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.

Cechy charakterystyczne procesu wytłaczania 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.

Wady i zalety procesu wytłaczania 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

Przykładowe wyroby otrzymane metodą wytłaczania

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

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

Wytłaczarka i ślimaki

Rozdrabniacz i granulator

Przykładowe kalibratory i urządzenia odciągowe

Schemat wytłaczarki

Współczesna wytłaczarka

Linia do produkcji folii rękawowej

Schemat linii do wytłaczania folii rękawowej

Przykładowe głowice do produkcji profili

Cykl wytłaczania – etapy 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)

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

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

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

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.

Kalibracja spęcznienie 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

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

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

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

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

Wytaczanie dwuślimakowe charakterystyka procesu 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

Wytłaczarka dwuślimakowa

Wytłaczarka dwuślimakowa

Budowa wytłaczarki dwuślimakowej 1 2 3 1. Lej zasypowy, 2 cylinder, 3.para ślimaków

ślimaki

ślimaki Twin-Screw Extruders (TSE)                                                                                                                                                                                            

Wymuszony przepływ tworzywa w układzie dwuślimakowym Wytłaczarki przeciwbieżne wytłaczarki współbieżne

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,

Formowanie z rozdmuchem 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

Maszyny do produkcji opakowań metodą wytłaczania z rozdmuchiwaniem (swobodnym)

Etapy formowania metodą wytłaczania z rozdmuchem Grzałki wytłaczarki chłodzenie 1 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

Przykłady wyrobów wykonanych z preform

Forma do preform

Maszyny do produkcji opakowań z PET

maszyna

Etapy procesu formowania opakowań z PET ogrzewanie lampami kwarcowymi C A B Powietrze o ciśnieniu do 40bar 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