Causas y soluciones para fugas de material desde el puerto de vacío del extrusor

Durante el proceso de extrusión, es necesario descargar el gas del material fundido. Si estos gases no se pueden descargar, pueden aparecer defectos como poros, burbujas y superficies oscuras en la superficie o en el interior del producto, lo que puede afectar gravemente las propiedades físicas, mecánicas, químicas y eléctricas del producto. Se colocan uno o dos puertos de escape entre el puerto de alimentación y el cabezal de la matriz para eliminar la humedad y otros volátiles en el material extruido fundido. Sin embargo, a menudo surgen algunos problemas al abrir el cilindro de acero. El problema más común es que el material se escape por el puerto de escape. Una pequeña cantidad de material afectará la descarga de volátiles y afectará la calidad del producto; una gran cantidad de material bloqueará el puerto de escape e incluso provocará el apagado.

Generalmente existen dos razones para el desbordamiento de material. Una es que el diseño del tornillo no es razonable, lo que provoca un reflujo de material en el puerto de escape; la otra es que el diseño del puerto de escape no es razonable, lo que hace que el material fundido quede 'colgado' al pasar a través del puerto de escape. Para encontrar la causa, primero verifique si el material en el tornillo regresa desde el puerto de escape. En la mayoría de las extrusoras de escape, se puede ver la masa fundida girando y avanzando en el tornillo. En circunstancias normales, el grado de material que llena la ranura del tornillo no supera el 50%. Si se excede, no sólo afectará el efecto de escape, sino que también puede provocar un desbordamiento de material en el puerto de escape; cuando es inferior al 50%, el tornillo puede funcionar normalmente. El desbordamiento de material puede deberse a un diseño poco razonable del puerto de escape o del elemento de desviación.

Factores que afectan las fugas y soluciones.

1. Factores de tornillo

Los tornillos de ventilación están diseñados principalmente en múltiples etapas. La ventaja de este diseño es que el respiradero tiene una presión normal y el material no sale. Una extrusora con un respiradero requiere un tornillo de 2 etapas y una extrusora con dos respiraderos requiere un tornillo de 3 etapas. Cada etapa tiene una sección de presión normal, una sección de compresión y una sección de medición. La primera etapa es la sección de alimentación a presión normal y la segunda etapa es la sección de escape a presión normal, que es donde se encuentra el respiradero. Hay dos problemas principales con el diseño del tornillo extrusor de ventilación: primero, al llegar a la sección de escape, el material debe estar completamente fundido para descargar los volátiles; en segundo lugar, la cantidad de alimentación del tornillo de la segunda etapa debe ser mayor que la del tornillo de la primera etapa, de modo que la ranura del tornillo al comienzo de la segunda etapa no esté llena, de modo que el respiradero pueda mantenerse a una presión normal. Cuando la velocidad de alimentación del tornillo de la primera etapa es mayor que la del tornillo de la segunda etapa, la masa fundida en la extrusora regresará. Para resolver este problema, es necesario reducir la velocidad de alimentación de la primera etapa o aumentar la velocidad de alimentación de la segunda etapa.

2. Condiciones del proceso

La forma más sencilla y rápida de resolver el problema del desbordamiento de material es cambiar las condiciones del proceso. Por ejemplo, reduzca la temperatura, aumente la fricción y el esfuerzo cortante a lo largo del cilindro o tornillo de acero y aumente la fricción o la viscosidad a lo largo de la superficie del cilindro de acero para aumentar la entrega de material.

La velocidad de avance de la primera etapa se puede reducir mediante los siguientes métodos:

(1) Elevar la temperatura de la segunda y tercera zona del tambor de acero.

(2) Enfríe el tornillo de la primera etapa.

(3) Alimentación por método de inanición.

(4) Ajuste la temperatura del recipiente de alimentación (se requieren experimentos repetidos).

La velocidad de avance de la segunda etapa se puede aumentar mediante los siguientes métodos:

(1) Baje la temperatura del tambor de acero de la segunda etapa.

(2) Aumente la temperatura del tornillo de la segunda etapa.

(3) Eleve la temperatura del troquel.

(4) Aumente la separación del troquel o reduzca la resistencia del troquel.

(5) Reducir el número de filtros.

(6) Utilice filtros con espacios más grandes.

Si cambiar las condiciones de procesamiento aún no puede resolver el problema, se deben utilizar otros métodos, como rediseñar el tornillo, reducir la resistencia del molde, alargar el tornillo y el cilindro de acero o instalar una bomba de engranajes entre la extrusora y el molde. Instalar una bomba de engranajes puede resolver el problema del desbordamiento de material, pero cuesta más que un tornillo nuevo.

3. Ventilación

Si el tornillo del respiradero está sólo parcialmente lleno y todavía sale material del respiradero, entonces hay algunos problemas con el diseño del respiradero. La ventilación debe ser más ancha que el flujo de material rodante para garantizar que la masa fundida no la bloquee. Al mismo tiempo, la abertura del respiradero no debe ser demasiado grande, lo que puede reducir el tiempo de residencia de la masa fundida y el tiempo de expansión del flujo de material. En funcionamiento normal, la ranura del tornillo está medio llena y el respiradero tiene una presión normal. De hecho, todavía hay presión en la masa fundida rodante, que es de aproximadamente 0,21 a 0,35 MPa o superior, que es suficiente para expandir la masa fundida en el respiradero. De esta manera, se debe tener en cuenta la expansión viscoelástica normal del material al diseñar el respiradero; de lo contrario, parte del flujo de material rodante quedará 'colgado' y acumulado en el elemento de desviación. Cuánto se expande el flujo de fusión está determinado por el tiempo que pasa a través del respiradero. Cuanto mayor sea el tiempo de residencia, mayor será la expansión. El tiempo de residencia está controlado por la velocidad del tornillo y el tamaño del respiradero. Aumentar la velocidad del tornillo puede reducir el tiempo de residencia. Esta es la razón por la que la extrusión a baja velocidad provoca un burbujeo de material más intenso que la extrusión a alta velocidad. Sin embargo, cuanto mayor sea la abertura de ventilación, mayor será el tiempo de residencia. Cuando el derretimiento se acumula en el respiradero, lo bloqueará. La solución es cambiar la abertura del respiradero para satisfacer la expansión normal de la masa fundida en el respiradero. Si el flujo rodante se expande de 5 a 10 mm, la profundidad del respiradero debe ser de al menos 5 a 10 mm.

4. Elemento desviador en el respiradero.

Tomemos un ejemplo de la vida real. Al extruir una lámina con una extrusora de un solo tornillo de 150 mm que acababa de ser pulida y equipada con un respiradero, la extrusora tenía un desbordamiento grave de material y no podía producir productos calificados. El operador quería comprobar la masa fundida en la ranura del tornillo en el respiradero, pero no podía ver el tornillo en absoluto. Esto demostró que había un gran problema con el diseño del elemento desviador. El operador tuvo que retirar el elemento desviador para comprobar el grado de llenado de la ranura del tornillo. Después de la inspección, se encontró que la ranura del tornillo estaba llena solo en un 40%, lo que indica que el diseño del tornillo era razonable.

El foco de la avería estaba en el elemento desviador. Aunque se trata de un conocido fabricante de extrusoras, existen graves defectos en el diseño de su elemento desviador. Al revisar el elemento desviador, se encontró que el respiradero no solo estaba provisto de un corte inferior en el nivel superior para permitir que el material se expandiera normalmente, sino también en el nivel inferior. Es completamente innecesario diseñar un corte inferior para el tornillo de la etapa superior, y es extremadamente desventajoso configurar este corte porque aumenta el tiempo de residencia del baño fundido en el respiradero y hace que el baño fundido se expanda más, aumentando la masa fundida. acumulación de presión en el respiradero. Otro problema son los puertos de escape planos y rectangulares, que son más difíciles de limpiar que los rectos. Si el elemento desviador está diseñado correctamente, el puerto de escape debe ser perpendicular al radio del cilindro de acero. A través del análisis anterior, el elemento desviador se puede reparar de las dos maneras siguientes: primero, llene el corte inferior del escalón superior con metal; en segundo lugar, cambie la abertura rectangular a radial, para que el operador pueda ver el material fundido en el tornillo. Después de la mejora anterior, se resolvió el problema del desbordamiento de material y se produjeron productos de alta calidad.

Conclusión

Si el tornillo de ventilación pierde material está directamente relacionado con el proceso de extrusión, las propiedades del plástico y el diseño del tornillo y la ventilación. Por lo tanto, cuando los fabricantes utilizan extrusoras de ventilación para producción y procesamiento, deben tener un conocimiento detallado de la tecnología de procesamiento, las características de la resina y el rendimiento del equipo para garantizar que la extrusora de ventilación pueda funcionar de forma normal y estable.

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