Типы экструзии для изготовления пластиковых изделий

В данной статье мы рассмотрим основные варианты экструзии, а также преимущества и недостатки каждого из них.

Экструзия

Экструзия – это процесс пластической формовки, при котором расплав полимера продавливается через матрицу для создания аксиально-симметричного профиля.

Процесс экструзии

Пластиковые гранулы подаются через бункер [1]  в цилиндр экструдера с вращающимся шнеком [2], спиральная форма которого перемещает гранулы вперед через нагретую кольцевыми нагревателями камеру [3]. Гранулы нагреваются постепенно и превращаются в однородный пластиковый расплав по мере приближения к концу.

Расплавленная масса проталкивается через холодную фильеру [4], где она формируется и затвердевает до аксиально-симметричного профиля.

Преимущества

• Низкая стоимость готового изделия, отличная гибкость

• Нет ограничения по фактической длине

• Экструзия - непрерывный процесс, что очень эффективно и экономично

• Постоянное контролируемое поперечное сечение продукции

Недостатки

• Значительное отклонение размеров из-за расширения

• Возможны ограниченные виды продукции
  

Прямая экструзия

Прямым называется такой тип операции экструзии, при которой слиток проталкивается через матрицу.

Процесс

Рабочий материал для данного типа экструзии представляет собой предварительно нагретый слиток [1], помещенный в барокамеру [2]. Плунжер [3] прижимается к слитку с приложенной силой сжатия, которая проталкивает слиток через матрицу [4] на дне камеры давления. При этом слиток принимает форму площади поперечного сечения штампа и выдавливается в виде сплошного аксиально-симметричного стержня [5].

Усилие, необходимое для продавливания слитка через контейнер, велико из-за большого трения между слитком и стенкой контейнера. Когда слиток разрезается и становится тоньше, сила, воздействующая на задний конец слитка, не может протолкнуть его через матрицу с желаемыми результатами. Из-за этого обычно нельзя использовать заднюю часть.

Кольцевые нагреватели помогают нагреть слиток и уменьшить необходимое для продавливания давление, однако подбирать параметры таких нагревателей нужно очень тщательно.

Преимущества

• Непрерывный процесс
  

• Большие производственные тиражи

• Множество видов сырья

Недостатки

• Ограниченная форма продукта

• Только равномерное сечение

• Большие силы и трение, чем при непрямой экструзии

Непрямая экструзия

Непрямым называется процесс экструзии, при котором полая фильера проталкивается через камеру давления к слитку, который выталкивается назад через центр фильеры в сплошной стержень.

Процесс

Рабочий материал представляет собой предварительно нагретый слиток [1], помещенный в барокамеру [2]. Полый плунжер [3] с установленной на конце полой головкой [4] прижимается к слитку с приложенной силой сжатия, которая проталкивает слиток через центр матрицы в направлении, противоположном давящей силе. Затем слиток принимает ту же форму, что и поперечное сечение матрицы, и выталкивается в виде сплошного аксиально-симметричного стержня [5].

Сила трения между слитком и камерой давления мала, когда слиток проталкивается в матрицу и обратно через матрицу.

Преимущества

• Меньшее усилие, чем прямая экструзия, меньшее трение, чем прямая экструзия
  

• Большие производственные тиражи
  

• Меньшая склонность к переломам

• Множество видов сырья
  

• Контейнер прослужит дольше из-за меньшего износа
  

Недостатки

• Площадь поперечного сечения ограничена максимальным размером стержня
  

• Примеси и дефекты на поверхности слитка влияют на поверхность экструзии
  

Прямая полая экструзия

Прямая полая экструзия – это процесс экструзии, при котором поршень с оправкой продавливает слиток через матрицу и создает полую деталь.

Процесс

Рабочий материал для прямой полой экструзии представляет собой предварительно нагретый слиток [1], помещенный в барокамеру [2]. Плунжер [3] с оправкой прижимается к слитку с приложенной силой сжатия, которая выталкивает слиток из матрицы [4] и вокруг оправки. Затем слиток принимает ту же форму, что и площадь сечения матрицы и оправок, и выталкивается в виде полого аксиально-симметричного профиля [5].

Усилие, необходимое для продавливания слитка через контейнер, велико из-за большого трения между слитком и стенкой контейнера. Когда слиток разрезается и становится тоньше, сила, воздействующая на задний конец слитка, не может протолкнуть его через матрицу с желаемыми результатами. Из-за этого обычно нельзя использовать заднюю часть.

Непрямая полая экструзия

Непрямая полая экструзия – это процесс экструзии, при котором движущаяся камера толкает слиток на неподвижную головку для создания полого компонента.

Процесс

Рабочий материал представляет собой предварительно нагретые слитки [1], помещенные в барокамеру [2]. Камера прижимается к неподвижному поршню [3] с головкой [4], установленной на конце, и прижимается к слитку с приложенной силой сжатия, которая вынуждает слиток пройти через матрицу в сторону, противоположную силе сжатия. Затем слиток принимает ту же форму, что и поперечное сечение матрицы и камеры давления, и выталкивается в виде полого аксиально-симметричного профиля [5]

Поскольку слиток движется вместе с камерой давления, между ними не возникает сил трения.

Ударная экструзия

При процессе ударной экструзии пуансон ударяется о слиток, помещенный в изложницу, так что слиток принимает форму изложницы и выдавливается на сторону пуансона.

Процесс

Заготовка представляет собой тонкий слиток [1], который вместе со смазкой помещается в изложницу [2]. Пуансон [3] прижимается к слитку с приложенной силой сжатия, которая заставляет слиток течь по сторонам кристаллизатора и вверх по ходу пуансона [4].

Деталь освобождается с помощью съемной пластины [5], когда пуансон возвращается в свое верхнее положение.

Преимущества

• Быстрый производственный цикл
  

• Экономичное массовое производство

• Отверждает натуральные сплавы, не поддающиеся термической обработке
  

• Получаются продукты с плотной и непористой структурой

Недостатки

• Значительный отвод тепла от деформации на высоких скоростях
  

• Ограниченный размер продукта

Гидростатическая экструзия

Гидростатическая экструзия – это процесс экструзии, при котором слиток, окруженный жидкостью, проталкивается через матрицу.

Процесс

Рабочий материал представляет собой предварительно нагретый слиток [1], помещенный в камеру давления [2] с матрицей [3] внизу. Оставшаяся пустота в камере затем заполняется жидкостью [4]. Плотно прилегающий поршень [5] прижимается к жидкости с приложенной силой сжатия, которая выталкивает слиток из фильеры на дне камеры давления. Затем слиток принимает форму поперечного сечения матрицы и выталкивается в виде сплошного аксиально-симметричного стержня [6].

Сила, необходимая для продавливания слитка через контейнер, мала, поскольку жидкость делает трение о стенки камеры незначительным.

Когда слиток разрезается и становится тоньше, сила, воздействующая на задний конец слитка, не может протолкнуть его через матрицу с желаемыми результатами. Из-за этого обычно нельзя использовать заднюю часть.

Преимущества

• Отсутствие трения между контейнером и слитком
  

• Низкое энергопотребление
  

• Данный процесс экструзии обычно увеличивает пластичность материала при приложении высокого давления
  

• Можно экструдировать большие слитки
  

• Возможность экструзии с большим поперечным сечением, плавный поток материала
  

Недостатки

• Возможная утечка жидкости и масла под давлением
  

• Неконтролируемая скорость выдавливания в конце

• Слитки необходимо обработать для устранения дефектов поверхности
  

Экструзия пленки с раздувом

В процессе формования пластика с помощью экструзии с раздувом создается тонкая пластиковая пленка.

Процесс

Пластиковые гранулы [1] подаются через бункер во вращающийся шнек [2], спиральная форма которого перемещает гранулы вперед через нагретую камеру [3]. Гранулы нагреваются при помощи кольцевых нагревателей постепенно и превращаются в однородный пластиковый расплав по мере приближения к концу винтовой винт.

Расплавленная масса продавливается через фильеру [4], в которой расплав экструдируется в тонкостенную трубку. Внутри трубки вдувается воздух [5], что означает, что труба быстро расширяется и утончает стенки трубки до тонкой пластиковой пленки, которую затем сжимают и скручивают в рулон [6].

Преимущества

• Превосходные механические свойства пленки
  

• Максимальная прочность

• Высокая производительность, простая проверка ассортимента

• Потребности в более низкой температуре
  

• В целом недорогие производственные машины
  

Недостатки

• Ограничения на охлаждение ограничивают производительность
  

• Ограниченная толщина пленки
  

• Плохие оптические свойства по сравнению с некоторыми другими альтернативами
  

Нагреватели для экструзии от производителя Полимернагрев

Мы производим кольцевые и плоские нагреватели для экструзии уже много лет. В ассортименте наших товаров кольцевые нагреватели с миканитовой и керамической изоляцией, плоские и рамочные нагреватели, патронные ТЭНы для нагрева фильеры, сопловые нагреватели. Мы имеем огромный опыт в разработке нагревателей для различных типов экструдеров и поможем вам подобрать оптимальные параметры нагревательных элементов для эффективной работы.