Экструзионная обработка материалов

экструдер

В общем случае под экструзионной обработкой какого-либо материала понимается его продавливание в виде пасты или расплава через специальные формирующие приспособления - экструзионные головки или фильеры. Неспециалист легко может представить себе суть описываемого процесса, если пристально посмотрит на выдавливаемую утром из тюбика с зубной пастой "колбаску": изменив форму выходного отверстия можно легко поменять и саму форму поперечного сечения "колбаски".

Наиболее часто экструзионной обработке подвергаются термопласты - полимерные материалы, которые при повышении температуры способны переходить в высокопластичное или вязкотекучее состояние. Изделия/полуфабрикаты из таких полимеров обрабатывают либо получают на специально сконструированных для этого машинах - экструдерах, термопластавтоматах и т.д.

Ключевые элементы технологии

Важно понимать, что одним из обязательных ключевых элементов успешной экструзионной обработки является прецизионно-точный нагрев фильеры экструдера или экструзионной головки. Дело в том, что нагрев фильеры экструдера задаёт сразу несколько ключевых параметров формуемой массы:

вязкость материала - как правило, зависит от температуры нелинейно, т.е. если нагрев фильеры экструдера испытывает даже небольшие отклонения в ту либо иную сторону, вязкость формуемой массы при этом может меняться очень сильно;

термическая устойчивость материала - типично с повышением температуры полимеры начинают быстро разлагаться, поэтому нагрев фильеры экструдера должен удерживаться в узком рабочем диапазоне, без локальных перегревов формуемой массы;

равномерность теплового поля - при изготовлении погонажных изделий нагрев фильеры экструдера должен быть максимально равномерен, поскольку в противном случае все отклонения температуры проявятся в виде дефектов формы/поверхности готового изделия;

Какими именно элементами может производиться нагрев фильеры экструдера

Кольцевые нагреватели

Чтобы удерживать нагрев фильеры экструдера в необходимых пределах используется большое количество разнообразных нагревателей, подбираемых из соображений адекватности форме рабочего органа станка, соответствию по номинальной мощности и напряжению питания, а также максимальной достижимой рабочей температуре. Патронные нагреватели типично применяются для локального (канального) подогрева, в то время как плоские нагреватели используются для прогрева протяжённых поверхностей (как плоских, так и сложной формы - например, кольцевые нагреватели).

 

Обычно они подразделяются на плоские металлические нагреватели (с проволочными элементами внутри), плоские керамические нагреватели (имеют максимально возможную рабочую температуру) и плоские алюминиевые нагреватели (используются для умеренного подогрева, технологичны и типично дают наиболее равномерное тепловое поле). Выбор подходящего типа нагревательного устройства, с помощью которого будет осуществляться нагрев фильеры экструдера, необходимо производить с помощью квалифицированного специалиста и руководствуясь технологической документацией на оборудование.