Ekstrüder Nedir? - Eksiksiz Bir Kılavuz

Plastik boru imalat endüstrisinde devrim yaratan başlıca makinelerden biri ekstrüderdir.

Çok çeşitli görevleri yerine getirebilen çok yönlü, çok amaçlı ve hafif bir ekstrüderdir. Eriyik plastikleştirme, karıştırma ve homojenizasyon, şekillendirme, gaz giderme ve devolatilizasyon veya modifikasyon olsun, hepsi için bir ekstrüder kullanabilirsiniz.

Bu kılavuzda, bu makinenin tanımı, türleri, her bir bölümün işlevleri, çalışması, bileşenleri ve çalışma prensibine kadar tüm önemli yönlerini inceleyeceğiz.

Ekstrüder, plastik ve kauçuk gibi malzemeleri eritmek ve ekstrüde etmek için kullanılan endüstriyel bir cihazdır. Temel olarak iki türe ayrılır: tek vidalı ve çift vidalı. Çalışma prensibi, katı malzemeleri düzgün bir eriyik halinde plastikleştirmek ve vidanın dönüşü tarafından üretilen kesme kuvveti, basınç ve harici ısıtma yoluyla sürekli olarak ekstrüde etmektir.

Bir iletim sistemi (motor + redüksiyon dişlisi), bir ekstrüzyon sistemi (kovan + vida) ve bir sıcaklık kontrol sisteminden oluşur ve sürekli boru, profil vb. üretimi için uygundur. Örneğin, ZJL-200B modeli, laboratuvar düzeyinde hassas kontrolü destekleyen bir dokunmatik ekran işlemi ve hava soğutmalı bir karıştırıcı ile donatılmıştır.

Çift vidalı ekstrüder tandem olarak çalışır, bu da onu yüksek hassasiyetli karıştırma ve karmaşık malzeme işleme için uygun hale getirir. Örneğin, bitki bazlı proteinlerin geliştirilmesinde nem, sıcaklık ve lif yapısını ayarlayabilir.

Besleme bölgesi ekstrüderin hammadde depolama alanıdır. Hammaddeler besleme bölgesine granül veya toz şeklinde yüklenir ve daha sonra dönen bir vida ile aşağı doğru taşınır.

Vida, bir ekstrüderin temel bileşenidir. Bir dizi dişten oluşur ve tipik olarak bir varil içinde yer alır. Vidanın birincil işlevi ham maddeleri ısıtmak, eritmek, karıştırmak ve ileriye doğru itmektir. Vidanın yapısı ve diş şekli, farklı malzemelere ve ürün gereksinimlerine uyacak şekilde ayarlanabilir.

Kovan, vidayı barındıran silindirik bir kaptır. Genellikle yüksek sıcaklıklara ve basınçlara dayanması için özel alaşımlardan veya kaplamalardan yapılır. Birincil işlevi, sabit bir basıncı korurken ham maddeleri ısıtmak ve eritmektir.

Ekstrüderler tipik olarak hammaddeleri erime noktasına kadar ısıtmak ve sıcaklığı kontrol etmek için elektrikli ısıtıcılar veya ısıtma bantları gibi ısıtma elemanları ile donatılmıştır. Ekstrüde ürünün hızlı bir şekilde soğumasını ve istenen şekli korumasını sağlamak için soğutma sistemleri de gereklidir.

Kalıp veya ekstrüzyon kafası nihai ürünün şeklini ve boyutlarını belirler. Hammadde ekstrüder kafasından akar ve boru, film ve profil gibi istenen ürüne dönüştürülür.

Kontrol sistemi sıcaklık, basınç ve vida hızı gibi çeşitli ekstrüder parametrelerini izler ve kontrol eder. Bu parametrelerin ayarlanması ürün kalitesinin sağlanması için çok önemlidir.

Borular veya filmler gibi bazı ürünlerin ekstrüzyondan sonra belirli uzunluklarda kesilmesi veya rulolar halinde sarılması gerekir. Bu sistemler bu işlem adımlarını gerçekleştirir.

Tahrik sistemleri vidayı döndürmek ve diğer mekanik bileşenleri hareket ettirmek için gereken gücü sağlar. Tipik olarak bu sistemler bir elektrik motoru, bir hız düşürücü ve bir şanzımandan oluşur.

Tek vidalı ekstrüder, besleme, indirgeme ve ekstrüzyon bölümlerinden oluşan üç aşamalı bir ekstrüderdir.

Ekstrüzyon hammaddesi tipik olarak granüldür. Hazne olarak da bilinen besleme cihazı, ekstrüder kovanına sürekli malzeme akışı sağlar. Bir Büchner hunisini andırır ve konik veya kare-konik şekillerde bulunur. Haznenin alt kısmında, kovanla birleştiği yerde, malzeme akışını düzenlemek ve kapatmak için bir kapatma cihazı ile donatılmış besleme portu bulunur. Soğutma kelepçeleri, malzeme akışının yüksek sıcaklığından hazneye ısı transferini önlemek için besleme portunu çevreler, hazne içindeki plastiğin ısınmasını ve yapışkan hale gelmesini önler, bu da düzensiz beslemeye ve malzeme akışının engellenmesine neden olabilir. Haznenin yan tarafında bir cam görüntüleme portu ve kalibrasyon ve ölçüm cihazları bulunur. Bazı haznelerde ayrıca plastiğin havadan nem emmesini önlemek için ısıyla kuruyan vakumlu basınç tahliye cihazı, toz halindeki plastiğin neden olduğu “demiryolu köprülerini” önlemek için bir karıştırma cihazı ve malzemeyi düzenli aralıklarla otomatik olarak besleyen bir cihaz bulunur.

Ekstrüder olarak da bilinen kovan, ısı ve gerilime maruz kalan metal bir silindirdir. Malzemenin erimesi ve büzülmesi tamamen kovan içinde gerçekleşir. Ekstrüzyon sırasında çalışma sıcaklığı tipik olarak 180°C ile 290°C arasındadır ve iç basınç 60 MPa'ya ulaşır. Isıtma ve soğutma cihazları, tipik olarak üç veya dört kademeli olarak kovanın dışına monte edilir. Yaygın olarak dirençli veya indüktörlü ısıtıcılar kullanılır, ancak radyant ısıtma da bir seçenektir. Soğutmanın amacı plastiğin aşırı ısınmasını önlemek veya erimeyi önlemek için kapatma sırasında plastiği hızla soğutmaktır. Soğutma tipik olarak hava veya su soğutması kullanılarak gerçekleştirilir. Namlu yüksek basınca dayanmalı ve pürüzsüz bir iç kısım ile yeterli basınç dayanımı ve sertliğe sahip olmalıdır. Namlu genellikle aşınma ve korozyonu önlemek için kullanılır. Plastiğin aşırı ısınmasından kaynaklanan sürtünme, sürtünme ile önlenirken, aynı zamanda malzemenin yapışmasını önlemek ve malzeme taşınmasını kolaylaştırmak için ekstrüder vida yüzeyini kovandan biraz daha soğuk tutar.

Ekstrüder vidası, önemli bir sapma olmaksızın kovan ekseni ile hizalanmış bir baskı yatağı kullanılarak kovanın ortasına asılır. Ekstrüder vidası ile kovan arasındaki minimum boşluk, plastiğin güçlü bir kesme kuvvetine maruz kalmasını, erimesini ve ileri doğru itilmesini sağlar.

Ekstrüderin çalışma prensibi, katı malzemeyi düzgün bir eriyik halinde plastikleştirmek ve vidanın dönüşü tarafından üretilen kesme kuvveti, basınç ve harici ısıtma yoluyla sürekli olarak şekle sokmaktır.

Katı hammaddeler hazneden kovana girer ve katı halde kalarak dönen vidanın sürtünmesi ile ileri itilir ve sıkıştırılır.

Tek vidalı ekstrüderin taşıma bölümü, verimli taşıma sağlamak için derin bir spiral oluk tasarımına sahiptir.

Vida kanalı hacmi kademeli olarak azalır ve malzeme kesme kuvvetleri ve harici ısıtma nedeniyle erir. Isının yaklaşık 80%'si mekanik kesmeden ve 20%'si harici ısıtmadan kaynaklanır.

Çift vidalı ekstrüderler, iç içe geçen vidaların “O-şekilli” hareketi sayesinde daha homojen kesme ve karıştırma sağlar.

Eriyik, akış ve basınç için ölçüm aşamasında hassas bir şekilde kontrol edilir ve ardından kalıp aracılığıyla istenen şekle (tüp veya film gibi) dönüştürülür.

Sıcaklık stabilitesi, ürün kalitesinin sağlanması için çok önemlidir.

İlk olarak, ekstrüder ekipmanı, motordan gelen ısının dağılmasını sağlamak ve ömrünü etkili bir şekilde uzatmak için havalandırılan bir yere yerleştirilmelidir; makine iyi topraklanmalıdır.

Düzenli olarak bakım yapın ve takım vidalarını kontrol edin. Yeni bir makine 1 saat kullanıldıktan sonra, bıçak ile takım tutucu arasındaki sabitlemeyi güçlendirmek için hareketli ve sabit bıçakların vidalarını aletlerle sıkın. Rulmanlar arasında yağlama sağlamak için rulmanlara düzenli olarak yağlama yağı ekleyin. Alet kesiminin keskinliğini sağlamak ve kör bıçakların diğer bileşenlerde neden olduğu gereksiz hasarı azaltmak için alet sık sık kontrol edilmelidir. Düzenli olarak bakım yapın ve kayışın gevşek olup olmadığını kontrol edin ve zamanında sıkın.

Yeniden Başlatma - İkinci kez başlatmadan önce, başlatma direncini azaltmak için makine odasında kalan kırılmış malzemeleri temizleyin. Atalet kapağını ve kasnak kapağını düzenli olarak açın ve flanşın altındaki kül çıkışını temizleyin, çünkü kırıcı odasından boşaltılan toz mil yatağına girer.

Parçaların değiştirilmesi - Kesme aletini değiştirirken, hareketli bıçak ile sabit bıçak arasındaki boşluk 20HP'nin üzerindeki kırıcılar için tercihen 0,8MM ve 20HP'nin altındaki kırıcılar için 0,5MM'dir. Geri dönüştürülen malzeme ne kadar ince olursa, boşluk uygun şekilde o kadar büyük ayarlanabilir.