กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

การอัดขึ้นรูปพลาสติก

การอัดรีดพลาสติกเป็นกระบวนการผลิตปริมาณมากที่ใช้พลาสติกดิบหลอมเหลวและขึ้นรูปเป็นรูปทรง ต่อเนื่อง การอัดรีดผลิตสินค้าต่างๆ เช่น ท่อ/หลอดพลาสติก แถบกันลมรั้ว...

การอัดขึ้นรูปพลาสติก

ภาพตัดขวางของเครื่องอัดรีดพลาสติกเพื่อแสดงให้เห็นสกรู
วิดีโอสั้นเกี่ยวกับการฉีดขึ้นรูป (9 นาที 37 วินาที)

การอัดรีดพลาสติกเป็นกระบวนการผลิตปริมาณมากที่ใช้พลาสติกดิบหลอมเหลวและขึ้นรูปเป็นรูปทรง ต่อเนื่อง การอัดรีดผลิตสินค้าต่างๆ เช่น ท่อ/หลอดพลาสติก แถบกันลมรั้ว ราวระเบียงกรอบหน้าต่างฟิล์มและแผ่นพลาสติก สารเคลือบเทอร์ โมพลาสติกและฉนวนสายไฟ

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการป้อนวัสดุพลาสติก (เม็ดเล็ก เม็ดเล็ก เกล็ด หรือผง) จากถังพักเข้าไปในกระบอกของเครื่องอัดรีด วัสดุจะค่อยๆ หลอมเหลวด้วยพลังงานกลที่เกิดจากการหมุนของสกรูและฮีตเตอร์ที่จัดเรียงอยู่ตามแนวกระบอก จากนั้นโพลิเมอร์ที่หลอมเหลวจะถูกดันเข้าไปในแม่พิมพ์ซึ่งจะขึ้นรูปโพลิเมอร์ให้เป็นรูปร่างที่แข็งตัวเมื่อเย็นตัวลง[ 1 ]

ประวัติศาสตร์

เครื่องอัดรีดรุ่นแรกๆ ที่พัฒนามาเป็นเครื่องอัดรีดสมัยใหม่นั้นเกิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ในปี 1820 โทมัส แฮนค็อก ได้ประดิษฐ์ "เครื่องบด" ยางที่ออกแบบมาเพื่อนำเศษยางที่ผ่านการแปรรูปกลับมาใช้ใหม่ และในปี 1836 เอ็ดวิน แชฟฟี ได้พัฒนาเครื่องจักรแบบสองลูกกลิ้งเพื่อผสมสารเติมแต่งลงในยาง[ 2 ] การอัดรีดเทอร์โมพลาสติกครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1935 โดยพอล โทรเอสเตอร์ และภรรยาของเขา แอชลีย์ เกอร์ชอฟฟ์ ในเมืองฮัมบูร์กประเทศเยอรมนี หลังจากนั้นไม่นาน โรแบร์โต โคลอมโบ จาก LMP ได้พัฒนาเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่เครื่องแรกในอิตาลี[ 3 ]

กระบวนการ

เม็ดพลาสติกสีขาว

ในการผลิตพลาสติกด้วยกระบวนการอัดรีด วัสดุตั้งต้นมักอยู่ในรูปของเม็ดเล็กๆ (เม็ดบีดขนาดเล็ก มักเรียกว่าเรซิน) ซึ่งถูกป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงจากถังพัก ที่ติดตั้งอยู่ด้านบน ลงสู่กระบอกของเครื่องอัดรีด สารเติมแต่ง เช่น สารให้สีและสารยับยั้งรังสียูวี (ในรูปของเหลวหรือเม็ด) มักถูกนำมาใช้และสามารถผสมลงในเรซินก่อนที่จะเข้าสู่ถังพัก กระบวนการนี้มีหลายอย่างที่คล้ายคลึงกับการฉีดขึ้นรูปพลาสติกในแง่ของเทคโนโลยีเครื่องอัดรีด แม้ว่าจะแตกต่างกันตรงที่โดยปกติแล้วจะเป็นกระบวนการต่อเนื่อง ในขณะที่การดึงขึ้นรูป (pultrusion)สามารถให้รูปทรงที่คล้ายกันได้หลายแบบในความยาวต่อเนื่อง โดยปกติแล้วจะมีการเสริมแรงเพิ่มเติม แต่จะทำได้โดยการดึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปออกจากแม่พิมพ์แทนการอัดรีดพอลิเมอร์หลอมเหลวผ่านแม่พิมพ์

วัสดุจะเข้าสู่เครื่องอัดรีดผ่านทางช่องป้อนวัสดุ (ช่องเปิดใกล้ด้านหลังของกระบอก) และสัมผัสกับสกรู สกรูที่หมุน (โดยปกติจะหมุนด้วยความเร็วประมาณ 120 รอบต่อนาที) จะดันเม็ดพลาสติกไปข้างหน้าเข้าสู่กระบอกที่ร้อน อุณหภูมิการอัดรีดที่ต้องการมักจะไม่เท่ากับอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของกระบอก เนื่องจากความร้อนจากความหนืดและผลกระทบอื่นๆ ในกระบวนการส่วนใหญ่ จะมีการตั้งค่าโปรไฟล์ความร้อนสำหรับกระบอก โดยมี โซนทำความร้อนที่ควบคุม ด้วย PID อิสระสามโซนขึ้นไป ค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิของกระบอกจากด้านหลัง (ที่พลาสติกเข้า) ไปยังด้านหน้า วิธีนี้ช่วยให้เม็ดพลาสติกละลายอย่างค่อยเป็นค่อยไปขณะที่ถูกดันผ่านกระบอก และลดความเสี่ยงของการเกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งอาจทำให้พอลิเมอร์เสื่อมสภาพได้

ความร้อนที่เพิ่มขึ้นเกิดจากแรงดันและแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นอย่างรุนแรงภายในกระบอกสูบ ที่จริงแล้ว หากสายการผลิตแบบอัดรีดทำงานกับวัสดุบางชนิดด้วยความเร็วที่เพียงพอ ก็สามารถปิดฮีตเตอร์ได้ และรักษาอุณหภูมิของวัสดุหลอมเหลวไว้ได้ด้วยแรงดันและแรงเสียดทานภายในกระบอกสูบเพียงอย่างเดียว ในเครื่องอัดรีดส่วนใหญ่จะมีพัดลมระบายความร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่าค่าที่กำหนดหากเกิดความร้อนมากเกินไป หากการระบายความร้อนด้วยอากาศไม่เพียงพอ ก็จะใช้ปลอกระบายความร้อนแบบหล่อขึ้นรูป

เครื่องอัดรีดพลาสติกที่ผ่าครึ่งเพื่อแสดงส่วนประกอบต่างๆ

ที่ด้านหน้าของกระบอก หลอม พลาสติก หลอมเหลวจะออกจากสกรูและไหลผ่านชุดตะแกรงเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนในพลาสติกหลอมเหลว ตะแกรงเหล่านี้ได้รับการเสริมความแข็งแรงด้วยแผ่นกั้น (แผ่นโลหะหนาที่มีรูเจาะจำนวนมาก) เนื่องจากแรงดัน ณ จุดนี้อาจสูงเกิน 34 MPa (5,000 psi ) ชุดตะแกรง/แผ่นกั้นยังทำหน้าที่สร้างแรงดันย้อนกลับในกระบอกหลอมเหลว แรงดันย้อนกลับมีความจำเป็นสำหรับการหลอมเหลวที่สม่ำเสมอและการผสมโพลิเมอร์อย่างเหมาะสม และปริมาณแรงดันที่เกิดขึ้นสามารถ "ปรับแต่ง" ได้โดยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชุดตะแกรง (จำนวนตะแกรง ขนาดการทอของลวด และพารามิเตอร์อื่นๆ) การรวมกันของแผ่นกั้นและชุดตะแกรงนี้ยังช่วยขจัด "ความจำเชิงหมุน" ของพลาสติกหลอมเหลวและสร้าง "ความจำเชิงยาว" แทน

หลังจากผ่านแผ่นเบรกเกอร์แล้ว พลาสติกหลอมเหลวจะเข้าสู่แม่พิมพ์ แม่พิมพ์เป็นส่วนที่กำหนดรูปทรงของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย และต้องได้รับการออกแบบเพื่อให้พลาสติกหลอมเหลวไหลอย่างสม่ำเสมอจากรูปทรงกระบอกไปสู่รูปทรงของผลิตภัณฑ์ การไหลที่ไม่สม่ำเสมอในขั้นตอนนี้อาจทำให้ผลิตภัณฑ์มีแรงเค้นตกค้างที่ไม่พึงประสงค์ในบางจุดของรูปทรง ซึ่งอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวเมื่อเย็นตัวลง สามารถสร้างรูปทรงได้หลากหลาย แต่จำกัดเฉพาะรูปทรงต่อเนื่องเท่านั้น

ผลิตภัณฑ์จะต้องถูกทำให้เย็นลง ซึ่งโดยปกติแล้วจะทำได้โดยการดึงชิ้นงานที่ขึ้นรูปแล้วผ่านอ่างน้ำ พลาสติกเป็นฉนวนกันความร้อนที่ดีมาก ดังนั้นจึงยากที่จะทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับเหล็กพลาสติกนำความร้อนได้ช้ากว่าถึง 2,000 เท่า ในสายการผลิตท่อหรือท่อส่งพลาสติก อ่างน้ำที่ปิดผนึกจะถูกควบคุมด้วยสุญญากาศอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันไม่ให้ท่อหรือท่อส่งที่ขึ้นรูปใหม่และยังคงหลอมเหลวอยู่ยุบตัวลง สำหรับผลิตภัณฑ์เช่นแผ่นพลาสติก การทำให้เย็นลงจะทำได้โดยการดึงผ่านชุดลูกกลิ้งทำความเย็น สำหรับฟิล์มและแผ่นบางมาก การระบายความร้อนด้วยอากาศอาจมีประสิทธิภาพในขั้นตอนการระบายความร้อนเบื้องต้น เช่น ในการขึ้นรูปฟิล์มแบบเป่า

เครื่องอัดรีดพลาสติกยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปขยะพลาสติก รีไซเคิล หรือวัตถุดิบอื่นๆ หลังจากการทำความสะอาด คัดแยก และ/หรือผสม โดยทั่วไปวัสดุเหล่านี้จะถูกอัดรีดเป็นเส้นใยที่เหมาะสมสำหรับการตัดเป็นเม็ดหรือเม็ดพลาสติกเพื่อใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการแปรรูปต่อไป

การออกแบบสกรู

สกรูเทอร์โมพลาสติกมีโซนที่เป็นไปได้ห้าโซน เนื่องจากคำศัพท์เฉพาะทางยังไม่เป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม จึงอาจมีชื่อเรียกที่แตกต่างกันสำหรับโซนเหล่านี้ โพลีเมอร์ชนิดต่างๆ จะมีดีไซน์สกรูที่แตกต่างกัน บางชนิดอาจไม่ได้รวมโซนที่เป็นไปได้ทั้งหมด

สกรูอัดขึ้นรูปพลาสติกแบบธรรมดา
สกรูเครื่องอัดรีด จาก Boston Matthews

สกรูส่วนใหญ่มีสามโซนดังนี้:

  • โซนป้อนวัสดุ (หรือเรียกว่าโซนลำเลียงของแข็ง): โซนนี้ทำหน้าที่ป้อนเรซินเข้าสู่เครื่องอัดรีด และโดยปกติแล้วความลึกของช่องจะเท่ากันตลอดทั้งโซน
  • บริเวณหลอมเหลว (หรือเรียกว่าบริเวณเปลี่ยนผ่านหรือบริเวณอัดตัว): โพลิเมอร์ส่วนใหญ่จะหลอมเหลวในบริเวณนี้ และความลึกของช่องจะค่อยๆ ลดลงเรื่อยๆ
  • โซนการวัดปริมาณ (หรือเรียกว่าโซนลำเลียงวัสดุหลอมเหลว): โซนนี้จะหลอมอนุภาคสุดท้ายและผสมให้เข้ากันจนได้อุณหภูมิและส่วนผสมที่สม่ำเสมอ เช่นเดียวกับโซนป้อนวัสดุ ความลึกของช่องทางจะคงที่ตลอดทั้งโซนนี้

นอกจากนี้ สกรูแบบมีช่องระบายอากาศ (สองขั้นตอน) ยังมีคุณสมบัติดังนี้:

  • โซนลดความดัน ในโซนนี้ ซึ่งอยู่ประมาณสองในสามของความยาวเกลียว ช่องทางจะลึกขึ้นอย่างกะทันหัน ซึ่งจะช่วยลดความดันและช่วยให้ก๊าซที่ติดอยู่ (ความชื้น อากาศ ตัวทำละลาย หรือสารตั้งต้น) ถูกดูดออกไปโดยระบบสุญญากาศ
  • โซนการวัดปริมาณที่สอง โซนนี้คล้ายกับโซนการวัดปริมาณแรก แต่มีความลึกของช่องมากกว่า ทำหน้าที่เพิ่มแรงดันให้กับโลหะหลอมเหลวเพื่อให้ไหลผ่านความต้านทานของตะแกรงและแม่พิมพ์ได้

โดยทั่วไป ความยาวของสกรูจะถูกอ้างอิงกับเส้นผ่านศูนย์กลางในรูปของอัตราส่วน L:D ตัวอย่างเช่น สกรู ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นิ้ว (150 มม.)ที่อัตราส่วน 24:1 จะมีความยาว 144 นิ้ว (12 ฟุต) และที่อัตราส่วน 32:1 จะมีความยาว 192 นิ้ว (16 ฟุต) อัตราส่วน L:D ที่ 25:1 เป็นค่าที่พบได้ทั่วไป แต่บางเครื่องอาจมีอัตราส่วนสูงถึง 40:1 เพื่อการผสมที่ดีขึ้นและผลผลิตที่มากขึ้นในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางสกรูเท่าเดิม สกรูแบบสองขั้นตอน (มีช่องระบายอากาศ) โดยทั่วไปจะมีอัตราส่วน 36:1 เพื่อรองรับโซนเพิ่มเติมสองโซน   

แต่ละโซนติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลหรือRTD อย่างน้อยหนึ่ง ตัวที่ผนังกระบอกสูบเพื่อควบคุมอุณหภูมิ "โปรไฟล์อุณหภูมิ" กล่าวคือ อุณหภูมิของแต่ละโซนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อคุณภาพและคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการอัดขึ้นรูปขั้นสุดท้าย

วัสดุขึ้นรูปทั่วไป

ท่อ HDPE ระหว่างกระบวนการอัดรีด วัสดุ HDPE มาจากเครื่องทำความร้อน เข้าสู่แม่พิมพ์ แล้วเข้าสู่ถังระบายความร้อน ท่อร้อยสายไฟ Acu-Power นี้ผลิตด้วยกระบวนการอัดรีดร่วม - ด้านในเป็นสีดำ มีปลอกหุ้มสีส้มบางๆ เพื่อระบุสายไฟ

วัสดุพลาสติกทั่วไปที่ใช้ในการอัดรีด ได้แก่ แต่ไม่จำกัดเพียง: โพลีเอทิลีน (PE), โพลีโพ รพีลีน , โพ ลีอะซีทัล , อะคริลิก , ไนลอน (โพลีอะ ไมด์ ), โพลีสไตรีน , โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), อะคริโลไนไตร ล์บิวทาไดอีนสไตรีน (ABS) และโพลีคาร์บอเนต[ 4 ]

ประเภทแม่พิมพ์

มีแม่พิมพ์หลายประเภทที่ใช้ในกระบวนการอัดรีดพลาสติก แม้ว่าแม่พิมพ์แต่ละประเภทและมีความซับซ้อนแตกต่างกันอย่างมาก แต่แม่พิมพ์ทุกประเภทก็ช่วยให้สามารถอัดรีดพอลิเมอร์หลอมเหลวได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการที่ไม่ต่อเนื่อง เช่นการฉีดขึ้นรูป

การอัดขึ้นรูปฟิล์มเป่า

การเป่าขึ้นรูปฟิล์มพลาสติก

การผลิตฟิล์มพลาสติกสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์อาหารถุงช้อปปิ้งและแผ่นต่อเนื่อง ทำได้โดยใช้สายการผลิตฟิล์มเป่า[ 5 ]

กระบวนการนี้เหมือนกับกระบวนการอัดรีดทั่วไปจนถึงแม่พิมพ์ มีแม่พิมพ์หลักสามประเภทที่ใช้ในกระบวนการนี้ ได้แก่ แม่พิมพ์วงแหวน (หรือแม่พิมพ์หัวไขว้) แม่พิมพ์รูปแมงมุม และแม่พิมพ์เกลียว แม่พิมพ์วงแหวนเป็นแบบที่ง่ายที่สุด และอาศัยการไหลของพอลิเมอร์หลอมเหลวไปรอบๆ หน้าตัดทั้งหมดของแม่พิมพ์ก่อนที่จะออกจากแม่พิมพ์ ซึ่งอาจส่งผลให้การไหลไม่สม่ำเสมอ แม่พิมพ์รูปแมงมุมประกอบด้วยแกนกลางที่ติดอยู่กับวงแหวนแม่พิมพ์ด้านนอกผ่าน "ขา" จำนวนมาก แม้ว่าการไหลจะสมมาตรมากกว่าในแม่พิมพ์วงแหวน แต่ก็เกิดรอยเชื่อมจำนวนมากซึ่งทำให้ฟิล์มอ่อนแอลง แม่พิมพ์เกลียวช่วยขจัดปัญหารอยเชื่อมและการไหลที่ไม่สมมาตร แต่มีความซับซ้อนที่สุด[ 6 ]

พลาสติกหลอมเหลวจะถูกทำให้เย็นลงเล็กน้อยก่อนออกจากแม่พิมพ์เพื่อให้ได้ท่อกึ่งแข็งที่อ่อนแอ จากนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะถูกขยายอย่างรวดเร็วด้วยแรงดันอากาศ และท่อจะถูกดึงขึ้นด้านบนด้วยลูกกลิ้ง ทำให้พลาสติกยืดออกทั้งในทิศทางตามขวางและทิศทางดึง การดึงและการเป่าทำให้ฟิล์มบางกว่าท่อที่อัดขึ้นรูป และยังทำให้โมเลกุลของพอลิเมอร์เรียงตัวในทิศทางที่มีแรงดึง มากที่สุด หากฟิล์มถูกดึงมากกว่าถูกเป่า (เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อสุดท้ายใกล้เคียงกับเส้นผ่านศูนย์กลางที่อัดขึ้นรูป) โมเลกุลของพอลิเมอร์จะเรียงตัวในทิศทางดึงอย่างมาก ทำให้ฟิล์มมีความแข็งแรงในทิศทางนั้น แต่อ่อนแอในทิศทางตามขวาง ฟิล์มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางที่อัดขึ้นรูปอย่างมากจะมีแรงดึงมากกว่าในทิศทางตามขวาง แต่แรงดึงน้อยกว่า

ในกรณีของโพลีเอทิลีนและพอลิเมอร์กึ่งผลึกอื่นๆ เมื่อฟิล์มเย็นตัวลง มันจะตกผลึกที่จุดที่เรียกว่าเส้นน้ำแข็งเกาะเมื่อฟิล์มเย็นตัวลงต่อไป มันจะถูกดึงผ่านลูกกลิ้งหนีบหลายชุดเพื่อทำให้แบนเป็นท่อแบน ซึ่งสามารถม้วนหรือตัดเป็นม้วนแผ่นสองม้วนขึ้นไปได้

การอัดรีดแผ่น/ฟิล์ม

การอัดรีดแผ่น/ฟิล์มใช้ในการอัดรีดแผ่นพลาสติกหรือฟิล์มที่มีความหนาเกินกว่าจะเป่าขึ้นรูปได้ มีการใช้แม่พิมพ์สองประเภท ได้แก่ แม่พิมพ์รูปตัว T และแม่พิมพ์รูปไม้แขวนเสื้อ จุดประสงค์ของแม่พิมพ์เหล่านี้คือการปรับทิศทางและนำทางการไหลของพอลิเมอร์หลอมเหลวจากช่องทางออกทรงกลมเดียวจากเครื่องอัดรีดให้กลายเป็นการไหลแบบแผ่นบางและเรียบ แม่พิมพ์ทั้งสองประเภทช่วยให้มั่นใจได้ว่าการไหลจะคงที่และสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่หน้าตัดของแม่พิมพ์ โดยทั่วไปการระบายความร้อนจะทำโดยการดึงผ่านชุดลูกกลิ้งระบายความร้อน ( ลูกกลิ้งรีดหรือลูกกลิ้ง "เย็น") ในการอัดรีดแผ่น ลูกกลิ้งเหล่านี้ไม่เพียงแต่ให้การระบายความร้อนที่จำเป็นเท่านั้น แต่ยังกำหนดความหนาของแผ่นและพื้นผิวอีกด้วย[ 7 ] บ่อยครั้งที่ใช้การอัดรีดร่วมเพื่อใช้ชั้นหนึ่งหรือหลายชั้นบนวัสดุฐานเพื่อให้ได้คุณสมบัติเฉพาะ เช่น การดูดซับรังสียูวี พื้นผิว ความต้านทานต่อการซึมผ่านของออกซิเจน หรือการสะท้อนพลังงาน

กระบวนการหลังการอัดรีดที่ใช้กันทั่วไปสำหรับแผ่นพลาสติกคือการขึ้นรูปด้วยความร้อนโดยแผ่นพลาสติกจะถูกให้ความร้อนจนอ่อนตัว (เป็นพลาสติก) แล้วขึ้นรูปผ่านแม่พิมพ์ให้เป็นรูปทรงใหม่ เมื่อใช้ระบบสุญญากาศ มักเรียกว่าการขึ้นรูปด้วยสุญญากาศการวางแนว (เช่น ความสามารถ/ความหนาแน่นของแผ่นพลาสติกที่จะถูกดึงเข้าสู่แม่พิมพ์ ซึ่งความลึกอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 36  นิ้วโดยทั่วไป) มีความสำคัญอย่างยิ่งและส่งผลกระทบอย่างมากต่อเวลาในการขึ้นรูปสำหรับพลาสติกส่วนใหญ่

การอัดขึ้นรูปท่อ

ท่อขึ้นรูปด้วยการอัดรีดเช่น ท่อพีวีซี ผลิตโดยใช้แม่พิมพ์ที่คล้ายคลึงกับที่ใช้ในการอัดรีดฟิล์มเป่าขึ้นรูป สามารถใช้แรงดันบวกกับโพรงภายในผ่านทางหมุด หรือใช้แรงดันลบกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกโดยใช้เครื่องปรับขนาดแบบสุญญากาศ เพื่อให้ได้ขนาดสุดท้ายที่ถูกต้อง สามารถเพิ่มช่องหรือรูเพิ่มเติมได้โดยการเพิ่มแกนกลางด้านในที่เหมาะสมเข้าไปในแม่พิมพ์

สายการผลิตแบบอัดรีดของ Boston Matthews Medical

ท่อหลายชั้นมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมประปาและทำความร้อน และอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์

การอัดขึ้นรูปหุ้ม

การขึ้นรูปด้วยการอัดรีดหุ้มฉนวนช่วยให้สามารถนำพลาสติกชั้นนอกมาหุ้มสายไฟหรือสายเคเบิลที่มีอยู่แล้วได้ นี่เป็นกระบวนการทั่วไปสำหรับการหุ้มฉนวนสายไฟ

มีเครื่องมือขึ้นรูปสองประเภทที่ใช้สำหรับการเคลือบผิวลวด ได้แก่ แบบท่อ (หรือแบบหุ้ม) และแบบใช้แรงดัน ในแบบท่อหุ้มนั้น โพลิเมอร์หลอมเหลวจะไม่สัมผัสกับลวดด้านในจนกว่าจะถึงขอบแม่พิมพ์ ในแบบใช้แรงดันนั้น โพลิเมอร์หลอมเหลวจะสัมผัสกับลวดด้านในก่อนที่จะถึงขอบแม่พิมพ์นานพอสมควร โดยใช้แรงดันสูงเพื่อให้แน่ใจว่าโพลิเมอร์หลอมเหลวจะยึดเกาะได้ดี หากต้องการการสัมผัสหรือการยึดเกาะที่แนบสนิทระหว่างชั้นใหม่กับลวดเดิม จะใช้เครื่องมือแบบใช้แรงดัน แต่หากไม่ต้องการ/ไม่จำเป็นต่อการยึดเกาะ จะใช้เครื่องมือแบบท่อหุ้มแทน

การอัดรีดร่วม

การอัดรีดร่วม (Coextrusion) คือการอัดรีดวัสดุหลายชั้นพร้อมกัน กระบวนการอัดรีดประเภทนี้ใช้เครื่องอัดรีดสองเครื่องขึ้นไปเพื่อหลอมและส่งพลาสติกที่มีความหนืดต่างกันในปริมาณคงที่ไปยังหัวฉีด (ได) เดียว ซึ่งจะอัดรีดวัสดุออกมาในรูปทรงที่ต้องการ เทคโนโลยีนี้ใช้ในกระบวนการผลิตต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้น (ฟิล์มเป่าขึ้นรูป, วัสดุหุ้มฉนวน, ท่อ, แผ่น) ความหนาของชั้นจะถูกควบคุมโดยความเร็วและขนาดสัมพัทธ์ของเครื่องอัดรีดแต่ละเครื่องที่ส่งวัสดุ

การอัดรีดร่วมแบบ 5:5 ชั้นสำหรับหลอดบีบเครื่องสำอาง

ในสถานการณ์จริงหลายๆ กรณี โพลิเมอร์ชนิดเดียวไม่สามารถตอบสนองความต้องการทั้งหมดของงานได้ การอัดขึ้นรูปผสมช่วยให้สามารถอัดขึ้นรูปวัสดุผสมได้ แต่การอัดขึ้นรูปร่วมจะคงวัสดุแต่ละชนิดไว้เป็นชั้นๆ ในผลิตภัณฑ์ที่อัดขึ้นรูป ทำให้สามารถจัดวางวัสดุที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันได้อย่างเหมาะสม เช่น การซึมผ่านของออกซิเจน ความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานการสึกหรอ

การเคลือบแบบอัดรีด

การเคลือบแบบอัดรีด (Extrusion coating)คือการใช้กระบวนการเป่าหรือหล่อฟิล์มเพื่อเคลือบชั้นเพิ่มเติมลงบนม้วนกระดาษ ฟอยล์ หรือฟิล์มที่มีอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น กระบวนการนี้สามารถใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของกระดาษโดยการเคลือบด้วยโพลีเอทิลีนเพื่อให้ทนต่อน้ำได้ดีขึ้น ชั้นที่อัดรีดออกมายังสามารถใช้เป็นกาวเพื่อเชื่อมวัสดุสองชนิดเข้าด้วยกันได้อีกด้วย เทตราแพค (Tetrapak)เป็นตัวอย่างเชิงพาณิชย์ของกระบวนการนี้

การอัดขึ้นรูปเชิงซ้อน

การอัดรีดแบบผสมเป็นกระบวนการที่ผสมโพลิเมอร์หนึ่งชนิดหรือมากกว่ากับสารเติมแต่งเพื่อให้ได้สารประกอบพลาสติก วัตถุดิบอาจเป็นเม็ด ผง และ/หรือของเหลว แต่โดยทั่วไปผลิตภัณฑ์จะอยู่ในรูปเม็ด เพื่อใช้ในกระบวนการขึ้นรูปพลาสติกอื่นๆ เช่น การอัดรีดและการฉีดขึ้นรูป เช่นเดียวกับการอัดรีดแบบดั้งเดิม ขนาดของเครื่องจักรมีหลากหลายขึ้นอยู่กับการใช้งานและปริมาณงานที่ต้องการ ในขณะที่อาจใช้เครื่องอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวหรือสกรูคู่ในการอัดรีดแบบดั้งเดิม ความจำเป็นในการผสมที่เพียงพอในการอัดรีดแบบผสมทำให้เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่เป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่ง[ 8 ] [ 9 ]

ประเภทของเครื่องอัดรีด

เครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่มีสองประเภทย่อย ได้แก่ แบบหมุนไปในทิศทางเดียวกันและแบบหมุนสวนทางกัน คำศัพท์นี้หมายถึงทิศทางการหมุนสัมพัทธ์ของสกรูแต่ละตัวเมื่อเทียบกับอีกตัวหนึ่ง ในโหมดหมุนไปในทิศทางเดียวกัน สกรูทั้งสองจะหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา ในโหมดหมุนสวนทางกัน สกรูตัวหนึ่งจะหมุนตามเข็มนาฬิกาในขณะที่อีกตัวหนึ่งหมุนทวนเข็มนาฬิกา มีการแสดงให้เห็นว่า สำหรับพื้นที่หน้าตัดและระดับการซ้อนทับ (การเกี่ยวกัน) ที่กำหนด ความเร็วตามแนวแกนและระดับการผสมจะสูงกว่าในเครื่องอัดรีดแบบสกรูคู่ที่หมุนไปในทิศทางเดียวกัน อย่างไรก็ตาม การสะสมแรงดันจะสูงกว่าในเครื่องอัดรีดแบบหมุนสวนทางกัน[ 10 ]การออกแบบสกรูมักเป็นแบบโมดูลาร์ โดยที่องค์ประกอบการลำเลียงและการผสมต่างๆ จะถูกจัดเรียงไว้บนเพลาเพื่อให้สามารถกำหนดค่าใหม่ได้อย่างรวดเร็วสำหรับการเปลี่ยนแปลงกระบวนการหรือการเปลี่ยนส่วนประกอบแต่ละชิ้นเนื่องจากการสึกหรอหรือความเสียหายจากการกัดกร่อน ขนาดของเครื่องจักรมีตั้งแต่ขนาดเล็กสุด 12  มม. ไปจนถึงขนาดใหญ่สุด 380 มม. [12- Polymer Mixing โดย James White หน้า 129-140]

ข้อดี

ข้อดีอย่างมากของการอัดรีดคือสามารถผลิตโปรไฟล์ เช่น ท่อ ให้มีความยาวได้ทุกขนาด หากวัสดุมีความยืดหยุ่นเพียงพอ ก็สามารถผลิตท่อที่มีความยาวมากได้ แม้กระทั่งม้วนเป็นม้วนบนรีล ข้อดีอีกประการหนึ่งคือการอัดรีดท่อที่มีข้อต่อในตัวรวมถึงซีลยาง[ 11 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Plastic_extrusion&oldid=1355788439 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การอัดขึ้นรูปพลาสติก

การอัดรีดพลาสติกเป็นกระบวนการผลิตปริมาณมากที่ใช้พลาสติกดิบหลอมเหลวและขึ้นรูปเป็นรูปทรง ต่อเนื่อง การอัดรีดผลิตสินค้าต่างๆ เช่น ท่อ/หลอดพลาสติก แถบกันลมรั้ว...

ประวัติศาสตร์

เครื่องอัดรีดรุ่นแรกๆ ที่พัฒนามาเป็นเครื่องอัดรีดสมัยใหม่นั้นเกิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ในปี 1820 โทมัส แฮนค็อก ได้ประดิษฐ์ "เครื่องบด" ยางที่ออกแบบมาเพื่อนำเศษยางที่ผ่านการแปรรูปกลับมาใช้ใหม่ และในปี 1836 เอ็ดวิน แชฟฟี...

กระบวนการ

ในการผลิตพลาสติกด้วยกระบวนการอัดรีด วัสดุตั้งต้นมักอยู่ในรูปของ เม็ดเล็ก ๆ (เม็ดบีดขนาดเล็ก มักเรียกว่าเรซิน) ซึ่งถูกป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงจาก ถังพัก ที่ติดตั้งอยู่ด้านบน ลงสู่กระบอกของเครื่องอัดรีด สารเติมแต่ง เช่น สารให้สีและสารยับยั้งรังสียูวี...

การออกแบบสกรู

สกรูเทอร์โมพลาสติกมีโซนที่เป็นไปได้ห้าโซน เนื่องจากคำศัพท์เฉพาะทางยังไม่เป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม จึงอาจมีชื่อเรียกที่แตกต่างกันสำหรับโซนเหล่านี้ โพลีเมอร์ชนิดต่างๆ จะมีดีไซน์สกรูที่แตกต่างกัน บางชนิดอาจไม่ได้รวมโซนที่เป็นไปได้ทั้งหมด