 

 

 

 

 

Наука о хрустящих закусках

Знаете ли вы, от чего сырная слойка становится пухлой?

Саджид Алави делает. Он инженер и доцент кафедры зерновых наук и промышленности Канзасского государственного университета.Он преподает и исследует технологию, называемую экструзионной обработкой, которая используется для производства различных продуктов, таких как макароны, сырные слойки, сухие завтраки и корма для домашних животных. Его недавнее исследование включало прогон обогащенной отрубями муки через экструдер, чтобы выяснить, можно ли ее использовать для приготовления более здоровых версий лепешек и печенья, которые по вкусу не уступают оригиналу.

Алави сказал, что процессоры или экструдеры — это машины, которые работают, проталкивая тесто через узкий цилиндр с помощью ряда вращающихся винтов.

«Мы можем контролировать скорость винтов», сказал он. «Контролируя это, мы можем контролировать процесс. Мы можем приготовить макароны, закуски или хлопья».

Трение шнеков производит тепло, повышающее температуру любого теста, проталкиваемого через экструдер. Цилиндр экструдера можно нагревать для продуктов, требующих более высокой температуры. По словам Алави, макаронные изделия производятся при низкотемпературном процессе, в то время как закуски, такие как сырные слойки, получают свой хруст при более высоких температурах.

«Когда вы нагреваете тесто и в нем много воды, вода превращается в пар», — сказал Алави. «Оно лопается, как попкорн, и вздувается. Когда тесто расширяется, оно придает желаемый хруст».

Тип матрицы, используемой, когда тесто выталкивается из экструзионного экструдера, определяет форму продукта, например, форму буквы «О» для популярных сухих завтраков, сказал Алави. Лаборатория экструзии в K-State имеет штампы примерно 50 различных форм, включая буквы алфавита и даже собственный логотип Powercat K-State.Алави также участвовал в проекте по изготовлению лечебного корма для гуся в форме кукурузных зерен.

«Вы можете переработать практически любой материал на зерновой основе в готовый готовый или формованный продукт желаемой формы, размера и вкуса», — сказал он.

Дополнительную информацию о программе экструзии K-State можно получить по телефону http://grains.ksu.edu/extrusion/

Как работает экструзия пластмасс | Lincoln Plastics

Пластмассовые изделия принимают различные формы, известные нам как пластиковые профили, но все они начинаются с исходного материала, называемого смолой.При пластиковой экструзии гранулы смолы расплавляются, фильтруются для получения однородной консистенции, проталкиваются через высечку для получения конечной формы продукта, а затем охлаждаются. Это сложный процесс, который принимает множество форм, но вот краткое описание того, как это работает.

1. Сырой пластик вместе с любыми красителями или добавками подается в бункер, который подается в экструдер.

2. Гранулы вытекают из бункера вниз через горловину подачи, которая подает их на большой вращающийся шнек, работающий внутри горизонтального барабана.

3. Шарики проходят через цилиндр на шнеке, нагреваясь до температуры плавления, характерной для данного типа пластика. К тому времени, когда он достигает конца винта, пластик тщательно перемешивается и имеет консистенцию, похожую на густую жевательную резинку.

4. На конце шнека экструдированный пластик проходит через сито и разделительную пластину, которые выполняют две функции. Экран удаляет любые загрязнения или несоответствия в пластике, а пластина прерывателя изменяет движение пластика с вращательного на продольное.Теперь он готов к смерти.

5. Штамп для индивидуального пластикового профиля – это больше, чем просто выдолбленная форма конечного продукта. Он разработан таким образом, чтобы пластик плавно и равномерно перетекал из цилиндрического профиля экструдера в окончательную форму профиля. Последовательность в этом потоке имеет решающее значение для достижения целостности конечного продукта.

Экструзия пластика используется для производства огромного ассортимента товаров, представленных сегодня на рынке, от строительных материалов до потребительских товаров и промышленных деталей.Трубы, трубки, оконные рамы, электрические покрытия, заборы, кромки и уплотнители — это лишь некоторые из распространенных изделий, изготовленных методом экструзии пластика, наряду с тысячами нестандартных профилей.

Выбор процесса экструзии пластмасс

Естественно, что при таком большом количестве возможных продуктов процесс экструзии пластмасс начинается с выбора. Прежде чем приступить к работе, важно знать, какой процесс экструзии потребуется для создания профиля продукта. Существует ряд вариаций этого процесса, которые используются для создания пластиковых изделий.Мы уже описали экструзию профилей, которую мы делаем здесь, в Geist Plastics. Узнайте больше о возможностях Geist Plastics, нажав здесь. Другие основные типы экструзии пластика перечислены ниже. Используемая матрица представляет собой вертикальный цилиндр, из которого расплавленный пластик вытягивается вверх с разным расстоянием и скоростью — эти факторы определяют толщину пленки. Сжатый воздух перемещается вверх по центру пленки, чтобы создать пузырь, из которого можно вырезать, намотать или запечатать тонкие листы.

При экструзии листов/пленок используется несколько охлаждающих валков, расположенных последовательно, для создания ровных плоских профилей из пластика. Этот процесс часто используется для профилей, на которые будет нанесен дополнительный слой, или для создания листов, которые будут подвергаться термоформованию, чтобы получить еще одну новую форму.

Коэкструзия представляет собой одновременную экструзию нескольких пластиковых профилей, которые затем проходят через одну и ту же головку для получения более сложного продукта. Этот процесс можно использовать для создания слоев или изделий с внешним покрытием из другого пластика.

Выбор типов пластика

Пожалуй, нет ничего важнее выбора правильного пластика для каждого отдельного профиля. Можно экструдировать десятки материалов, каждый из которых обладает уникальным набором свойств. Полиэтилены, поливинилхлориды, полипропилены и стиролы сильно различаются по температуре формования и охлаждения, прочности, целостности, способности противостоять химическим веществам или атмосферным воздействиям, стоимости производства и многому другому.

Например, изделия из ПВХ и полистирола часто выбирают из-за их низкой стоимости и высокой стабильности размеров, но они не обладают термостойкостью или прочностью для других применений.Изделия из полипропилена обладают отличной химической и влагостойкостью. Это лишь некоторые из доступных типов пластика для процесса экструзии пластика. Если для вашего продукта требуются уникальные материалы, для вас найдется пластиковый профиль.

Для получения дополнительной информации о выборе подходящего материала для экструдированного пластикового изделия см. http://www.iplasticsupply.com/wp-content/uploads/2011/07/iplasticsupply-plastic-material-selection-chart. pdf эту диаграмму Международной ассоциации по распространению пластмасс, в которой перечислены многие из наиболее распространенных пластмасс, а также их преимущества и недостатки.

Источники:

http://www.iplasticsupply.com/8464/what-to-use-how-do-i-choose-the-proper-plastic-materials/

http://www.iplasticsupply. com/wp-content/uploads/2011/07/iplasticsupply-plastic-material-selection-chart.pdf

Основы экструзии: укрощение винта

Планета Земля вращается со скоростью 0,0007 об/мин. Легко рассчитать: один оборот в день разделить на 24, чтобы получить число оборотов в час, а затем на 60, чтобы получить число оборотов в минуту = об/мин.Что касается линейной скорости, это зависит от того, где вы живете. В Северной Калифорнии, где я нахожусь, 38° северной широты, и мы движемся со скоростью около 730 миль в час. Это примерно скорость звука, но мы не чувствуем и не слышим ее, поскольку воздух вокруг нас движется так же быстро. Это намного быстрее, чем внутри любого экструдера — в 12-дюймовом/30-сантиметровом цилиндре, работающем со скоростью 100 об/мин, частица на стенке цилиндра по-прежнему достигает скорости всего 314 футов/мин или 0,36 мили в час. Ничего из этого не важно при работе с экструдером, но для нас, инженеров, это весело.

Это важно, однако, чтобы понять, как работает винт. Вот сокращенная версия раздела, посвященного одиночным винтам, в моем Руководстве по экструзии пластмасс (24-е издание, 2021 г.).

Отношение длины к диаметру

Мы выражаем длину системы как отношение длины к диаметру (L/D). Наиболее распространенное соотношение L/D составляет около 24:1; некоторые из них длиннее 30: 1 или даже больше, а некоторые — всего 20: 1. Большая длина может означать большую производительность, если нагрев, плавление или смешивание являются выходными ограничениями

Стандартный винт имеет три зоны:

  • Зона подачи — глубина постоянна и достаточна для приема пластиковых частиц.
  • Зона сжатия — глубина становится меньше, как будто стенки смыкаются с пластиком, что создает давление, препятствующее проникновению воздуха между частицами вниз по стволу.
  • Зона дозирования — когда пластик попадает в эту зону, он почти весь расплавлен и готов к смешиванию и выталкиванию через матрицу. Эта зона имеет постоянную глубину, но значительно мельче кормовой.

Многие винты имеют квадратный шаг, что означает, что расстояние от одного витка до другого равно диаметру.Это позволяет легко получить L/D, просто считая обороты. Часть под загрузочным отверстием не должна быть включена в L/D, но многие люди учитывают, так как это делает винт длиннее.

Степень сжатия

Степень сжатия винта — это отношение объема первого витка к объему последнего, обычно от двух до четырех. Его часто принимают как отношение глубины первого канала к последнему в винте с постоянным шагом. Коэффициент сжатия полезен, но это неопределенное число, и оно не может правильно описать винт, если не известна хотя бы одна глубина канала.

Ширина полета (толщина) составляет около 10% от диаметра ствола. Более широкие лопасти лишают винт длины и выделяют слишком много тепла в зазорах к стенке цилиндра, в то время как узкие лопасти могут привести к слишком большому потоку (утечке) в этих зазорах. Чтобы избежать застоя в месте, где полет встречается с корнем, углы закруглены

Винты обычно изготавливаются из стали, поддающейся механической обработке, но поверхности скребка, расположенные ближе всего к стволу, дополнительно обрабатываются для замедления износа. Для легкого использования достаточно закалки пламенем. Вся поверхность винта может быть закалена азотированием, но обычная обработка представляет собой нанесение на эти рабочие поверхности колпачка из твердого сплава.

Бочки представляют собой стальные цилиндры, обычно футерованные износостойким сплавом.

Зазор между витками винта и цилиндром новых винтов составляет от 0,005 до 0,010 дюйма (от 0,125 до 0,25 мм), меньше для очень маленьких винтов и больше для очень больших. Более плотное прилегание было бы более дорогостоящим для производства и выделения слишком большого количества тепла. Некоторый износ, превышающий эти значения, обычно безвреден и даже может быть полезен, поэтому перед восстановлением или заменой убедитесь, что существует реальная проблема (например, перегрев, потому что винт должен вращаться быстрее для той же производительности).

Винты могут быть спроектированы с помощью компьютера, если мы знаем сопротивление (давление на кончике винта), желаемую производительность и вязкость материала, но все же рекомендуется «приправить» компьютер некоторым опытом перед резкой металла.

Хромирование винта может увеличить проскальзывание в основании (что хорошо) и предотвратить коррозию, особенно вне станка, но для большинства пластиков в этом нет необходимости. Для высокоабразивных материалов вся поверхность шнека может быть закалена. Наконец, для ПВДХ и некоторых фторопластов требуются специальные металлы, так как материалы на основе железа подвержены коррозии, а покрытие недолговечно.

Некоторые винты расточены с центральным проходом. Водяное охлаждение по всей длине улучшает перемешивание в последних пролетах. Масло используется с жестким ПВХ для удержания наконечника винта при температуре около 300 ° F (150 ° C), поэтому ПВХ не разлагается там. Охлаждение шнека только на полпути к стволу выполнено из пластика, чтобы предотвратить прилипание к основанию шнека в зоне подачи.

Секция Мэддок

Секция Мэддока представляет собой отрезок винта длиной около двух диаметров, обычно находящийся всего за несколько витков до конца, с большими канавками (называемыми канавками) попарно вместо витков.

Каждая входная канавка имеет соответствующую выходную канавку с барьерным гребнем между ними (см. рисунок ниже). Зазор до ствола над этим выступом составляет от 0,020 до 0,030 дюйма (от 0,50 до 0,75 мм). Первые Мэддоки имели канавки, параллельные оси винта, но сейчас больше винтовых.

Впускные и выпускные канавки в секции Maddock. Эскиз предоставлен Алланом Гриффом.

Расплав поступает во входные канавки, перетекает через гребень барьера и выходит через выпускные отверстия.Нерасплавленные окатыши не могут проходить целиком, а разрезаются и сплющиваются и, наконец, переходят в виде расплава. Кроме того, более холодный расплав остается в зоне повышенного сдвига дольше, чем более горячий, что обеспечивает большую термическую однородность. Его часто называют смесительной головкой Мэддока, но он редко находится на конце (головке) шнека и представляет собой скорее фильтр, чем смеситель.

Барьерный винт

Барьерный шнек имеет участок, занимающий большую часть зоны сжатия, с дополнительным витком, образующим два параллельных канала — для расплава и для окатышей.Зазор между новым скребком и цилиндром достаточно велик, чтобы расплав, образовавшийся в канале для гранул, мог течь обратно в канал для расплава, но достаточно мал, чтобы заблокировать гранулы размером около 0,060 дюйма (1,5 мм). Гранулы остаются в своем основном канале, но с них сливается лишний расплав, и, таким образом, при трении друг о друга выделяется больше тепла трения. Следовательно, плавка более эффективна в расчете на об/мин. По мере продвижения материала вниз по шнеку образуется больше расплава, поэтому канал для расплава увеличивается в объеме. Канал для окатышей, однако, становится меньше по мере того, как все меньше окатышей остается нерасплавленными, до тех пор, пока секция, наконец, не закончится, окатыши не исчезнут и расплав не будет унесен за один проход через зону дозирования.Обычно такое ограждение комбинируют с секцией Maddock в зоне дозирования или другим специальным смесительным устройством.

Секция барьера на чертеже имеет длину всего 4 диаметра, но она укорочена для ясности; обычная длина составляет не менее 10 диаметров.

Барьерный винт. Эскиз предоставлен Алланом Гриффом.

Смесительные штифты представляют собой кольца шпилек, выступающие из основания шнека и нарушающие обтекаемый поток, как камни в ручье, тем самым улучшая перемешивание.Их обычно кладут в последнюю четверть винта.

Стволы с канавками имеют осевые или винтовые канавки в стволе в отдельной зоне подачи с водяным охлаждением для улучшения всасывания скользких твердых пластиков, таких как полиэтилен высокой плотности. Нужен шнек с более мелкой подачей и более глубокой зоной дозирования, часто вообще без компрессии. Поскольку глубокая зона дозирования приводит к плохому смешиванию, необходимо дополнительное оборудование, либо секция интенсивного смешивания на выходном конце шнека, либо статический смеситель в головке.

Вентилируемый профиль

Для вентилируемой (двухстадийной) экструзии используется очень длинный шнек, так как весь материал должен быть расплавлен перед выпуском, который обычно составляет около 70% от общей длины. Эта первая часть представляет собой обычный трехзонный шнек, но затем он внезапно снова становится глубоким, снижая давление расплава, поэтому через отверстие в цилиндре (вентиляционное отверстие) можно применить вакуум для отвода воздуха, влаги или других летучих веществ. Расплав продолжается вниз по потоку, подвергается повторному сжатию, проходит через секцию окончательного дозирования и смешивания, а затем выходит через головку.

Материалы могут быть добавлены через вентиляционное отверстие, такие как пенообразующие газы и агенты, лом, смешивающая смола и микродобавки. Можно вводить даже нетермопласты, такие как стекловолокно, которое не должно плавиться и гораздо менее абразивно при добавлении к расплавленному материалу, чем при смешивании с твердыми твердыми частицами сырья.

В вентилируемом винте вторая ступень должна забирать то, что первая (задняя) ступень помещает в вентилируемую зону, а также должна работать против сопротивления головки.Таким образом, насосная мощность второй ступени должна быть больше, чем производительность первой ступени, которая работает с нулевым сопротивлением, иначе подача должна контролироваться отдельно, чтобы расплавленный пластик не вытекал из вентиляционного отверстия. Обычное соотношение глубины дозирования спереди и сзади составляет от 1,5 до 2,0. Однако глубокие каналы не могут хорошо прокачиваться при высоком давлении, поэтому типичный вентилируемый шнек может работать только при максимальном сопротивлении (включая экраны) около 2500 фунтов на квадратный дюйм (17 МПа). Для более высокого сопротивления напору требуется регулируемая подача или шестеренчатый насос для вентиляции.

Двухзаходные и волнистые винты

Двухзаходные винты имеют два параллельных пути частично или полностью по винту. В зоне дозирования это способствует теплопередаче, поэтому иногда используется там, где необходимы очень высокие температуры, например, при экструзионном нанесении покрытия. Считается, что двухзаходная зона подачи обеспечивает более плавную подачу (меньше пульсаций), но сегодня ее редко можно увидеть. Все винты барьера имеют двухзаходную форму в своих разделах барьера, но эти два пути не равны, как объяснялось выше.В волновом шнеке две (или три) дорожки имеют одинаковую ширину, но между ними есть барьер, достаточно низкий для перетекания расплава. Глубины каналов имеют волнообразные увеличения и уменьшения, противофазные друг другу, поэтому, когда один путь неглубокий, путь через барьер является глубоким, и расплав течет от мелкого к глубокому. Через пол-оборота глубины обратные. Расплав по-прежнему течет от мелководья к глубине, поэтому он перемещается вперед и назад через барьер по мере продвижения вниз по течению, что хорошо для перемешивания и стабилизации потока.

 

Об авторе

Аллан Грифф — опытный инженер по экструзии, начавший с технического обслуживания у крупного поставщика полимеров, а теперь уже много лет работающий самостоятельно в качестве консультанта, свидетеля-эксперта в судебных делах и особенно в качестве преподавателя посредством вебинаров и семинаров. как публичный, так и внутренний, а теперь и в его новой аудиовизуальной версии. Он написал «Технология экструзии пластмасс », первую практическую книгу по экструзии в Соединенных Штатах, а также «Руководство по эксплуатации экструзии пластмасс», , которое обновляется почти каждый год и доступно на испанском, французском и английском языках.Узнайте больше на его веб-сайте   www.griffex.com или напишите ему по электронной почте   [email protected] .

Никаких живых семинаров в ближайшем будущем, а может быть, и никогда не планируется, поскольку его виртуальный аудиовизуальный семинар даже лучше живого, говорит Грифф. Никаких поездок, никаких ожиданий живых выступлений, те же слайды PowerPoint, но с аудиопояснениями и письменным руководством. Смотрите в своем собственном темпе; групповое посещение предлагается по единой цене, включая право задавать вопросы и получать исчерпывающие ответы по электронной почте.Позвоните по телефону 301/758-7788 или напишите по электронной почте [email protected] для получения дополнительной информации.

Как работает экструзия при производстве плавленых нитей (FFF)


Экструзия является основным компонентом производства плавленых нитей (FFF). Во время этого процесса 3D-печати принтер будет выдавливать сырье для создания желаемого объекта. В большинстве принтеров FFF используются стержни или нити материала. Когда материал выдавливается из принтера, он осаждается на предмет или внутрь него.Чтобы узнать больше об экструзии и о том, как она работает в 3D-печати FFF, продолжайте читать.

Основы экструзии

Экструзия, конечно же, представляет собой процесс, который включает продавливание материала — обычно нагретого или иным образом размягченного материала — через головку. Матрица обычно меньше резервуара или контейнера, в котором хранится материал. Затем давление из-за материала проталкивает его через матрицу. Когда материал выбрасывается, он имеет ту же однородную форму, что и матрица. Существует множество различных форм экструзии, но все они связаны с продавливанием материала через матрицу.

Почему в 3D-принтерах FFF используется экструзия

В 3D-принтерах

FFF используется экструзия, поскольку она обеспечивает однородную форму и консистенцию наносимого материала. Материал не просто капает из сопла печатающей головки. Скорее, он вытесняет сопло, чтобы оно приняло ту же форму и размер, что и головка сопла. В результате экструзия помогает предотвратить утечку или капание нежелательного материала из сопла. Если за материалом нет давления, он, как правило, не выйдет.

Типы процессов экструзии FFF


Хотя почти все 3D-принтеры FFF используют экструзию, некоторые из них используют разные процессы экструзии, чем другие. Горячая экструзия, например, включает в себя нагрев материала перед его экструдированием. Материал, используемый при горячей экструзии, обычно получают из стержня. Когда стержень приближается к концу головки принтера, он нагревается и становится более гибким.

Некоторые 3D-принтеры FFF также поддерживают использование гранул для горячей экструзии.Как и в случае со стержнями, гранулы в этих 3D-принтерах нагреваются перед экструдированием. Гранулированные гранулы состоят из термопласта, который нагревают. После нагревания гранулы высвобождаются в виде жидкого материала на печатный объект или внутрь него.

С другой стороны, холодная экструзия

не требует нагревания материала. Скорее, в нем используются частицы порошка комнатной температуры, взвешенные в растворе на жидкой основе. Частицы порошка все еще вытесняются из сопла печатающей головки, но остаются холодными и ненагретыми на протяжении всего этого процесса.Надеюсь, это даст вам лучшее представление об экструзии и о том, как она работает в 3D-печати FFF.

Узнайте больше об услуге аддитивной печати Monroe или закажите печать деталей прямо сейчас!
Нет тегов для этого поста.

Одношнековый экструдер,Производители одношнековых экструдеров,Поставщики одношнековых экструдеров,экспортеры

Одношнековый экструдер


Введение
Одношнековый экструдер является одним из основных видов операций по переработке полимеров.Основной функцией одношнекового экструдера является создание давления в расплаве полимера, чтобы полимер мог экструдироваться через головку. Большинство одношнековых экструдеров пластифицируются, что означает, что шарики твердой смолы или порошки плавятся в шнеке под давлением. Однако для смешивания можно использовать и некоторые одношнековые системы. Одношнековый экструдер полезен, когда используется чистый полимер, такой как HDPE.

Процесс экструзии: Одношнековый экструдер в основном состоит из шнека, цилиндра, приводного механизма, механизма подачи смолы и элементов управления.Постоянно вращающийся шнек перемещает смолу через нагретый цилиндр, где она нагревается до нужной температуры и смешивается в однородный расплав. Возникает турбулентное противодавление, которое выталкивает расплав из экструдера в форме головки. Смола иногда не полностью расплавляется в основном экструзионном шнеке. Барьерный винт предназначен для решения этой проблемы. Иногда к переходной секции прикрепляют дополнительные скребки, чтобы разделить расплавленный и твердый пластик по разным каналам.Когда твердая таблетка движется вперед, она плавится из-за трения о стенку и, таким образом, плавится и течет в канал для жидкости. Таким образом, канал твердого вещества постепенно сужается, а канал жидкости расширяется.

Способность шнека производить продукцию хорошего качества с высокой производительностью и низкой себестоимостью называется его производительностью. На этапе проектирования процесса экструзии очень важна оценка характеристик шнека. Мера деформации или растяжения, которой подвергаются материалы из-за регулярных потоков внутри обычного шнекового канала, увеличивается линейно с длиной канала экструдера.

Конструкция экструзионного шнека с годами совершенствовалась благодаря новым инновациям и идеям. В настоящее время доступны одиночные шнеки со вторичными витками, которые повышают скорость за счет более быстрого плавления. Одношнековый экструдер доступен с различными типами аксессуаров, такими как автоматические гравиметрические питатели, вакуумные блоки, регуляторы температуры и давления, теплообменники, насосы расплава, статические и динамические смесители, микропроцессорные системы управления, а также с широким диапазоном геометрии шнеков для различные материалы и изделия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.