اکسترودر یعنی مجموعه محفظه و ماردون )مارپیچ( که می توان به عنوان بدنه و واحد اصلی تولید قطعاتی با اشکال
.مختلف به کاربرد. مانند: تولید دانه گونه و تولید لوله و پروفیل
یکی از مهمترین ویژگی پلیمر ها و به ویژه پالستیک ها سهولت شکل پذیری آنهاست . در بعضی حاالت، قطعات نیمه کاملی
با استفاده از روشهای متداول ساخت، مانند جوشکار
نظیر ورقه ها یا میله های تولید شده، متعاقبا ی یا ماشین کاری به قطعه ً
پیچیده، طی یک مرحله تولید
نهایی تبدیل می شود. اما در بسیاری مواقع، قطعه نهایی، علیرغم برخورداری از شکلی کامالً
.می شود
:و آنچه در مورد آن باید بدانید EXTRUDER اکسترودر
عملیات حرارت دادن، شکل دادن و خنک کردن ممکن است) مانند تولید لوله به روش اکستروژن( به دنبال یکدیگر و بدون
وقفه انجام شود .یا ممکن است طی مراحلی ناپیوسته، زمانگیر و تکرار شونده )مثل عملیات تولید تلفن خانگی به روش قالب
. گیری تزریقی( صورت پذیرد که در اکثر موارد، فرایند به طور خودکار انجام شده برای تولید انبوه بسیار مناسب است
طیف وسیعی از روشهای شکل دهی برای پالستیک ها و پلیمرهای شکل پذیر کاربرد دارد. در بسیاری از حاالت انتخاب
بستگی دارد . بنابراین در عملیات روش به چگونگی شکل نهایی قطعه و گرما نرم یا گرما سخت بودن ماردون )مارپیچ(
طراحی، آگاهی طراح از روش های متنوع شکل دهی، حائز اهمیت است زیرا اشکال ناجور و نامناسب قطعه و یا مسائل
.جزئی کار طراحی، ممکن است محدودیت هایی در انتخاب روش قالب گیری برای طراح ایجاد کند
:تعریف اکسترودر
اکسترودر ماشینی است که به آمیزه الستیکی و پالستیکی تجزیه شده نیرو واردساخته تا با فشار در انتهای دستگاه از میان
.یک قالب عبور نموده و محصولی نواری شکل با سطح مقطع خاص تولید نماید
ماشین های اکسترودر با کاربردهای متنوع بطور گسترده در صنعت الستیک و پالستیک مورد استفاده قرار میگیرند.در
خط تولید، ماشین های اکسترودر برای شکل دهی اولیه لوله ،الستیک و پالستیک جهت عملیات بعدی و نیز برای شکل
.دادن به محصوالت نهائی مورد استفاده قرار میگیرند
:دسته بندی اکسترودرها
اکسترودر تک ماردون)مارپیچ(
انگلیسی نام :One Screw Extruder
یکی از متداولترین روشهای شکل دهی پالستیک ها، اکستروژن است که از یک ماردون در داخل محفظه ای تشکیل شده
به صورت دانه ای شکل یا خاکه نرم از قیف به ماردونه تغذیه می شود . آنگاه در حال حمل به
است. پالستیک ها معموالً
وسیله ماردون در طول محفظه، در اثر هدایت حرارت از طرف گرم کننده های محفظه و برش ناشی از حرکت بر روی لبه
. های مار دون گرم می شود
عمق معبر در طول ماردون کاهش یافته موجب فشرده شدن مواد می شود . در انتهای محفظه اکسترودر، مذاب با عبور از
حدیده ای به شکل مورد نظربرای محصول نهایی در می آید. بدلیل امکان استفاده از حدیده های مختلف، اکسترودر یعنی
مجموعه محفظه و ماردون را می توان به عنوان بدنه و واحد اصلی تولید قطعاتی با اشکال مختلف به کاربرد.اکسترودر
:ماردونه سه قسمت مجزا دارد
:(Zone Feed (الف( ناحیه تغذیه
کار این ناحیه، دادن گرمای اولیه به پالستیک و انتقال آن به نواحی بعدی است . طراحی این ناحیه حائز اهمیت است. زیرا
عمق ثابت ماردون طوری انتخاب شود که مواد الزم و کافی را به ناحیه اندازه گیری تغذیه کند؛ به طوری که نه دچار
گرسنگی شود و نه در اثر زیاد بودن مواد، لبریز و پس زده شود. طراحی مناسب و متعادل، به طبیعت و شکل مواد تغذیه
و خواص اصطکاکی پالستیک نسبت به ماردون و محفظه بستکی دارد . رفتار اصطکاکی شونده ،شکل هندسی ماردون
.مواد تغذیه شده، تاثیر قابل توجهی بر آهنگ ذوب شدن مواد دارد
:(Zone Compression (ب( ناحیه تراکم و فشردگی
در این ناحیه، عمق ماردونه به تدریج کاهش می یابد که موجب متراکم شدن و فشردگی پالستیک می شود. این فشردگی دو
نقش عمده ایفا می کند؛ یکی آنکه هوای محبوش در داخل مواد را به ناحیه تغذیه می راند و دیگر آنکه انتقال حرارت را با
.کاهش دادن ضخامت مواد بهبود می بخشد
:ج( ناحیه اندازه گیری و سنجش
در این ناحیه، عمق ماردونه یکسان و ثابت، اما بسیار کمتر از عمق ناحیه تغذیه است. در این ناحیه، مذاب به صورت
همگون و یکنواخت در می آید به طوری که با آهنگ ثابتی، در درجه حرارت و فشار یکسان و ثابت، به حدیده تغذیه می
شود. این ناحیه به سهولت و سادگی تحلیل و ارزیابی می شود؛ زیرا مشتمل بر جریان مذاب در داخل مجرایی با عمق و
.ابعاد ثابت است
:نحوه کارکرد اکسترودر
طول نواحی سه گانه ماردون خاص، بستگی به ماده ای دارد که تحت اکستروژن قرار می گیرد . برای نمونه نایلون خیلی
سریع ذوب می شود، به طوری که تراکم و فشردگی مذاب در طول یک گام از ماردون نیز قابل تامین است. اما پلی وینیل
، به حرارت بسیار حساس است و لذا طول ناحیه فشردگی برای آن برابر با طول ماردون است. از آنجا که (PVC(کلراید
.پالستیک ها دارای گرانروی های متفاوت هستند، رفتار آنها در خالل اکستروژن نیز متفاوت است
آهنگ وزنی خروجی واقعی 25 % با آنچه نشان داده شده اختالف نشان می دهد که بستگی به دما، سرعت ماردون و غیره
دارد. در اکسترودرهای تجاری، نواحی اضافی برای بهبود کیفیت محصول به ماردون افزوده می شود. به عنوان نمونه،
ناحیه اختالطی مشتمل بر پلکان هایی با گام کمتر یا معکوس، به منظور کسب اطمینان از یکنواختی مذاب و کافی بودن آن
. در منطقه اندازه گیری، استفاده می شود
در برخی از اکسترودرها ناحیه هواگیری)منفذ خروج هوا( وجود دارد. وجود این ناحیه به این دلیل است که برخی پالستیک
ها جاذب رطوبت هستند یعنی از محیط اطراف خود رطوبت جذب می کنند و اگر به همین صورت مرطوب در اکسترودر
.فاقد ناحیه هواگیری استفاده شوند، کیفیت محصول نهایی خوب نیست؛ زیرا در داخل مذاب، بخار آب محبوس می شود
برای رفع این مشکل راه حل آن است که مواد تغذیه شونده به اکسترودر را قبالً خشک کنیم. این روش گران و پر هزینه
. است و امکان آلودگی نیز در مواد ایجاد می کند. روش دوم، استفاده از محفظه های منفذدار است
در اولین قسمت ماردون ، مواد که به صورت دانه بندی است، پس از ورود ذوب شده، سپس به طریق معمول فشرده و
همگن می شود. آنگاه با ورود به ناحیه غیر فشردگی ،فشار مذاب به محیط کاهش می یابد؛ این عمل، امکان خروج و گریز
بخار و سایر مواد فرار از داخل مذاب را از طریق منفذ تعبیه شده در بدنه اکسترودر فراهم می کند. آنگاه مذاب در طول
.محفظه به ناحیه دوم فشردگی هدایت می شود تا از محبوس شدن هوا در مذاب ممانعت به عمل آید
دلیل دفع بخار این است که در دمایی برابر با 250 درجه سانتیگراد، بخار آب موجود در پالستیک مذاب دارای فشاری
. برابر 4 است که موجب خروج آسان آن از مذاب و گریز از منفذ خروج می شود
در منفذ خروجی، اثر ناچیزی در (Vacuum (توجه کنید که چون فشار محیط تقریبا 1.0 است، استفاده از مکش خالء ً
.خروج بخار و مواد فرار دارد
:(Filter(صافی
پس از ماردون و پیش از حدیده است. این صافی به صورت کامالً (Filter (یکی دیگر از اجزای مهم اکسترودر، صافی
موثری هرگونه مواد ناهمگون و ناخالصیها را از مذاب جدا می کند . عدم وجود آن حتی ممکن است موجب انسداد حدیده
.گردد
صاف و تصفیه می کنند. اما شواهد موجود m این صفحات صاف و غربال کننده معموالً مذاب را تا مقیاس 120 تا 150
نشان می دهد که ذراتی کوچکتر از مقیاس فوق، موجب شروع ایجاد ترک های مویین در تولیدات پالستیکی نظیر لوله های
به کار می رود که به m می شود . برای چنین مواردی صافی های بسیار ظریفی در مقیاس 45) PE (تحت فشار پلی اتیلنی
.گونه ای موثر و جالب توجه، کیفیت و عمر مفید محصول را بهبود می بخشد
از آنجا که این صافی های ظریف آسیب پذیر است، توسط صفحه سرعت شکنی هدایت می شود. این صفحه تعداد زیادی
سوراخهای مماس بر یکدیگر و بسیار تنگاتنگ دارد که بدون اینکه به ذرات جامد سوخته احتمالی همراه با مذاب اجازه
ورود دهد، مذاب را عبور می دهد. این صفحه سرعت شکن همچنین جریان مذابی را که پس از خروج به صورت حلزونی
در آمده است خطی می کند. چون منافذ این صافی های ظریف به تدریج بسته می شود، پی در پی باز شده، تعویض می شود
.
در بسیاری از اکسترودرهای پیشرفته با صافی های ظریف، کار تعویض آنها بدون نیاز به توقف اکسترودر صورت می
گیرد . همچنین باید خاطر نشان کنیم که اگرچه این وظیفه اصلی صفحه سرعت شکن و صاف نیست؛ اما به ایجاد فشار
(valve (معکوسی که موجب بهبود اختالط مذاب می شود کمک می کند. چون فشار در حدیده حائز اهمیت است، شیری
.پس از صفحه سرعت شکن در اکسترودر وجود دارد که امکان تنظیم الزم را فراهم می آورد
:عملیات ذوب مواد در اکسترودر
چگونگی جریان پالستیک با حرکت در طول ماردون به این صورت ذوب می شود: نخست الیه نازکی از ماده مذاب در
جداره محفظه تشکیل می شود. با چرخش ماردون این الیه از جداره محفظه، کنده شده به قسمت جلوی پیکان ماردون انتقال
می یابد و وقتی که به سطح خود ماردون می رسد، دوباره به طرف باال جاروب می شود. بدین ترتیب حرکت چرخشی در
. جلوی پیکان ماردون)پیشانی ماردون( به وجود می آید
حاوی دانه های جامد است که در اثر حرکت چرخشی به داخل حوضچه مذاب جاروب می شود. با در آغاز، پلکان ماردون
استمرار چرخش ماردون، مواد بیشتری به داخل حوضچه مذاب ریخته می شود. تا اینکه در نهایت فقط مواد مذاب است که
پلکانهای ماردون اکسترودر وجود دارد. در اثنای گردش ماردون در داخل محفظه، حرکت مواد در راستای طول ماردون
.بستگی به چسبندگی مواد به ماردون یا محفظه دارد
به طور نظری در مرز افراط و تفریط وجود دارد. در یکی فقط مواد به درون ماردون چسبیده است، در نتیجه ماردون و
. مواد مانند استوانه توپر و جامدی در داخل محفظه می چرخد. در این حالت نامناسب هیچ خروجی وجود ندارد
در حالت دوم، مدار روی ماردون می لغزد و مقاومت زیادی در برابر گردش ماردون در داخل محفظه به وجود می آورد.
در این حالت حرکتی در جهت محور دستگاه برای مذاب فراهم می شود که بهترین حالت ممکن است. در عمل، رفتار
.واقعی، حالتی بین دو واحد است زیرا مواد هم به ماردون و هم به بدنه اکسترودر می چسبد
خروجی مناسب ناشی از به وجود آمدن جریان کشنده و جلو برنده ای در اثر چرخش ماردون و سکون محفظه است که به
حرکت سیال گرانروان بین دو صفحه موازی شباهت دارد که در آن صفحه ای ثابت و صفحه دیگر دارای حرکت است.
عالوه بر این، جریان دیگری هم ناشی از اختالف فشار بین دو انتهای ماردون است وجود دارد. وبه این دلیل که حداکثر
فشار در انتهای اکسترودر به وجود می آید، جریان فشاری خروجی را کاهش می دهد. همچنین به دلیل فاصله که بین
پلکانهای ماردون و بدنه اکسترودر وجود دارد اجازه نشتی به مواد در جهت عکس امتداد ماردون داده، به طور موثری
.خروجی گاز را کاهش می دهد
باشد بیشتر است. گرما یا سرمای خارج (Worn (فرار و گریز مواد به سمت عقب ماردون در حالتی که ماردون فرسوده
اکسترودر نیز نقش مهمی در نحوه ذوب شدن مواد ایفا می کند. در اکسترودرهایی که دارای خروجی زیادی هستند، مواد،
طول محفظه اکسترودر را سریع می کند. در نتیجه گرمای ذوب شدن کامل در اثر عمل برش تولید می شود و به استفاده از
حرارت دهنده های خارجی محفظه اکسترودر نیازی نیست. بنابراین در این حالت اگر گرمای زیادی در مذاب به وجود آمده
. باشد سرد نگه داشتن محفظه حائز اهمیت است
:خنک کردن ماردون )مارپیچ( اکسترودر
در برخی مواقع خنک کردن ماردون اکسترودر نیز الزم است که البته اثری بر درجه حرارت مذاب ندارد . اما اثر
مالشی)اصطکاکی ( بین پالستیک و ماردون را کاهش می دهد . در همه اکسترودرها خنک کردن محفظه اکسترودر در
.ناحیه تغذیه ضروری است و الزم است تا بتوان اطمینان کاملی از تغذیه بدون درد سر مواد به اکسترودر به دست آورد
طبیعت و حالت گرمایی مذاب در اکسترودر با دو حالت ترمودینامیکی مقایسه می شود. اولی حالت بی دررو است؛ به این
مفهوم که سیستم کامالً مجزا از محیط خارج است و هیچ جذب و دفع حرارتی در آن رخ نمی دهد. اگر این حالت مطلوب در
اکسترودر حاکم نباشد، فقط مقداری کار الزم اس ت روی مذاب انجام شود تا گرمای معین تولید کند که به ازاء آن هیچ
. ضرورتی به گرم یا سرد کردن دستگاه نباشد
حالت مطلوب دوم، به همدما موسوم است که در این حالت، درجه حرارت در تمام نقاط مذاب یکسان است و در نتیجه
محفظه به گرم کردن و سرد کردن مستمر و دائمی برای جبر ان هرگونه اتالف یا اخذ حرارت از مذاب برای ثابت ماندن دما
.نیاز دارد
در عمل، عملیات حرارتی در اکسترودرها بین دو حالت مرزی فوق قرار دارد. اکسترودرها ممکن است بدون هیچ حرارت
دهنده یا سرد کننده خارجی کار کنند. لیکن در واقع در این صورت بی در رو نیست؛ زیرا اتالف حرارت به وقوع می
یم زیرا دانه های جامد نسبتاً پیوندد. از طرف دیگر با حالت همدما در تمام طول اکسترودر مواجه نیست سردی به اکسترودر
.تغذیه می شود . اما برخی از نواحی اکسترودر ممکن است خیلی نزدیک به حالت همدما باشد
معموالً همدما در نظر گرفته می شود. در حالت کلی جریان خروجی از اکسترودر را ناحیه انداره گیری در بحث و تحلیل
.براساس سه مولف می دانیم: جریان جلو برنده و کشنده، جریان فشاری و جریان نشتی
اکسترودر دو ماردونه)مارپیچ(
انگلیسی نام:Two Screw Extrude
مشخصه های عمومی اکسترودر دوماردونه :در سالهای اخیر استفاده از اکسترودرهای دوماردونه که در داخل محفظه داغ
اکسترودر حرکت چرخشی دارد، افز ایش یافته است. این دستگاه ها در مقایسه با اکسترودرهای تک ماردونه تفاوتهایی در
. آهنگ خروجی، بازده اختالط، حرارت تولید شده و نظایر آن نشان می دهد
خروجی اکسترودر دوماردونه معموالً سه برابر اکسترودر تک ماردونه ای با همان قطر و سرعت است. اگرچه اصطالح
یکسان نیستند
.ماردون دوقلو اصطالحی بین المللی برای اکسترودرهای دو ماردونه است؛ اما دو ماردون لزوماً
در واقع انواع گوناگونی از این دستگاه موجود است . برخی از آنها را که دارای ماردون هایی با گردش در جهت مخالف یا
.موافق یکدیگر است نشان می دهد و به عالوه ماردونها ممکن است به صورت جفت شده یا جفت نشده باشند
در حالت جفت نشده، بین پلکان های ماردون فضای خالی وجود دارد که امکان حضور مواد را نیز فراهم می کند. در
اکسترودر دو ماردونه ای با جهت چرخش مخالف یکدیگر، مواد دچار برش و فشردگی می شوند، یعنی مواد بین غلتک
. هایی با جهت چرخش متفاوت، فشرده می شود
با جهت چرخش یکسان، مواد از یک ماردون به دیگری منتقل می شود. این گونه آرایش در اکسترودر حاوی دو ماردون
برای مواد حساس به حرارت کامالً مناسب است؛ زیرا مواد در اکسترودر به سرعت منتقل می شود بدون اینکه کمترین
احتمال ماندگار شدن موضعی مواد وجود داشته باشد. حرکت مواد در اطراف ماردون های جفت نشده کمتر)کندتر( است
.ولی نیروی جلوبرنده بزرگتر است
:روش های شکل دهی با استفاده از اکسترودر
اکستروژن روشی بسیار انعطاف پذیری است و با استفاده از حدیده مناسب می توان طیف وسیعی از تولیدات را تهیه کرد.
:برخی از این روش های بسیار متداول را در اینجا ذکر می کنیم
(production pipe & Profile (تولید لوله و پروفیل-
(production Granule (تولید دانه گونه –
(blowing Film (تولید ورقه های بسیار نازک به طریقه دمشی –
(Molting Blow (قالبگیری دمشی –
:، پروفیل درب و پنجره ، دیوارپوش و… بشرح ذیل میباشد PVC انواع اکسترودرها برای تولید انواع لوله
CM80 اکسترودر
CM65 اکسترودر
CM55 اکسترودر
CM45 اکسترودر

ارسال نظر

Your email address will not be published. Required fields are marked *
شما می توانید استفاده کنید از HTML همانند کد زیر: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Comments

comments