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特別報導

第7期 2011年 第2季

熔體泵和失重控制在擠出成型中對產品尺寸的影響

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在擠出機的擠出過程中,熔融物料通過過濾網被輸送給模具。過濾網使物料得到過濾,並能改進物料的混合效果。但是,過濾網也能使工藝過程產生波動,導致背壓和熔融物料溫度上升,有時還會減少。

 

擠出機的過濾網被固定在一個多孔或槽的保護板上,這樣可以使擠出機和模具之間形成密封。隨著壓力的增加,過濾網上所截留的樹脂中的雜質數量就變多,從而阻塞過濾網。過濾網會影響熔融物料的溫度,當更換阻塞的過濾網時,壓力會突然下降,熔融物料的溫度也可能會下降,從而造成產品的尺寸發生變化。

 

為了保持產品的同一尺寸,可以調整擠出機的螺桿轉速,也可以調整擠出機的線性速度。在擠出圓形產品時,這些變化可能不會導致嚴重的問題,但在擠出扁平或者外形不規則的產品時,熔融物料溫度的變化可能會影響產品的外形尺寸。

 

為了解決上述問題,現在通用的有兩種方法:

 

一種是在過濾網變換器後面配備一個能夠保證熔融物料穩定、恒壓地進入模具的熔體泵。同時在過濾網前後安裝一個壓力感測器用來偵測過濾網的堵塞情況,並且用這個壓力值來調整擠出機的轉速。這種方法的優點是能夠保證進入模具內的原料是恒定、恒壓的。但是熔融物料在過濾網堵塞後通過機筒的時間變得更長,因此熔融物料的溫度會更高,物料容易因為溫度的升高而產生降解。這樣就需要熱穩定性更好的物料,從而增加了材料的成本。同時,由於熔體泵容易被堅硬的雜質損壞,因此,熔體泵也需要得到更加精細的過濾網的保護,這樣又進一步造成熔融物料的溫度提升。

 

另一種是在擠出機的進料口處採用失重式計量,由失重式計量器來控制擠出機的螺桿轉速,從而達到控制擠出機每小時的吐出量。當過濾網堵塞後吐出量變小,失重式計量器發出信號提高螺桿轉速使吐出量處於恒定。這樣就可以保證熔融物料能夠以相同的時間通過機筒,從而不會發生降解。能夠適用於各種不同的物料,它的適用較為廣泛。同時由於失重式計量器沒有太多的機械運轉部件,它的維護相對熔體泵來說要簡單得多。

 

綜合比較上述的兩種方法,採用失重式計量有維護簡單,適應範圍廣的優點。相對於熔體泵有較大的優勢,因此在擠出吹膜、管材、板材當中有更大的市場前景。