挤出设备及相关技术

在塑料挤出领域,一方面,传统的挤出技术不断创新发展,另一方面,从配套的控制系统、应用原料、辅助设备、零部件到检测工具皆有新的技术发展。Besides advancement in extrusion machines, new technologies can also be found in control systems, materials, auxiliary equipment, parts and quality checking systems.

适于挤出加工的控制面板

Dynisco公司新的1480 1/8DIN面板指示器可以显示张力大小、电压、电流、热电偶或者RTD输入值,这使其非常适合应用于塑料挤出设备。这个通用型压力或温度输入指示器可以对加工变量的高/低设定单个或者两个报警信号,也可以选择对显示的加工读数线性再传输。

前面板带有三个操作按钮和一个13毫米高的四位数读数窗口,显示加工变量和最大/最小数值。红/绿警示灯变色报警。

1480指示器的其他重要特点包括自锁和非自锁继电器,适合于2安培、240伏及多点测量的工作条件。前面板防护等级为IEC IP66,后面板防护等级为IP20。该装置已得到CE认证。

同时监测多层加工

TSM 的CP9000控制器为多达12层共挤加工提供中心监控,并且可以同时监测多层加工的每一台挤出机和混料器的数据。


TSM CP9000可为多达12层共挤出加工提供中心监控。
利用在windows NT/2000/XP操作系统下运行的客户端/服务器架构,该系统可以从单台混料器和控制器下载/恢复信息。“服务器”在主计算机上运行并收集数据,产生原料报告、报警报告并管理配方下载。所有信息都可以在操作界面——一个使用直观图形说明来显示加工状况的简单易用的触摸屏上查看。

这一多任务处理系统不仅允许用户在多台联网的计算机上同时运行CP 9000,也可以通过中心面板同时或者单独操控所有挤出生产线或共挤层。另外,CP 9000还有全面的报告功能,例如:全面的报告工具,可以跟踪膜卷、订单、班次以及原料的使用情况;报警激活和重置时间的记录、显示和日志生成;生产过程的问题、产出效率和最终产品的成本监测;标准CSV格式保证与标准的电子表单程序兼容;标准的膜卷和订单报告模板易于用户查看和编排(导出到excel);全面的订单成本自动计算,每种加工类型都可以计算单位成本。

如果需要的话,可以将CP9000从生产回路中取出而不会影响生产线的运行。系统设计允许每一个子控制器单独运行,而CP9000仅是管理和协调每一个控制器。此外,CP9000还有一个内置以太网接口,TSM借此可以从世界任何地方远程进入系统。这意味着TSM工程师可以对整个系统执行远程诊断并分析连接到CP9000上的设备,必要时还可以远程升级软件。

添加剂改善产出能效

从材料来说,普立万(PolyOne)公司2011年推出OnCap CTR高性能添加剂。这项创新型解决方案有助于聚合物加工商改进产品质量和提升运营效率。

OnCap CTR高性能添加剂有助于改善能耗与产出,从而有效提高注塑成型与连续挤出和间歇挤出成型工艺的生产效率。在注塑成型制品的应用场合中,普立万证实使用这种添加剂能够将生产周期缩短30%以上。

从提高产品质量的角度来讲,OnCap CTR高性能添加剂还有利于提高注塑件各批次间的质量稳定性和尺寸稳定性并有效改善注塑件外观。经过量产前的模拟测试,测试人员可将残次品率降低至少50%。这项产品既可以作为功能母料单独使用,也可作为Smartbatch与色母料配合使用。

配混新系统满足耐高温物料加工需求

德国公司Ensinger GmbH最近订购了一台科倍隆(Coperion)公司新的ZSK Mc18系列双螺杆挤出机,改机配置了45毫米直径螺杆、两个ZS-B侧向喂料器和一个ZS-EG双螺杆侧向脱挥单元。该设备将在Ensinger公司德国的主要工厂用于生产增强型,例如用玻璃纤维或碳纤维增强的高等级配混料。


CoperionZSK 45 Mc18的机筒装配有收缩装入的耐磨内衬层。
典型的原料如聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。被定购的ZSK 45 Mc18是一台加热容量比类似设备大约高50%的高温机型,该设备能保证获得所要求的超过350℃的加工温度,并保持绝对的精度,这是加工PEEK必需的。

满足当前要求的决定性因素是ZSK Mc18提供的加工优点,尤其是挤出机加工段改进的温度控制。围绕每一个机筒加工段的冷却通道与原料流动方向形成合理的角度,其不仅提供了高冷却能力,也给加工段带来均匀的冷却。每一加工段的机筒都有独立的温度控制,这一特点对于加工尤其有利。与外部加热圈不一样,加热棒直接在加工段内部产生热量。耐磨的椭圆衬套采用收缩装配无缝安装到挤出机机筒上以优化热传递,这使机筒内原料和挤出机相应部位的热交换更快和更高效。为了安装ZS-B侧向喂料器和ZS-EG双螺杆侧向脱挥单元,ZSK Mc18系列配置了组合机筒,机筒同样安装了冷却通道从而获得最理想的温度控制。

ZSK Mc18双螺杆挤出机总的来说以其特别节能的操作模式区别于其他挤出机,其决定性的因素除了改进的温度控制以外,就是输入到产品的比能量的减少,这是由于更高的扭矩、更高的挤出量以及新的、用户友好的机筒加热外壳。

Ensinger订购的ZSK 45 Mc18应用灵活,可以加工范围广阔的不同配混料。这确保了能够应对未来出现的新的或变化的巿场要求。ZS-B侧向喂料器可以在最适合的加工位置添加填充料和助剂。其中的一台ZS-B侧向喂料器采用了已经申请专利的喂料增强技术(FET)用于添加高填充和低容积密度的助剂,典型例子为云母和中空玻璃珠。采用这一技术,原料夹带的空气通过具有透气性的外壁排出,这使生产能力可以提高至原来的三倍。具有大的内膛的ZS-EG侧向脱挥单元保证高效排气,即使是在气体含量高的情况下。该装置在操作过程中可确保加工段中的熔体不发生泄漏。

满足软管严格要求的检测系统

为了达到客户对管材产品尺寸及其材料特性的个性化要求,需要在生产线上采用测量技术连续监控产品质量,使用Sikora公司的X-Ray 6000可达到这一目的。

采用这一在线测量装置,壁厚、偏心度、内外直径以及椭圆度这些测量数值可以在处理器系统EcoControl 6000上立即显示。偏心度测量数值在8个点上显示,操作者据此可以调整挤出模具的对中度到最佳水平,并调节壁厚或者直径到正常数值。这些数值以数字方式或者以产品截面图形方式显示。根据应用,这一测量装置安装在冷却槽之前、两个冷却槽之间或者冷却槽之后。


Sikora在软管或者小径管挤出技术的各种可能设定。
X-Ray 6000的应用领域包括单层、多层软管或者小径管,这些产品在挤出生产中非常普遍,例如复合管、带纤维增强的压力管、由PE、HDPE、PVC或EPR制成的小直径和大直径的管材、还有发泡产品,以及以EPDM、尼龙、橡胶和硅树脂为材料的产品。此外,X-Ray 6000也适用于医用软管、工业和汽车用管以及输气和输水领域的管材。

通过紧接挤出机后安装的X-Ray 6000热测量探头和安装在冷却槽后的直径测量装置,结合控制系统,可以获得稳定的管材直径。采用热/冷控制模块HC 2000,可以计算原料收缩率并在直径或者壁厚控制中自动加以考虑。

除了测量软管或小口径管尺寸的X-Ray 6000,还需要测试和检测设备以确保与材料特性相关的产品质量。客户可以在生产线上配置根据他们具体需求定制的Sikora检测设备。

安装在挤出机螺杆和十字机头之间的Ultratemp 6000用于测定熔体温度。熔温测量的结果是保证熔体的均匀度,而原料中的不均匀也可以通过这一测量系统得以发现。

挤出生产线中采用2轴或3轴探测器检测材料表面的缺陷。Lump 2000T设计的三轴测量原理用于检测小的点状缺陷,具稳定的高检出率。

在软管和小口径管的生产过程中,制造商们可以借助Length 6000测量产品的长度,确保精确地生产出要求的产品长度。软管和小口径管生产过程连续的质量控制是经济性生产的前提条件,因为这样才可以在早期发现风险和避免产品缺陷。


KryoSys系统管材生产线生产直径1.2米的管道最大产量达到1400公斤/小时。
巴顿菲尔辛辛那提Kryosys聚烯烃管材生产线

巴顿菲尔辛辛那提(battenfeld-cincinnati)的新型管材挤出技术,最近于越南管道生产商TienPhong塑料股份公司的设备演示会展露出来。

这条Kryosys 1200mm聚烯烃管材生产线,最大产量达到每小时1400公斤,主要生产壁厚为57.2毫米的供水管和排污管。生产线包括:带高效节能交流电机的monos+90-37D单螺杆挤出机、最新研发的KryoS 63-1200管材模头、带彩条共挤连接装置的CE30共挤机和可生产管材直径到1200的下游设备——两台六米vacStream单室真空箱、两台六米coolStream冷却槽、一台pullStream10履带牵引机和一台cutStream无屑行星切割机。

与传统挤出生产线相比,巴顿菲尔辛辛那提独创的内部熔体和管材冷却系统KryoSys将冷却长度减少了50%。尽管冷却长度极短,但由于熔体在模头内部已开始冷却,融垂大幅度减少,并且椭圆度和壁厚均在标准公差范围内。KryoS模具是基于一个螺旋芯轴模具和一个特殊的融体冷却系统,使融体在一开始就在模头内冷却,缩短冷却系统的长度,增加原料流出模具时的黏度,随之降低管材融垂。

在KryoSys系统里,管材由一个巧妙的水与空气组合冷却系统由外及内同时冷却,且缩短冷却系统长度。

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