Понимание связи между температурой загрузочной горловины и мостообразованием (спеканием материала)

Экономьте время и деньги, контролируя температуру загрузочной горловины должным образом. В некоторых случаях - но не во всех - это может помочь вам решить проблему мостообразования (спекания материала).

Загрузочная горловина является одной из наиболее важных температурных зон в процессе литья под давлением и заслуживает большего внимания. Почему? Примерно в 80% случаев процесс литья сопровождается недостаточным контролем температуры в горловине и проблемами со спеканием материала. Образование сгустков материала в горловине приводит к значительным простоям оборудования, а также часто вызывает неудовольствие со стороны рабочих.

Рис. 1. Спекание материала первого типа, возникшее из-за того, что горловина загрузки была слишком горячая. Обратите внимание на то, что в основном нерасплавленные гранулы слиплись в неплотный кусок.

Оптимизация производительности зоны загрузки вашей литьевой машины обеспечит более надежный и последовательный процесс литья. Кроме того, вы получите больше времени непрерывной работы и лучшую структуру изделий, что упростит ваш рабочий день на производстве. Вы сможете немного уменьшить время вращения шнека, но реальная экономия времени и денег заключается в уменьшении разницы во времени вращения шнека от впрыска к впрыску. Меньшая разница в числе оборотов шнека обеспечивает более стабильную пластикацию и, что наиболее важно, большую однородность расплава от впрыска к впрыску. Стабилизация отвода шнека также обеспечивает лучшую однородность изделия и есть шанс небольшого улучшения по времени цикла.

Сначала давайте рассмотрим функцию загрузочной горловины:

  • Она обеспечивает чистое и свободное прохождение пластиковых гранул, порошка и жидкостей (краситель в жидком виде) в зону подачи шнека.
  • Она предотвращает слипание и спекание гранул, которое называется мостообразованием. Предотвращая мостообразование, вы экономите время, требуемое на очистку горловины, и избегаете потенциальной опасности, которая может быть вызвана спеканием материала. В горловине, засоренной спекшимся материалом, создается сильное давление, которое способно вытолкнуть пластик или даже разорвать бункер. Вы будете удивлены, тому как много следов от вылетевшего пластика находится на потолках производств. Подумайте об этом в следующий раз, когда соберетесь заглянуть в бункер.
  • Она обеспечивает отвод летучих веществ, воздуха и производных газов полимера по мере его нагрева. Эти газы включают в себя воздух между гранулами, остаточную влагу, смазочные материалы и другие добавки, которые становятся летучими при температуре плавления полимера или близкой к плавлению.
  • Обеспечивает отвод летучих веществ без создания зоны конденсации газов. Неправильная вентиляция и последующая конденсация могут вызвать смещение или проскальзывание шнека, проблемы с подачей, пузыри, подтеки, перекосы и другие косметические дефекты на деталях. На самом деле требуется, чтобы температура в загрузочной горловине была выше, чем необходимая.

Давайте дадим определение процессу мостообразования. Это достаточно просто: - это то, что блокирует свободное прохождение гранул и летучих веществ из зоны подачи шнека. На самом деле, существует два типа мостообразования. Критически важно уметь распознавать каждый из них, поскольку они имеют разные причины и, следовательно, разные способы устранения.

Первый тип (встречается реже): Блокировка горловины происходит из-за того, что гранулы слепляются между собой и застревают. См. рис. 1. На образце вы можете видеть отдельные гранулы и несколько полностью расплавленных гранул. Их легко разделить. Горловина оказалась слишком горячей или газы, которые выделяет полимер, находящийся в зоне подачи шнека, достаточно горячие и могут нагреть гранулы так, чтобы они слипались. Зачастую то же самое происходит в бункер-сушилке, если выставлена слишком высокая температура. Вы можете разбить этот комок пластиковым прутком, не сильно прервав при этом процесс литья. Если у вас мостообразовние 1-го типа, снижение температуры в загрузочной горловине должно предотвратить данный процесс, но от мостообразования 2-го типа не поможет.

Рис. 2. Мостообразование (спекание материала) второго типа вызвано износом запорного клапана, шнека или цилиндра. Обратите внимание на то, что комок почти полностью состоит из расплавленного пластика.

Второй тип (наиболее часто встречающийся и самый опасный). Блокировка загрузочной горловины происходит за счет образования комка пластика из полностью расплавленных гранул. См. рис. 2. Некоторые гранулы могут выделяться, но основная часть состоит из твердого комка пластика. Это случается не из-за высокой температуры загрузочной горловины.

Причины могут быть следующие:

  1. Износ запорного клапана или неподходящий тип запорного клапана.
  2. Изношенный шнек.
  3. Изношенный материальный цилиндр.
  4. Комбинация приведенных выше пунктов.

 

Многие специалисты в нашей отрасли не различают мостообразование типа 1 и типа 2. При спекании материала по 2 типу обычно снижают температуры загрузочной горловины. Однако снижение температуры не решит проблему мостообразования 2 типа и даже может усугубить ситуацию. Вам необходимо найти изношенный компонент и отремонтировать или заменить его. Проблема состоит в том, что никто не хочет выключать оборудование, не говоря уже о том, чтобы разбирать его, чтобы найти неисправность. Все хотят, чтобы оборудование работало не останавливаясь.

Чтобы понять принцип формирования этого твердого комка пластика в загрузочной горловине, нам необходимо вспомнить несколько фактов о конструкции шнека и то, как он расплавляет пластик. Предположим, что у вас есть шнек общего назначения с соотношением L/D 20:1, с 10 витками подачи, 5 переходными витками и 5 витками дозирующей секции. Большую часть из 10 витков подачи можно увидеть, посмотрев (берегитесь обратного потока) в загрузочную горловину. Проверьте, есть ли на этих витках расплавленный пластик. Просто очистите шнек, затем медленно отведите его и проверьте витки, которые сможете увидеть.

Это глубокие витки, предназначенные для того, чтобы проталкивать гранулы вперед и доставлять их в переходную зону для плавления. Подающая часть шнека не предназначена для плавления пластика и не должна иметь расплавленных или твердых частей пластика ни на одном из витков. Если в подающей части шнека есть пластик (расплавленный или твердый), это доказывает, что проблема не в температуре зоны подачи, а в одной из четырех причин мостообразования 2-го типа.

Если загрузочная горловина или витки подачи шнека содержит расплавленный или затвердевший пластик, вы должны понимать, что у вас большая проблема, чем просто слишком горячая загрузочная горловина. Проблема заключается в протекании обратного клапана или изношенном шнеке/цилиндре, из-за которых при впрыске расплавленный пластик может попасть обратно в зону горловины. Это происходит при повторных впрысках. Расплавленный пластик выталкивается обратно в зону подачи, и далее по мере вращения шнека попадает загрузочную горловину, где он охлаждается и затвердевает, часто получая форму шара. Загрузочная горловина перекрыта спекшимся материалом и, как мы уже поняли, проблема совсем не в высокой температуре.

Запомните, что эти глубокие подающие витки заполнены как пластиковыми гранулами, так и воздухом во время процесса. На самом деле между гранулами содержится много воздуха. Этот воздух нагревается, расширяется и должен иметь свободный выход через бункер. Расплавленный пластик в зоне подачи или в горловине препятствует этому. Давление возрастает и выталкивает комок пластика, а иногда даже бункер улетает к потолку. Вы не захотите заглядывать в горловину, когда это происходит. В целях безопасности никогда не заглядывайте в бункер или загрузочную горловину, пока не убедитесь, что это безопасно, и всегда носите защитные очки, а еще лучше – защитную маску. Проверьте потолок вашего производственного помещения на наличие вмятин от спекшегося материала 2 типа.

Заключение: загрузочная горловина является критической важной зоной для контроля процесса плавления, а также для контроля времени цикла и качества деталей. Если у вас происходит спекание материала, вам необходимо выявить тип и возможные причины. Это влияет на производительность инжекционно-литьевой машины и на безопасность при эксплуатации, поэтому необходимо убедиться, что загрузочная горловина, шнек, запорный клапан и цилиндр находятся в нормальном состоянии и выполняют свои функции должным образом. И не забывайте прочищать линии охлаждения загрузочной горловины, так как они часто забиваются.


Оставьте заявку для консультации с менеджером
Заполните поле телефон


Наверх