Układ plastyfikujący

WW ekochem ma w swojej ofercie układ plastyfikujący - przedstawiamy opis techniczny tego urządzenia.
Podstawowe elementy układu to:
- zespół mechaniczny: cylinder i ślimak
- zespół ochładzająco – nagrzewający: grzejniki i wentylatory
- urządzenie sterująco – regulujące
- urządzenie pomocnicze
W procesie wytłaczania ślimak wykonuje cykliczny ruch obrotowy oraz cykliczny ruch postępowo zwrotny (liniowy)jest to proces cykliczny.

Układ plastyfikujący ślimakowy:
1. Ślimak
2. Cylinder
3. Grzejniki
4. Zasobnik tworzywa
5. Ruch finalny tworzywa przetwarzanego
6. Ruch liniowy postępowo zwrotny ślimak

Klasyczny ślimak został podzielony na 4 funkcjonalne strefy:
- I – strefa zasypu D - średnica zewnętrzna ślimaka. Zadaniem jej jest właściwe przejecie przez ślimak tworzywa wejściowego w postaci granulek. Strefa ta znajduje się bezpośrednio pod otworem zasypowym ślimaka.
- II – strefa zasilania. W strefie tej tworzywo znajduje się wyłącznie w stanie stałym. Długość strefy D. Strefa ta spełnia głównie funkcje transportowania i nagrzewania.
- III – strefa przemiany rozpoczyna się ona w miejscu w którym zaczynają się topić pierwsze krystality tworzywa. Gdy zaczyna się pojawiać tworzywo w stanie plastycznym. Długość strefy D. Funkcje w tej strefie są z tą samą intensywnością.
- IV – strefa dozowania. Rozpoczyna się w miejscu gdzie stałe tworzywo jest topione, uplastycznione. Długość strefy D. Następuje tu transportowanie, mieszanie, nagrzewanie.
Elementy geometryczne ślimaków:
L/D = 3 – 35
H = (0,05 – 0,3) D – wysokość zwoju
T = (0,8 – 1,2)D – skok linii śrubowej
A = 1,6 do 17 deg – kąt pochylenia linii śrubowej zwoju
E = (0,06 – 0,1)D – szerokość grzbietu
I = 1 – krotność zwoju
G= 0,5 – 5 – redukcja objętości kanału
O = (0,25 – 0,35)D – średnica otworu wzdłużnego w ślimaku

Redukcja objętości kanału – stosunek objętości pomiędzy dwoma zwojami ślimaka.
Redukcja całkowita - stosunek objętości pomiędzy dwoma zwojami ślimaka na początku strefy zasilania do odpowiadającej objętości na końcu strefy dozowania.
Redukcję uzyskuje się następującymi sposobami:
- zmniejszenie wysokości zwoju
- zmniejszenie skoku ślimaka
- jedno i drugie jednocześnie

Ze względów ekonomicznych stosuje się rozwiązanie polegające na zmniejszeniu wysokości zwoju. Skok jest stały.
Prędkość obwodowa ślimaka jest równa i zawiera się od 0,3 – 1,5 m/s

Ślimaki układu plastyfikujacego charakteryzują się tym że:
- mają na całej długości kanał śrubowy ciągły
- różnią się między sobą tylko elementami geometrycznymi

Ślimaki niekonwencjonalne układu plastyfikujacego – charakteryzują się tym że na części swojej długości np. mają odcinki kanałów:
- nie śrubowego, nieciągłego będącego zakończeniem strefy dozowania
- nie śrubowego ciągłego, będącego zakończeniem strefy dozowania
- nie śrubowego ciągłego w strefie przemiany z miejscową deredukcją
- śrubowego ze zwojem zaporowym
- śrubowego ze zwojem zaporowym poprzecznym i deredukcją
- z kanałami separacyjnymi i nawrotem tworzywa
Ślimaki specjalne układu plastyfikującego – ślimaki te charakteryzują się tym że posiadały specjalnej konstrukcji elementy intensyfikujące proces ścinania i mieszania. Elementy o przewadze procesów ścinania nazywamy elementami intensywnego ścinania. Charakteryzują się one szczelinami przez które przepływa tworzywo ruchem zbliżonym do liniowego. Ulega intensywnemu ścinaniu.

Wady układów plastyfikujących ze ślimakami klasycznymi:
- znaczna zależność natężenia przepływu od oporów głowicy
- znaczna pulsacja natężenia przepływu
- niska efektywność transportowania
- zbyt wolny wzrost ciśnienia tworzywa wzdłuż układu
- niejednorodność cieplna i mechaniczna

Ślimaki do wszystkich układów plastyfikującychc wykonuje się ze stali konstrukcyjnych do azotowania np. 38HMJ bądź ze stali do hartowania płomiennego np. 40HM. Ślimaki poddaje się azotowaniu bądź też stosuje się też inne zabiegi obróbki cieplnej oraz cieplno chemicznej.

Cylinder – wewnątrz cylindra znajduje się otwór bądź otwory przelotowe walcowe w których umieszcza się ślimak bądź ślimaki. Powierzchnia zewnętrzna cylindra jest zazwyczaj walcowa w układach uplastyczniających wtryskarek a rowkowana w układach uplastyczniających wytłaczarek. Rowki zewnętrzne są przeważenie prostopadłe do osi cylindra bądź są śrubowe o bardzo dużej stromości. W przypadku ślimakowego układu wytłaczającego otwór cylindra w strefie zasypu na części długości strefy zasilania może mieć rowki rozmieszczone na całym obwodzie i mają one być wzdłużne bądź śrubowe o bardzo małej stromości.
Rowki powodują że tworzywo jest lepiej zabierane z zasobnika i wprowadzone do kanału ślimaka. Zwiększają tarcie i ciśnienie , a w konsekwencji natężenie przepływu , a więc wydajność . Zakończenie układu uplastyczniającego jest inne w przypadku wytłaczarek i wtryskiwarek.
Ślimak układu uplastyczniającego wytłaczarki ma zakończenie kuliste bądź stożkowe często wymienne natomiast zakończenie cylindra ma gwint do mocowania głowicy wytłaczarskiej.

Układ plastyfikujące wtryskarki:
Ślimak jest zaopatrzony w końcówkę stożkową często uzwojoną , wymienną z zaworem pierścieniowym zwrotnym zabezpieczającym przed cofaniem się tworzywa do układu uplastyczniającego. Natomiast cylinder kończy się dyszą wtryskową wkręconą na gwint.

Niedoskonałość przetwórstwa - przyczyny:
- właściwości układu roboczego
- wpływ otaczającego środowiska
- wpływ warunków przetwórstwa

Nieuniknione odstępstwa – błędy:
Odstępstwa możliwe do uniknięcia – anomalia (np. poprzez dobór odpowiedniej metodyki postępowania czy też odpowiednich warunków przetwórstwa)
Wady i skażenia – mają istotny wpływ na wartość użytkową wytworu . Natomiast skazy i usterki mają nieistotny wpływ na wartość przetworu.
Usterki – zapadnięcia, wypływka
Skażenia – odparowanie, przypalenia
Skazy – smugi, matowienie

Skurcz tworzywa sztucznego definiuje się jako zmniejszenie objętości, bądź zmniejszenie wymiarów.
Przyczynami skurczu są następujące czynniki:
- zmniejszenie się temperatury tworzywa w końcowej fazie procesu przetwórstwa oraz zmiana jego stanu fizycznego – skurcz cieplny
- procesy chemiczne zachodzące w tworzywie przetworzonym w końcowej fazie procesu przetwórstwa (polimeryzacji) – skurcz chemiczny
- właściwości lepkosprężyste, zmiany struktury – skurcz fizykochemiczny
- warunki zabiegów cieplnych i cieplno chemicznych prowadzących na przedmiotach po zakończonym procesie przetwórstwa oraz warunków ich przechowywania – skurcz fizykochemiczny
- warunków przetwórstwa głównie temperatury, ciśnienia , czasu i warunków ochładzania oraz rozwiązania konstrukcyjnego narzędzia – skurcz cieplny, chemiczny, fizykochemiczny