WYTŁACZANIE

1. WYTŁACZANIE Jest to proces ciągły, w którym materiał w postaci najczęściej granulatu podawany jest do ogrzewanego cylindra uplastycznia się a następnie po homogenizacji przechodzi przez głowicę. W głowicy pod ciśnieniem formowany jest wyrób, który przechodzi przez kalibrator. Po schłodzeniu wytłoczka jest cięta na wymiar lub nawijana na bęben.

2. Cechy charakterystyczne procesuwytłaczania • proces ciągły, • wysokociśnieniowy, • do produkcji wyrobów: płyt (lite, spienione, wielowarstwowe), profili (otwarte, zamknięte), rur, węży, izolacji kabli, uszczelek. • wyroby produkowane są z termoplastów i elastomerów wulkanizujących • bezodpadowy, • o dużej wydajności, • w pełni zautomatyzowany, • elastyczny, • mobilny.

3. Wady i zalety procesu wytłaczania ZALETY • możliwość wytwarzania bardzo skomplikowanych wyrobów w jednej operacji technologicznej • otrzymujemy wyrób gotowy do użytkowania, praktycznie bez obróbki wykańczającej • wysoka jakość i powtarzalność kształtu i wymiarów, estetyka wyrobu • możliwość pełnej automatyzacji, komputeryzacji procesu • możliwość masowej produkcji • niska pracochłonność • niska emisja szkodliwych substancji WADY • wysoki koszt oprzyrządowania technologicznego • technologia nie ekonomiczna przy krótkich seriach produkcyjnych • długi czas przygotowania i spore nakłady finansowe związane z wdrożeniem do produkcji nowego wyrobu

4. Przykładowe wyroby otrzymane metodą wytłaczania

5. Proces wytłaczania materiał Głowica (narzędzie) Wytłaczarka (maszyna) Produkt finalny

6. Schemat linii do wytłaczania materiał 5 6 7 3 4 1 2 • Oznaczenia: • Napęd wytłaczarki, 2. wytłaczarka, 3. głowica, 4. kalibrator, • 5. Urządzenie chłodzące, urządzenie odciągowe, 7. urządzenie tnące • Lub bęben nawijający wyrób

7. Wytłaczarka i ślimaki

8. Rozdrabniacz i granulator

9. Przykładowe kalibratory i urządzenia odciągowe

10. Schemat wytłaczarki

11. Współczesna wytłaczarka

12. Linia do produkcji folii rękawowej

13. Schemat linii do wytłaczania folii rękawowej

14. Przykładowe głowice do produkcji profili

15. Cykl wytłaczania i parametry procesu Cykl wytłaczania – etapy • uplastycznienie, odgazowanie i uplastycznienie materiału • uformowanie wyrobu w głowicy • kalibracja kształtu • chłodzenie (wodą lub powietrzem) • Cięcie lub nawijanie na bęben Parametry procesu • temperatury - (stref grzewczych na cylindrze i głowicy, temp. połówek formy na termostacie) • Prędkości - (odciągu, prędkość obrotowa ślimaka)

16. Budowa wytłaczarki Oznaczenia a) głowica, b). Lej zasypowy, c) grzałki, d) obudowa, e). ślimak

17. Kinematyka procesu wytłaczania Typy przepływów • przepływ wleczony - Qw • przepływ ciśnieniowy - Qp • przepływ przeciekowy - Qs Q = Qw – Qp - Qs Qs V U T Q Qw Qp φ U= π.D.N v = Ucosφ T = Usin φ

18. Strefa uplastycznianiamechanizm uplastyczniania W strefie uplastyczniania następuje proces topienia materiału Inicjacja procesu uplastyczniania Ciśnienie p Szerokość kanału x grzanie cylinder Vb 2 h σ Zwój nacierający 1 Ruch cyrkulacyjny tworzywa w kanale Przekrój przez kanał ślimaka Oznaczenia: 1. Tworzywo w stanie stałym, 2. film uplastycznionego materiału, h grubość uplastycznionego materiału około 0.5mm, σluz między cylindrem a łysinką ślimaka około 0.1mm

19. Strefa dozowania ślimaka W strefie dozowania następuje homogenizacja termiczna materiału Materiał jest intensywnie mieszany poprzez zastosowanie elementów tnących (kołków, przegród, itp…). Dążymy do zamiany przepływu laminarnego w turbulentny.

20. Kalibracjaspęcznienie powytłoczeniowe (efekt Barusa) • Kalibracja - to proces ostatecznego ustalania kształtu i wymiarów wyrobu (wytłoczki). Kalibracja polega na niwelowaniu efektu spęcznienia metodami mechanicznymi • Spęcznienie powytłoczeniowe (efekt Barusa) to proces powiększania się wymiarów poprzecznych wyrobu po wyjściu z ustnika głowicy lub kapilary • Spęcznienie jest efektem dużego skoku naprężeń normalnych po wyjściu polimeru z ustnika i jest cechą materiałów lepko- sprężystych do których zaliczamy polimery • Spęcznienie zależy od szybkości ścinania, temperatury stopu polimerowego, cech reologicznych przetwarzanego polimeru D1 D0 Ilustracja zjawiska Barusa D1>D0

21. Typy kalibratorów • nadciśnieniowe – stosowane do kalibracji rur • podciśnieniowe – stosowane do kalibracji rur, węży • na zasadzie przeciągania – stosowane do kalibracji profili otwartych, • na zasadzie walcowania -stosowane do kalibracji płyt

22. Kalibrator podciśnieniowy 1 2 p1 p2 p2>>p1 3 4 • Oznaczenia • Ustnik głowicy 2. rura, 3. komora podciśnieniowa, • 4.komora chłodząca

23. Kalibrator nadciśnieniowy woda powietrze 2 3 1 5 4 Oznaczenia 1. ustnik głowicy, 2. rura, 3. komora kalibratora, 4 korek zamykający 5.wanna chłodząca

24. Kalibrator na zasadzie przeciągania i walcowania 1 2 3 4 A B 2 1 3 A - kalibrator do przeciągania profili: 1. walce kalibrujące, 2. walce ciągnące, 3.wanna chłodząca, 4 płyta kalibrowana B - kalibrator do walcowania - 1. nawiew powietrza, 2. komora z przegrodami kalibrującymi i chłodzącymi, 3. profil kalibrowany

25. Zastosowanie formowanie kształtowe granulowanie mieszanie wytwarzanie kompozytów przeprowadzanie syntez Cechy charakterystyczne przepływ materiału wymuszony możliwość formowania wyrobów z materiałów kompozytowych o dużej lepkości i trudnej mieszalności dobra homogenizacja polimeru możliwość przetwarzania półfabrykatów w postaci żelu, pasty, krajanki, proszku, granulatu Podział ze względu na obroty ślimaka przeciwbieżne ślimaki obracają się w przeciwnych kierunkach współbieżne ślimaki wykonują ruch obrotowy w tym samym kierunku Podział ze względu na typ zazębienia ślimaków szczelnie zazębiające się nieszczelnie zazębiające się niezazębiające się Wytaczanie dwuślimakowecharakterystyka procesu

26. Wytłaczarka dwuślimakowa

27. Wytłaczarka dwuślimakowa

28. Budowa wytłaczarkidwuślimakowej 1 2 3 1. Lej zasypowy, 2 cylinder, 3.para ślimaków

29. ślimaki

30. ślimaki Twin-Screw Extruders (TSE)

31. Wymuszony przepływ tworzywa w układzie dwuślimakowym Wytłaczarki przeciwbieżne wytłaczarki współbieżne

32. Parametry wytłaczania dwuślimakowego • temperatura stref grzewczych, • prędkość obrotowa ślimaka • Prędkość obrotowa wału silnika wynosi 1750 obr/min jest to dużo za dużo dla ślimaka wytłaczarki. Z jednej strony taka prędkość powodowałaby generowanie zbyt dużego ciepło w wyniku tarcia, z drugiej czas przebywania tworzywa w układzie byłby za krótki, nie gwarantował właściwego mieszania a nawet uplastycznienia. Typowe przełożenia to 10:1 i 20:1. Wyróżnić jednak możemy przypadki, dla których prędkości obrotowa wynosi 10-40 obr/min (wytłaczanie dwuślimakowe przeciwbieżne, PVC twardy, profile) lub 200-1400 obr/min (wytłaczanie dwuślimakowe współbieżne,

33. Odmiany Swobodne przeznaczone do formowania z wytłaczanego z rękawa, folii opakowań butelek , fiolek, beczek itp.. z rozciąganiem przeznaczone do formowania opakowań z preform wykonanych metodą wtryskiwania, następnie w drugim etapie rozdmuchiwanych w butelczarce z opcją rozciągania mechanicznego Cechy charakterystyczne procesu proces cykliczny proces niskociśnieniowy przetwarzane tworzywa -termoplasty półfabrykat rekaw lub preforma w pełni zautomatyzzowany o dużej wydajnośći mobilny Formowanie z rozdmuchem

34. Maszyny do produkcji opakowań metodą wytłaczania z rozdmuchiwaniem (swobodnym)

35. Etapy formowania metodą wytłaczania z rozdmuchem Grzałki wytłaczarki 1 chłodzenie Powietrze o ciśnieniu kilka bar 2 Parametry: # temperatura rękawa, # ciśnienie powietrza wprowadzonego do formy # czas chłodzenia 3 B A C A forma otwarta, B forma zamknięta, C – formowanie naczynia Oznaczenia: 1. ustnik wytłaczarki, forma rozdmuchowa, 3. wytłoczony rękaw

36. Przykłady wyrobów wykonanych z preform

37. Forma do preform

38. Maszyny do produkcji opakowań z PET

39. maszyna

40. Etapy procesu formowania opakowań z PET ogrzewanie lampami kwarcowymi C Powietrze o ciśnieniu do 40bar B A A – ogrzewanie preform, B – umieszczenie ogrzanej preformy w formie i uformowanie butelki po przez wprowadzenie powietrza do wnętrza butelki C - schłodzenie butelki i otwarcie formy i usunięcie butelki z formy Parametry: # temperatura preformy, # ciśnienie powietrza wprowadzonego do formy, # czas chłodzenia