فرایند اکستروژن پلاستیک با استفاده از دستگاه‌های مخصوص

بازار لوله‌های پلاستیکی در حال رشد روزافزون است و این روند به طور قطع ادامه خواهد داشت. امروزه، اکثر صاحبان کسب و کار به جای استفاده از لوله‌های فولاد گالوانیزه، به لوله های پلی اتیلن تک جداره یا دوجداره (HDPE) روی آورده‌اند. دلایل این جایگزینی این لوله ها کاملاً واضح است: لوله‌های PE بادوام، مستحکم، انعطاف‌پذیر و مقاوم در برابر خوردگی، سایش و رشد بیولوژیکی هستند. این ویژگی‌ها، آن‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای طیف وسیعی از کاربردها، از جمله سیستم‌های لوله‌کشی آب آشامیدنی، فاضلاب، آبیاری، زهکشی و صنعتی تبدیل می‌کند. اما قبل از اینکه به جزئیات فرایند تولید لوله‌های پلی اتیلن بپردازیم، اجازه دهید ابتدا با مفهوم “اکستروژن پلاستیک” آشنا شویم. همراه ما بمانید.

اکستروژن پلاستیک چیست؟

اکستروژن یک فرآیند تولید پلاستیک است که در آن مواد پلیمری به وسیله گرما و فشار از یک ماتریس یا دیگر مواد پلیمری به شکل مایع تبدیل می‌شوند و از یک دیسک مشبک یا متریکس به شکل پیچیده‌تری خارج می‌شوند. این فرایند به فشار دادن مواد به داخل و خارج از قالب اشاره دارد که آن را به شکل و اندازه مورد نظر سازنده تبدیل کند. این فرآیند یک روش استاندارد برای تولید لوله های PVC و لوله های HDPE است. این فرآیند برای تولید انواع مختلف محصولات پلاستیکی، از جمله لوله‌ها، شیت‌ها، و فیلم‌ها، استفاده می‌شود. همچنین، این فرآیند محصولات مختلفی را تولید می کند. مراحل اصلی اکستروژن عبارتند از:

• 1.آماده‌سازی مواد

ابتدا مواد پلیمری به صورت دانه‌ها یا پودرها به همراه افزودنی‌های لازم، مثل رنگ‌ها یا مواد افزودنی دیگر، آماده می‌شوند. در مقاله ی مواد اولیه ی پلی اتیلن میتوانید اطلاعات بیشتری در این باره بخوانید.

• 2.انتقال مواد به واحد اکستروژن

مواد به یک واحد اکستروژن منتقل می‌شوند.

• 3.ذوب شدن مواد

مواد در دستگاه ذوب شده و به شکل مایع تبدیل می‌شوند.

• 4.اکستروژن

مایع پلیمری از یک دیسک مشبک (دیسک اکستروژن) یا یک ماتریس به شکل خاص عبور می‌کند. این فرآیند می‌تواند برای تولید محصولات مختلف مانند اتصالات پلی اتیلن با قطر و شکل‌های مختلف انجام شود.

خرید اتصالات پلی اتیلن

• 5-سرعت بالا

مواد اکستروژن شده با سرعت بالا از دیسک خارج می‌شوند. این سرعت می‌تواند توسط کنترل فشار و دما در دستگاه گرم کننده تنظیم شود.

• 6-سرد شدن محصول

پس از خروج از دیسک اکستروژن، مواد به سیستم‌های سردکننده منتقل می‌شوند تا به سرعت سرد شده و شکل نهایی خود را بگیرند.

• 7-کنترل کیفیت

در طول فرآیند اکستروژن، کنترل کیفیت بسیار مهم است. این شامل کنترل دما، فشار، سرعت، و ویژگی‌های دیگر فرآیند می‌شود.

• 8.شکل‌دهی نهایی

پس از عبور از دیسک اکستروژن، مواد به شکل نهایی خود درآمده و با استفاده از سیستم‌های سردکننده به سرعت سرد می‌شوند تا شکل نهایی خود را بگیرند.

• 9.برش و بسته‌بندی

محصول نهایی برش می‌خورد و سپس برای بسته‌بندی آماده می‌شود.

اکستروژن به دلیل سرعت بالا و هزینه تولید نسبتاً پایین، به یکی از روش‌های محبوب برای تولید محصولات پلاستیکی در حجم بالا تبدیل شده است. پس از برش، لوله‌های پلی اتیلن تک جداره آماده بسته‌بندی و ارسال به مشتریان می‌شوند.

خط تولید اکستروژن لوله

معرفی دستگاه اکستروژن

قلب تپنده فرایند اکستروژن، دستگاه‌های مخصوصی به نام “اکسترودر” هستند. این دستگاه‌ها از اجزای مختلفی مانند قیف تغذیه، ماردون، سیلندر، قالب و سیستم‌های گرمایشی و خنک‌کننده تشکیل شده‌اند. اکسترودر یک دستگاه صنعتی است که در فرآیند اکستروژن برای تبدیل مواد پلیمری از حالت جامد به حالت مایع و سپس به شکل نهایی استفاده می‌شود. این دستگاه به شکل یک واحد طولانی و استوانه‌ای با یک شافت داخلی تناوبی مشخص می‌شود که در آن مواد پلیمری به وسیله گرما و فشار به حالت مایع تبدیل می‌شوند. دستگاه اسکترودر کارخانه تکاب اتصال را می توانید در عکس زیر مشاهده کنید. در مقاله ای به صورت جدا درباره ی دستگاه اکسترودر صحبت کرده ایم. اکستروژن پلاستیک، فرآیندی جذاب و پرکاربرد برای تبدیل ذرات ریز پلاستیک به محصولاتی متنوع و کاربردی در دنیای مدرن است.

1. قیف تغذیه: محل ورود مواد اولیه پلاستیکی به اکسترودر است.
2. ماردون: وظیفه ماردون، انتقال، فشرده سازی و ذوب مواد اولیه در طول سیلندر است.
3. سیلندر: محفظه ای است که در آن ماردون می‌چرخد و مواد اولیه تحت فشار و گرما قرار می‌گیرند.
4. قالب: محل خروج مواد مذاب از اکسترودر و شکل‌دهی نهایی آن به صورت دلخواه است.
5. سیستم‌های گرمایشی و خنک‌کننده: برای تنظیم دمای مواد در طول فرآیند اکستروژن ضروری هستند.

ساخت قالب اکسترود پلاستیک: هنرمندان دنیای پلیمر

ساخت قالب اکسترود پلاستیک، فرآیندی ظریف و مهندسی است که نیازمند دانش فنی، مهارت و استفاده از ابزارآلات دقیق برای شکل‌دهی دقیق و اصولی به مواد مذاب پلاستیک در جهت تولید محصولات باکیفیت و بادوام می‌باشد. این قالب‌ها، نقش اساسی در فرایند اکستروژن ایفا می‌کنند و کیفیت نهایی محصول نهایی را به طور مستقیم تحت تاثیر قرار می‌دهند.

مراحل ساخت قالب اکسترود پلاستیک

1. طراحی: اولین گام در ساخت قالب، طراحی دقیق آن با استفاده از نرم‌افزارهای CAD (طراحی به کمک رایانه) است. در این مرحله، مهندسان طراح با در نظر گرفتن نوع محصول نهایی، ابعاد، ضخامت، شکل و سایر ویژگی‌های مورد نظر، قالب را طراحی می‌کنند.
2. انتخاب مواد: انتخاب مواد مناسب برای ساخت قالب، از اهمیت بالایی برخوردار است. فولاد، آلومینیوم و برنج از جمله مواد رایج برای ساخت قالب‌های اکستروژن هستند. انتخاب هر کدام از این مواد، به عوامل مختلفی مانند نوع پلاستیک مورد استفاده، فشار و دمای اکستروژن و عمر مفید مورد انتظار برای قالب بستگی دارد.
3. فرآیند ساخت: پس از انتخاب مواد، قالب با استفاده از روش‌های مختلفی مانند تراش، فرز، اره‌کاری، سوراخ‌کاری و جوشکاری ساخته می‌شود. دقت و ظرافت در این مرحله، از اهمیت بالایی برخوردار است، چرا که هرگونه خطا یا نقص در ساخت قالب، می‌تواند منجر به تولید محصولات معیوب و بی‌کیفیت شود.
4. پرداخت و صیقل‌کاری: پس از ساخت قالب، سطوح داخلی و خارجی آن به دقت پرداخت و صیقل‌کاری می‌شوند تا هرگونه ناهمواری یا برجستگی از بین برود. این امر برای ایجاد سطحی صاف و یکنواخت برای عبور مواد مذاب پلاستیک ضروری است.
5. آزمایش و تأیید: قبل از استفاده از قالب در خط تولید، باید به طور کامل آزمایش و تأیید شود. در این مرحله، قالب با استفاده از مواد پلاستیکی مختلف مورد آزمایش قرار می‌گیرد تا عملکرد و کیفیت آن ارزیابی شود.

انواع قالب‌های اکستروژن پلاستیک

• قالب‌های تک جداره: برای تولید لوله‌ها و پروفیل‌های ساده با ضخامت یکسان استفاده می‌شوند.
• قالب‌های دوجداره: برای تولید لوله‌ها و پروفیل‌هایی با دو لایه مجزا با ضخامت‌های مختلف استفاده می‌شوند.
• قالب‌های چند جداره: برای تولید لوله‌ها و پروفیل‌هایی با چندین لایه مجزا با ضخامت‌های مختلف استفاده می‌شوند.
• قالب‌های فیلم: برای تولید فیلم‌های پلاستیکی با ضخامت‌های مختلف استفاده می‌شوند.
• قالب‌های قطعات: برای تولید قطعات پلاستیکی با اشکال پیچیده و ظریف استفاده می‌شوند.

نکات مهم در ساخت قالب اکستروژن پلاستیک:

• استفاده از مواد با کیفیت بالا
• دقت و ظرافت در فرآیند ساخت
• پرداخت و صیقل‌کاری دقیق سطوح قالب
• انجام آزمایشات و تست‌های لازم قبل از استفاده از قالب
• استفاده از تجهیزات و ابزارآلات مدرن و به روز

ساخت قالب‌های اکستروژن پلاستیک، نیازمند تخصص و مهارت بالایی است. شرکت‌های سازنده این قالب‌ها، با بهره‌گیری از مهندسان و طراحان مجرب و استفاده از تجهیزات و فناوری‌های پیشرفته، قالب‌هایی با کیفیت بالا و مطابق با نیاز مشتریان تولید می‌کنند. بهتر است بدانید ساخت قالب اکستروژن پلاستیک، فرآیندی ظریف و مهندسی است که نیازمند دانش فنی، مهارت و استفاده از ابزارآلات دقیق برای شکل‌دهی دقیق و اصولی به مواد مذاب پلاستیک در جهت تولید محصولات باکیفیت و بادوام می‌باشد.

مزایای اکستروژن

در زیر به برخی از مزایای اکستروژن اشاره شده است:

• اکستروژن امکان تولید قطعات با هندسی پیچیده و جزئیات دقیق را فراهم می‌کند. این امکان باعث می‌شود تا قطعات با ساختارهای متنوع و ابعاد گوناگون تولید شوند.

• این فرآیند امکان کنترل دقیق ابعاد قطعات را فراهم می‌کند، که در صنعت کاربردهای مختلف دارد.

• اکستروژن به خوبی می‌تواند ساختار یکنواختی در طول قطعه فراهم کند، که باعث افزایش استحکام و کیفیت نهایی محصول می‌شود.

• این فرآیند به خوبی با تولید انبوه سازگار است و می‌تواند به صورت پیوسته اجرا شود. این خصوصیت، اکستروژن را برای تولید دسته‌های بزرگ از قطعات مناسب می‌کند.

• اکستروژن به دلیل سادگی و کارآیی بالا در مقایسه با برخی فرآیندهای دیگر، هزینه تولید را به شدت کاهش می‌دهد.

• اکستروژن می‌تواند از متریال‌های مختلفی مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن، PVC، و … استفاده کند، که این امکان را به تولید قطعات با ویژگی‌های مختلف می‌دهد.

• این فرآیند به دلیل سرعت بالا در تولید قطعات، به ویژه در مقایسه با فرآیندهای پرهزینه و پیچیده‌تر، مزیت دارد.

• از آنجا که اکستروژن به صورت پیوسته اجرا می‌شود، ضایعات مواد کمتری تولید می‌شود، که به بهینه‌سازی استفاده از مواد و کاهش هدر رفت منابع منجر می‌شود.

انواع اکستروژن

فرآیند اکستروژن پلاستیک و مواد پلیمری برای تولید محصولات با ابعاد و شکل‌های مختلف از رویه‌های مختلفی استفاده می‌شود. در زیر، برخی از انواع اکستروژن ذکر شده‌اند:

1. اکستروژن دوشیبه‌ای (Single-Screw Extrusion)

در این روش، یک ویژه دارای یک میله یا شافت دوشیبه به کار می‌رود. مواد پلیمری از یک طرف وارد می‌شوند و تحت فشار و گرما به حالت مایع تبدیل می‌شوند و سپس از دیسک اکستروژن به شکل نهایی خارج می‌شوند.

2. اکستروژن چندشیبه‌ای (Twin-Screw Extrusion)

در این روش از دو یا چند میله دوشیبه استفاده می‌شود. این دستگاه برای مواد با خواص خاص، مانند مواد مرکب یا مواد با افزودنی‌های خاص، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. اکستروژن خنک (Cold Extrusion)

در این روش از دماهای پایین‌تر برای فرآیند استفاده می‌شود. این روش معمولاً برای مواد حساس به گرما، مانند مواد غذایی یا دارویی، استفاده می‌شود.

4. اکستروژن گازی (Foam Extrusion)

در این روش یک گاز به مواد پلیمری افزوده می‌شود تا حباب‌های هوا در داخل مواد ایجاد شود. این فرآیند برای تولید محصولات خمیری یا فومی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

5. اکستروژن هیدرولیک (Hydrostatic Extrusion)

در این روش، مواد پلیمری تحت فشار هیدرولیک به شکل نهایی فرآیند می‌شوند. این روش برای موارد خاصی مانند تولید لوله‌های فلزی با استفاده از پوشش پلیمری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

6. اکستروژن مرکب (Co-extrusion)

در این روش، دو یا چند دستگاه اکستروژن به صورت همزمان برای تولید محصولات با لایه‌ها یا قسمت‌های مختلف به کار می‌روند. این روش برای تولید محصولات چندلایه با ویژگی‌های مختلف استفاده می‌شود.

هر یک از این انواع اکستروژن برای نیازها و خصوصیات خاص محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرند و در صنایع مختلف از جمله پلاستیک، فلز، غذا، داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پاسخ به سوالات شما

• چه عواملی بر سرعت اکستروژن تأثیر می گذارد؟

منبع: lesso