Apa yang dimaksud dengan Extruder? - Panduan Lengkap

Salah satu mesin utama yang telah merevolusi industri manufaktur pipa plastik adalah ekstruder.

Ini adalah ekstruder serbaguna, multiguna, dan ringan yang dapat melakukan berbagai tugas. Baik itu plastisisasi leleh, pencampuran dan homogenisasi, pembentukan, degassing dan devolatilisasi, atau modifikasi, Anda dapat menggunakan ekstruder untuk semuanya.

Dalam panduan ini, kita akan menjelajahi semua aspek utama mesin ini - mulai dari definisi, jenis, fungsi setiap bagian, pengoperasian, komponen hingga prinsip kerjanya.

Extruder adalah perangkat industri yang digunakan untuk melelehkan dan mengekstrusi bahan, seperti plastik dan karet. Ini terutama dibagi menjadi dua jenis: sekrup tunggal dan sekrup kembar. Prinsip kerjanya adalah untuk memplastisisasi bahan padat menjadi lelehan yang seragam dan secara terus menerus mengekstrusi mereka menjadi bentuk melalui gaya geser, tekanan dan pemanasan eksternal yang dihasilkan oleh rotasi sekrup.

Terdiri dari sistem transmisi (motor + roda gigi reduksi), sistem ekstrusi (barel + sekrup) dan sistem kontrol suhu, dan cocok untuk produksi pipa, profil, dll. yang berkelanjutan. Sebagai contoh, model ZJL-200B dilengkapi dengan pengoperasian layar sentuh dan mixer berpendingin udara, yang mendukung kontrol presisi tingkat laboratorium.

Ekstruder sekrup kembar bekerja bersama-sama, sehingga cocok untuk pencampuran presisi tinggi dan pemrosesan bahan yang kompleks. Misalnya, dapat menyesuaikan kelembapan, suhu, dan struktur serat dalam pengembangan protein nabati.

Zona umpan adalah area penyimpanan bahan baku ekstruder. Bahan baku dimasukkan ke dalam zona umpan dalam bentuk butiran atau bubuk dan kemudian dibawa ke hilir oleh sekrup yang berputar.

Sekrup adalah komponen inti dari ekstruder. Terdiri dari serangkaian ulir dan biasanya terletak di dalam barel. Fungsi utama sekrup adalah untuk memanaskan, melelehkan, mencampur, dan mendorong bahan baku ke depan. Struktur dan bentuk ulir sekrup dapat disesuaikan agar sesuai dengan bahan dan persyaratan produk yang berbeda.

Laras adalah wadah silinder yang menampung sekrup. Biasanya terbuat dari paduan atau pelapis khusus untuk menahan suhu dan tekanan tinggi. Fungsi utamanya adalah memanaskan dan melelehkan bahan baku sambil mempertahankan tekanan yang konstan.

Pengekstrusi biasanya dilengkapi dengan elemen pemanas, seperti pemanas listrik atau pita pemanas, untuk memanaskan bahan mentah hingga mencapai titik leleh dan mengontrol suhu. Sistem pendingin juga diperlukan untuk memastikan bahwa produk yang diekstrusi mendingin dengan cepat dan mempertahankan bentuk yang diinginkan.

Die atau kepala ekstrusi menentukan bentuk dan dimensi produk akhir. Bahan baku mengalir melalui kepala ekstruder dan diproses lebih lanjut menjadi produk yang diinginkan, seperti pipa, film, dan profil.

Sistem kontrol memonitor dan mengontrol berbagai parameter ekstruder, seperti suhu, tekanan, dan kecepatan sekrup. Menyesuaikan parameter ini sangat penting untuk memastikan kualitas produk.

Produk tertentu, seperti pipa atau film, perlu dipotong dengan panjang tertentu atau digulung menjadi gulungan setelah ekstrusi. Sistem ini menangani langkah-langkah pemrosesan ini.

Sistem penggerak menyediakan daya yang diperlukan untuk memutar sekrup dan menggerakkan komponen mekanis lainnya. Biasanya, sistem ini terdiri dari motor listrik, peredam kecepatan, dan transmisi.

Ekstruder sekrup tunggal adalah ekstruder tiga tahap, yang terdiri atas bagian pengumpanan, reduksi dan ekstrusi.

Bahan baku ekstrusi biasanya berbentuk butiran. Perangkat pengumpanan, juga dikenal sebagai hopper, memastikan aliran material yang terus menerus ke dalam laras ekstruder. Bentuknya menyerupai corong Büchner dan tersedia dalam bentuk kerucut atau persegi-kerucut. Bagian bawah hopper, di mana ia bertemu dengan laras, adalah port umpan, dilengkapi dengan perangkat pemutus untuk mengatur dan mematikan aliran material. Klem pendingin mengelilingi port umpan untuk mencegah perpindahan panas dari suhu tinggi aliran material ke hopper, mencegah plastik di dalam hopper memanas dan menjadi lengket, yang dapat menyebabkan pengumpanan yang tidak merata dan aliran material yang terhambat. Sisi hopper dilengkapi dengan port tampilan kaca dan perangkat kalibrasi dan pengukuran. Beberapa hopper juga memiliki perangkat pelepas tekanan vakum yang mengeringkan panas untuk mencegah plastik menyerap uap air dari udara, perangkat pengaduk untuk mencegah “jembatan rel kereta api” yang disebabkan oleh plastik bubuk, dan perangkat yang secara otomatis memasukkan bahan secara berkala.

Laras, juga dikenal sebagai ekstruder, adalah silinder logam yang mengalami panas dan tekanan. Peleburan dan penyusutan material terjadi sepenuhnya di dalam laras. Suhu pengoperasian selama ekstrusi biasanya antara 180°C dan 290°C, dengan tekanan internal mencapai 60 MPa. Perangkat pemanas dan pendingin dipasang di luar laras, biasanya dalam tiga atau empat tahap. Yang umum digunakan adalah pemanas resistor atau induktor, meskipun pemanasan radiasi juga merupakan pilihan. Tujuan pendinginan adalah untuk mencegah panas berlebih pada plastik atau mendinginkan plastik dengan cepat selama pemadaman untuk mencegah pelelehan. Pendinginan biasanya dilakukan dengan menggunakan pendingin udara atau air. Laras harus tahan terhadap tekanan tinggi dan harus memiliki kekuatan tekan dan kekakuan yang cukup, dengan bagian dalam yang halus. Laras umumnya digunakan untuk mencegah keausan dan korosi. Gesekan dari plastik yang terlalu panas dicegah dengan gesekan, sementara juga menjaga permukaan sekrup ekstruder sedikit lebih dingin daripada laras untuk mencegah material menempel padanya dan memfasilitasi pengangkutan material.

Sekrup ekstruder ditangguhkan di bagian tengah laras dengan menggunakan bantalan dorong, sejajar dengan sumbu laras tanpa deviasi yang signifikan. Jarak bebas minimal antara sekrup ekstruder dan laras memungkinkan plastik terkena gaya geser yang kuat, meleleh dan mendorongnya ke depan.

Prinsip kerja ekstruder adalah memplastisisasi bahan padat menjadi lelehan yang seragam dan secara terus menerus mengekstrusi ke dalam bentuknya melalui gaya geser, tekanan dan pemanasan eksternal yang dihasilkan oleh rotasi sekrup.

Bahan baku padat masuk ke dalam laras dari hopper dan didorong ke depan dan dipadatkan oleh gesekan sekrup yang berputar, namun tetap padat.

Bagian pengangkutan dari ekstruder sekrup tunggal memiliki desain alur spiral yang dalam untuk memastikan pengangkutan yang efisien.

Volume saluran sekrup secara bertahap berkurang, dan material meleleh akibat gaya geser dan pemanasan eksternal. Kira-kira 80% panas berasal dari geseran mekanis dan 20% dari pemanasan eksternal.

Pengekstrusi sekrup kembar menghasilkan geseran dan pencampuran yang lebih seragam melalui gerakan “berbentuk O” dari sekrup yang saling bertautan.

Lelehan dikontrol secara tepat pada tahap pengukuran aliran dan tekanan, dan kemudian dibentuk ke dalam bentuk yang diinginkan (seperti tabung atau film) melalui cetakan.

Stabilitas suhu sangat penting untuk memastikan kualitas produk.

Pertama, peralatan ekstruder harus ditempatkan di lokasi yang berventilasi untuk memastikan bahwa panas dari motor hilang dan secara efektif memperpanjang masa pakainya; mesin harus diarde dengan baik.

Lakukan perawatan secara teratur dan periksa sekrup alat. Setelah mesin baru digunakan selama 1 jam, kencangkan sekrup pisau yang dapat digerakkan dan pisau tetap dengan alat untuk memperkuat fiksasi antara pisau dan dudukan alat. Tambahkan minyak pelumas ke bantalan secara teratur untuk memastikan pelumasan di antara bantalan. Untuk memastikan ketajaman potongan alat, alat harus sering diperiksa untuk memastikan ketajamannya dan mengurangi kerusakan yang tidak perlu pada komponen lain yang disebabkan oleh mata pisau tumpul. Lakukan perawatan secara teratur dan periksa apakah sabuk kendor dan kencangkan tepat waktu.

Mulai ulang - Sebelum memulai untuk kedua kalinya, bersihkan sisa bahan yang dihancurkan di ruang mesin untuk mengurangi hambatan awal. Buka penutup inersia dan penutup katrol secara teratur dan bersihkan saluran keluar abu di bawah flensa, karena bubuk yang dikeluarkan dari ruang penghancur memasuki bantalan poros.

Mengganti suku cadang - Saat mengganti alat pemotong, jarak antara pisau yang bergerak dan pisau tetap sebaiknya 0,8 MM untuk penghancur di atas 20HP, dan 0,5 MM untuk penghancur di bawah 20HP. Semakin tipis bahan daur ulang, semakin besar celah yang dapat disesuaikan dengan tepat.