Sebagai peralatan inti untuk produksi produk plastik serat, mesin pemuaan pemblasan memastikan transformasi bahan thermoplastic seperti polietilen, polipropilen, dan polivinil klorida menjadi berbagai produk serat melalui proses kontinu dari "plastifikasi bahan mentah - pemuatan parison - penahan dan penguncian cetakan - pemblasan - pendinginan dan pengeluaran". Desain strukturnya harus memastikan konsistensi plastifikasi mencair, akurasi dimensi parison, stabilitas pembentukan, dan efisiensi produksi. Biasanya terdiri dari tiga modul inti: sistem pemuaan, sistem penahanan, dan sistem pemblasan, serta sistem pengendalian dan perangkat bantuan. Semua modul tersebut bekerja sama secara sinergis untuk membentuk siklus produksi yang lengkap. Berikut adalah analisis detail komposisi, fungsi, dan titik teknis utama setiap modul struktural.
I. Core Power Unit: Sistem ekstrusi
Sistem pemuaan adalah 'jantung kekuatan' mesin pemuaan pemblasan. Fungsinya inti adalah mengubah butiran plastik padat menjadi pemanis yang konsisten secara kontinu dan stabil dan memompanya untuk membentuk parison tabung. Kinerja sistem ini langsung menentukan kualitas pemanis, yang pada gilirannya mempengaruhi kelengkapan mekanis dan akurasi tampilan produk. Biasanya terdiri dari paku dan tabung, perangkat pemanasan dan pendinginan, perangkat transmisi, dan perangkat pengisian.
1. Paku dan Tabung: Komponen Plastifikasi Utama Kedekatan pasak dan tabung sangat penting untuk efek plastifikasi dan membentuk ruang terhubung untuk mengangkut dan mencairkan bahan. Sebagai komponen gerak inti, paku dibagi menjadi dua struktur sesuai dengan karakteristik bahan yang diproses: tipe perubahan gradual dan tipe perubahan tiba-tiba. Paku tipe perubahan gradual cocok untuk plastik kristal seperti polietilen, mencapai pencairan stabil melalui perubahan lambat kedalaman rongga paku; paku tipe perubahan tiba-tiba cocok untuk plastik non-kristal seperti polivinil klorida, meningkatkan pemanasan gesekan dengan perubahan tiba-tiba kedalaman rongga paku untuk meningkatkan efisiensi pencairan. Dalam penggunaan industri, rasio panjang-diameter paku (persamaan antara panjang efektif dan diameter) biasanya dikontrol antara 20:1 dan 30:1, dan rasio kompresi (persamaan antara kedalaman rongga bagian pengisian dan bagian ukur) adalah 2,5:1 hingga 4:1. Misalnya, saat memproses polietilen tinggi densitas (HDPE), memilih paku dengan rasio panjang-diameter 28:1 dan rasio kompresi 3,5:1 dapat meningkatkan keseragaman pemanis sebesar 15%.
Tabung adalah silinder metal tinggi kekuatan dan dinding internalnya nitrid atau ditaburi. Kekerasannya harus mencapai di atas HV900 untuk menahan gesekannya. Jarak antara tabung dan paku dikendalikan dalam kisaran 0,1-0,3 mm untuk memastikan efisiensi pengangkutan bahan dan efek gesek.
2. Perangkat Pemanasan dan Pendinginan: Pengendalian Suhu yang Akurat Garansi
Untuk mencapai pencairan berjalan dan plastifikasi bahan yang stabil, bagian luar tabung dipanaskan oleh gulungan pemanasan segmen dengan kepadatan daya 1,5-3,0W/cm², biasanya dibagi menjadi 3-5 segmen untuk kontrol suhu independen. Suhu berbagai tahap pengolahan harus diukur dengan tepat sesuai dengan karakteristik bahan. Misalnya, saat memproses polipropilen (PP), suhu bagian pengisian dikendalikan pada 160-180 ℃, bagian kompresi pada 180-200 ℃, dan bagian pengukuran pada 200-220 ℃. Fluktuasi suhu harus dihindari dalam kisaran ± 2 ℃ untuk menghindari penurunan panas sebelum mencair dan reaksi degradasi atau pelastisan yang buruk.
Sistem pendinginan bekerjasama dengan perangkat pemanasan untuk mencapai keseimbangan suhu, biasanya menggunakan pendinginan udara atau pendinginan air. Suhu air harus dikendalikan di bawah 30 ℃. Fungsinya mendasar adalah untuk mendinginkan bahan di bagian pengisian untuk mencegah pencairan dini yang menyebabkan pengisian yang tidak teratur. Pada saat yang sama, ia dapat menyesuaikan akurasi nilai suhu dari setiap bagian tabung untuk menjaga kinerja pemanis yang stabil.
3. Perangkat Transmisi dan Pemanasan: Jaminan Tenaga dan Pemanasan
Perangkat transmisi terdiri dari motor konversi frekuensi, pengurang, dan pasangan, menyediakan daya yang stabil untuk putaran paku. Kekuatan motor dimasuki sesuai dengan diameter paku. Misalnya, paku Φ65 mm biasanya dilengkapi dengan motor konversi frekuensi 30-45 kW, dan rentang penyesuaian kecepatan adalah 10-100 r / min. Penyesuaian akurat volume pemuaan dapat dicapai melalui kontrol konversi frekuensi. Rasio kurung pengurang adalah biasanya 10: 1-20:
Akurasi alih teknis dari pasangan harus diukur secara teratur untuk memastikan bahwa deviasi radialnya adalah ≤0,1 mm dan deviasi wajah akhir adalah ≤0,05 mm, sehingga terhindar dari pengikisan paku yang disebabkan oleh getaran transmisi.
Perangkat pengisian berkenaan dengan hopper, dilengkapi dengan pompa penyedot otomatis untuk memperoleh pengisian secara kontinu. Kapasitas angkutnya adalah 500-2000 kg / jam, dan volume hopper biasanya 5 0 - 200 L. Untuk bahan yang menyerap kelembaban, pengering harus dimasuki. Temperatur pengeringan adalah 80-120 ℃, dan waktu pengeringan adalah 4-6 jam untuk memastikan bahwa kadar kelembaban bahan mentah adalah ≤0,1% , menghindari gelembung dalam pemanis yang mempengaruhi kualitas produk.
II. Molding Accuracy Guarantee Unit: SISTEM PEMATANG
Sistem penahanan bertanggung jawab atas fungsi pembungkusan, penguncian, pembukaan, dan pengeluaran produk. Stabilitasnya langsung mempengaruhi akurasi dimensi produk, umur cetakan, dan keamanan produksi. Biasanya terdiri dari pola dan tiang pengarah, mekanisme penahanan cetakan, dan perangkat perlindungan keamanan.
1. acuan dan Pilar Panduan: Dasar Pembangkitan dan Penempatan
acuan yang bergerak dan yang tetap adalah penampung untuk pemasangan cetakan, biasanya terbuat dari baja Q235 atau 45 dengan ketebalan 200-500mm, dan menampung panduan yang akurat dan koneksinya melalui pilar-pilar panduan. Diameter pilar panduan adalah Φ50-150mm, panjangnya 1000-3000mm, persyaratan ke-straightannya adalah ≤
02mm/m, dan tingkat keras permukaan adalah HRC50-55, yang memastikan kemiripan gerak acuan ≤
1mm/m untuk menghindari keluarnya produk atau perubahan dimensi akibat ketidakseragaman cetakan saat menyangkutkan. Dalam aplikasi praktis, pilar panduan harus tergesek dengan minyak lithium berkemagnitannya tinggi, sekali setiap 200 jam, untuk mencegah kerusakan permukaan karena gesekan kering.
3. Perlindungan Keselamatan Devices: Key to Production Protection
Untuk memastikan keselamatan peralatan dan operator, sistem pemegang telah dilengkapi dengan berbagai perlengkapan proteksi: pengaman pengecoran dapat mendeteksi apakah ada benda asing sebelum pembukaan pengecoran melalui sensor inframerah, yang mencegah kerusakan peralatan akibat potongan logam dan debris lainnya yang tersangkut di dalam pengecoran; proteksi kelebihan tekanan hidrolik diwujudkan oleh rel tekanan, dan nilai yang ditetapkan adalah 110% dari kekuatan pemegang maksimum untuk mencegah deformasi mekanisme akibat kelebihan tekanan. Salah satu perusahaan pernah mengalami kerugian langsung sebesar 80.000 yuan karena kerusakan pengecoran karena pengaman pengecoran tidak aktif, menunjukkan pentingnya perlengkapan proteksi.
III. Unit Eksekusi Pembentukan: Sistem Pembentukan Tekanan
Sistem pembentukan tiup adalah unit utama yang mengubah pariison tubular menjadi bentuk produk targetnya. Dengan memasukkan udara kompresi ke dalam pariison, melt meleleh dan menjadi lebih pas dengan dinding dalam cetakan, dan membentuk produk rongga setelah dipanaskan dan ditempa. Sistim ini pada umumnya terbentuk dari pin plasmasi, perangkat kontrol sirkuit udara, dan struktur keluaran cetakan.
1. Pin Plasmasi: Pusat Introduksi Gas
Pin plasmasi adalah struktur tabung baja rongga dengan diameter luar Φ5-20mm dan tebal dinding 1-3mm. Kepala berbentuk kerucut pada 30°-60°, yang mudah dimasukkan ke dalam pariison dan menghindari pendaratan ke dalam melt. Pin plasmasi harus sejalan dengan pusat pariison, dengan variasi ≤1mm, dan kedalaman pemasangan 1/3-1/2 dari panjang pariison. Sebagai contoh, ketika panjang pariison adalah 300mm, kedalaman pemasangan ditetapkan pada 100-150mm. Pemasangan yang terlalu rendah dapat mengakibatkan bagian atas produk tidak terplasma, dan pemasangan yang terlalu dalam dapat merusak pariison.
2. Perangkat Kontrol Sirkuit Udara: Garansi pembentukan tiup yang Stabil
Sistim sirkuit udara bertugas menyediakan udara kompresi yang stabil. Komponen-komponen pentingnya meliputi kompresor udara, tangki penyimpanan udara, solenoid valve, dan sensor tekanan. Angkatan kompresor udara
5-5m³/min, tekanan kerja
3. Struktur Penyampaian Kotor: Garansi Kualitas Tampilan
Cavity mesin penyemaian harus dipasang dengan lubang ventilasi yang terdistribusi secara merata dengan diameter Φ0.5-1.0mm dan jarak 5-10mm, yang digunakan untuk mengekspansi udara di dalam cavity saat proses ekspansi parison, menghindari penurunan permukaan produk yang disebabkan oleh penahanan udara. Pada saat yang sama, posisi saluran pemasukan harus menghindari struktur tulang atau puncak produk agar mencegah deformasi karena tekanan lokal yang tinggi.
IV. Unit Kontrol Pusat: Sistem Kontrol
Sistem kontrol adalah "otak" mesin penyemaian tekanan ekstrusi, yang bertanggung jawab untuk mengkoordinasikan kerja kolaboratif berbagai sistem, mengimplementasikan kontrol presisi terhadap parameter proses seperti suhu, tekanan, kecepatan, dan waktu, serta memastikan stabilitas dan keterandalan proses produksi. Secara utama, sistem kontrol terdiri dari unit kontrol elektronik, antarmuka manusia-mesin, dan komponen eksekutif.
1. Modul Kontrol Presisi: Fungsi Regulasi Kesenjangan
Kontrol suhu menggunakan pengontrol PID (proporisional-integral-deretikal) untuk melakukan pengontrolan suhu segmen pada silinder ekstruder, cetakan, dan bagian lain. Setiap segmen dilengkapi dengan sensor resistansi termal dengan akurasi ±0.5℃, dan daya sirip pemanas dimodifikasi melalui rel solid-state, dengan akurasi pengontrol suhu ±1℃; Tekanan sistem hidraulik dikontrol oleh katup proposisional dengan akurasi penyesuaian ±0.5MPa. Kecepatan penekanan mengadopsi kontrol tiga tahap “lambat-cepat-lambat”, dengan kecepatan rendah ≤5mm/s dan kecepatan tinggi 50-100mm/s untuk mencegah benturan cetakan; Tekanan sirkit udara penyemaian diadjust melalui katup proporsional elektro-kompresor, dan waktu stabilisasi tekanan adalah ≤0.1 detik untuk memastikan ekspansi parison yang seragam.
2. Antarmuka Manusia-Mesin dan Pengawasan Kesalahan: Pemastian Operasi dan Perlindungan
Layar antarmuka manusia biasanya terdiri dari layar sentuh 7-15 inci. Operator dapat mengatur parameter proses seperti kecepatan ekstrusi, tenaga penekan, dan waktu penyemaian, dan menampilkan secara real-time data status produksi seperti kurva suhu dan nilai tekanan. Sistem memiliki fungsi peringatan kesalahan lengkap, yang dapat memberi alarm dan mematikan mesin untuk kondisi abnormal seperti suhu berlebih, tekanan berkurang, dan benda asing di dalam cetakan, dan mencatat informasi kesalahan untuk pemecahan masalah yang mudah. Otoritas operasional mengimplementasikan manajemen hirarkis. Operator biasa hanya dapat mengubah parameter proses, dan administrator dapat menyesuaikan program kontrol untuk menghindari operasi keliru.
V. Unit Garansi Produk: Perangkat Tambahan
Meskipun perangkat tambahan tidak berpartisipasi secara langsung dalam proses penyemaian inti, namun perangkat tersebut penting untuk kontinuitas produksi, kualitas produk, dan perlindungan lingkungan. Mereka terutama terdiri dari sistem pendingin, alat pemisahan cetakan, alat pengecekan tepi kacang, dan alat pengolahan bahan baku.
Sistem pendingin dibagi menjadi pendinginan cetakan dan pendinginan produk: Pengdinginan cetakan mengadopsi air bersirkulasi 20-30 ℃, dan pipa air disusun dekat dengan cavity dengan jarak ≤10mm untuk memastikan perbedaan suhu permukaan cetakan ≤ 5 ℃; Pendinginan produk dapat dicapai melalui penyemaian terlambat di dalam cetakan (tekanan
2-0.4MPa, penundaan
5-2 detik) atau pendinginan udara di luar cetakan (kecepatan angin 5-10m/s), yang dapat mempercepat siklus penyemaian 20%-30%. Alat pemisahan cetakan secara mayoritas adalah lengan robot atau silinder pelepasan dengan daya pelepasan 5-50kN. Posisi pelepasan menghindari bagian lemah produk (seperti puncak dan sudut tajam) untuk mencegah kerusakan produk. Alat pengecekan tepi kacang terdiri dari pemotong otomatik dan penghancur. Karat pemotong adalah HRC55-60, dan celah dengan cetakan adalah ≤0.1mm untuk memastikan pemotongan tepi kacang yang bersih. Ukuran partikel dari partikel yang dihancurkan adalah 2-5mm, yang dapat didaur ulang dan digunakan kembali, namun rasio daur ulang tidak boleh melebihi 30% untuk tidak mempengaruhi kinerja produk.
Dengan pengembangan teknologi manufaktur yang canggih, desain struktur mesin pembentukan tiup ekstrusi modern secara bertahap ditingkatkan menuju “presisi, otomatisasi, dan pengurangan energi”: peningkatan efisiensi plastifikasi dengan mengoptimalkan struktur baut dan tabung, mengurangi konsumsisi energi dengan menggunakan mekanisme pengencangan cetakan bergerak, dan pengimplementasian sistem pemantauan yang cerdas untuk mencapai optimasi parameter proses secara real-time. Di masa depan, dengan integrasi teknologi bahan polimer dan teknologi manufaktur peralatan, struktur mesin pembentukan tiup ekstrusi akan semakin menyesuaikan dengan kebutuhan produksi produk kompleks seperti co-eks-trusi bahan-bahan berbagai, yang berdiameter tipis, dan dalam skala besar, yang mempromosikan perkembangan kualitas tinggi industri produk plastik yang berlubang.
