Pūstos plėvelės mašinos sraigto ir cilindro medžiagos ir konstrukciniai parametrai

Plėvelės pūtimo ekstruderio sraigtas yra pagrindinė ekstruzijos sistemos dalis, o jo konstrukcija tiesiogiai veikia plastifikavimo kokybę, ekstruzijos stabilumą ir plėvelės vienodumą. Tipiškas plėvelės pūtimo ekstruderio sraigtas yra vieno sraigto konstrukcijos, suskirstytos į tris funkcines zonas: padavimo zoną, suspaudimo zoną ir homogenizavimo zoną. Šios trys zonos veikia kartu, kad būtų užtikrintas kietojo transportavimo, lydalo plastifikavimo ir slėgio išlyginimo rezultatas.

Maitinimo zona: Ši zona, esanti sraigto priekyje, turi gana gilų sraigto kanalą. Jos pagrindinė funkcija – stabiliai transportuoti plastiko granules. Sraigto žingsnis šioje zonoje yra gana didelis, kad būtų užtikrintas sklandus medžiagos patekimas ir išvengta tiltelių ar užsikimšimų.

Suspaudimo zona: Sraigtinio kanalo gylis palaipsniui mažėja, o plastiko granulės palaipsniui lydosi dėl mechaninio suspaudimo ir išorinio kaitinimo. Ši zona yra labai svarbi kietosios-skystosios fazės virsmui; suspaudimo laipsnis turi būti suprojektuotas taip, kad atitiktų medžiagos savybes (pvz., LDPE, HDPE, PP), paprastai nuo 2.5:1 iki 3.5:1.

Homogenizavimo zona: Šioje dalyje yra sekliausias ir pastoviausias sraigto kanalo gylis, kuris užtikrina lydalo temperatūros ir slėgio homogenizavimą, kad būtų užtikrintas stabilus ekstruzijos procesas. Šioje dalyje yra maža šlyties jėga, apsauganti nuo perkaitimo ir degradacijos, o tai yra labai svarbu plėvelės storio vienodumui.

Šiuolaikiniai didelio našumo pūstos plėvelės ekstruderiai paprastai naudoja padalinto sraigto konstrukciją (pvz., BM arba Barr tipo), suspaudimo skyriuje pridedant sraigto briaunas, kad fiziškai izoliuotų kietą sluoksnį nuo lydalo sluoksnio, taip pagerinant plastifikavimo efektyvumą ir sumažinant lydalo temperatūros svyravimus. Kai kurios mašinos taip pat turi maišymo elementus (pvz., kaiščius arba barjerinius blokus), kad pagerintų lydalo maišymo vienodumą, ypač tinka daugiasluoksnei koekstruzijai arba pagrindinių mišinių pridėjimui. Be to, norint pritaikyti biologiškai skaidžias medžiagas (pvz., PBAT ir PLA), kai kuriuose sraigtuose naudojama greitaeigio lydinio purškimo technologija ir vandeniu aušinami žiedų dizainai, kurie pagerina atsparumą dilimui ir temperatūros reguliavimo tikslumą.

Sraigto ilgio ir skersmens santykis (L/D) paprastai yra nuo 20:1 iki 30:1. Didesnis L/D santykis leidžia atlikti išsamesnį plastifikavimą ir gauti lygesnį plėvelės paviršių. Medžiaga paprastai gaminama iš korozijai atsparaus, didelio kietumo legiruotojo plieno, tiksliai apdirbama ir apdorojama paviršiumi, todėl jos tarnavimo laikas yra 2–3 kartus ilgesnis nei įprastų azotintų varžtų.

Sraigtui ir cilindrui naudojamos medžiagos Plėvelės pūtimo mašinos konstrukcijos pirmiausia parenkamos atsižvelgiant į apdorojamas žaliavas, darbo aplinką ir eksploatavimo reikalavimus. Įprastas medžiagas galima suskirstyti į tris tipus: aukštos kokybės legiruotą plieną, bimetalines kompozicines medžiagas ir specialius inžinerinius lydinius. Iš jų 38CrMoAlA legiruotas plienas šiuo metu yra labiausiai paplitęs pasirinkimas rinkoje.

1. Pagrindinė medžiaga: 38CrMoAlA legiruotas plienas (nitriduotas plienas)

Tai plačiausiai naudojama medžiaga pūstos plėvelės mašinų sraigtams ir cilindrams, ypač tinkanti apdirbti įprastus plastikus, tokius kaip PE, PP, LDPE, HDPE ir LLDPE. Po azotinimo šios medžiagos paviršiaus kietumas gali siekti HV950–1050, o azotuoto sluoksnio gylis – 0.5–0.8 mm. Ji pasižymi dideliu atsparumu dilimui, atsparumu korozijai ir geru tvirtumu, todėl užtikrina ilgą tarnavimo laiką ir mažas priežiūros išlaidas.

Privalumai: didelis ekonomiškumas, stabilus apdorojimas, tinka bendrai filmų gamybai.

Tipinės taikymo sritys: birių maišelių pūtimo plėvelės gamybos mašinos, maisto pakavimo plėvelės gamybos linijos.

2. Didelio našumo medžiagos: bimetalinė kompozicinė konstrukcija (SACM645, SKD61 ir kt.). Labai abrazyvinėms ir koroziją sukeliančioms žaliavoms (pvz., toms, kuriose yra daugiau nei 30 % kalcio karbonato, stiklo pluošto, PVC, inžinerinių plastikų ar perdirbtų medžiagų) pirmenybė teikiama bimetaliniams varžtams. Jų struktūrą sudaro išorinis dilimui atsparus lydinio sluoksnis ir vidinis tvirtas matricos sluoksnis, užtikrinantis molekulinio lygio sukibimą dėl aukštoje temperatūroje kalcinuoto metalo. Jų tarnavimo laikas gali siekti 2–3 kartus ilgesnis nei įprasto nitrinto plieno, o kraštutiniais atvejais – iki 35 kartų.

Įprasti lydinių sluoksniai: nikelio lydiniai, volframo karbidas, 9Cr18Mov nerūdijantis plienas

Pagrindinės medžiagos: SACM645, SKD61, vokiškas 8407-XW1 ir kiti visiškai grūdinti atleisti plienai

Privalumai: Didelis atsparumas dilimui, tinka užpildams, perdirbtoms medžiagoms, fluoroplastikams ir kitoms sunkiai apdorojamoms medžiagoms

Kaina: Pradinė kaina yra apie 40 % didesnė, bet ilgainiui ekonomiškesnė

3. Specialios apdorojimo medžiagos: didelio kietumo inžineriniai lydiniai (naudojami aukštos klasės medžiagoms, tokioms kaip PEEK)

Apdorojant didelio našumo inžinerinius plastikus, tokius kaip PEEK (polieterio eterio ketonas), reikalingos medžiagos, pasižyminčios itin dideliu atsparumu karščiui, stiprumu ir atsparumu šliaužimui. Tokios įmonės kaip „Zhejiang Huaye“ sukūrė HPT serijos varžtus ir HK bimetalines cilindrus, specialiai skirtus PEEK, taikydamos specialius terminio apdorojimo procesus, kad atitiktų ilgalaikio stabilaus veikimo aukštoje 160–230 ℃ temperatūroje reikalavimus.

Taikomi scenarijai: medicinos, aviacijos ir kosmoso, aukščiausios klasės elektroninių pakuočių ir kitos sritys, kurioms keliami itin griežti plėvelės charakteristikų reikalavimai.