Materijalni i strukturni parametri vijka i bubnja mašine za duvanje folije
Vijak ekstrudera za duvanu foliju je osnovna komponenta sistema ekstruzije, a njegova struktura direktno utiče na kvalitet plastifikacije, stabilnost ekstruzije i ujednačenost folije. Tipičan vijak ekstrudera za duvanu foliju koristi dizajn s jednim vijkom, podijeljen u tri funkcionalne zone: zonu dovoda, zonu kompresije i zonu homogenizacije. Ove tri zone rade zajedno kako bi se postigao transport čvrste materije, plastifikacija rastopljenog materijala i izjednačavanje pritiska.
Zona hranjenja: Smještena na prednjoj strani puža, ova zona ima relativno dubok kanal puža. Njena glavna funkcija je stabilno prenošenje plastičnih granula. Korak puža u ovoj zoni je relativno velik kako bi se osigurao nesmetan ulaz materijala i spriječilo premošćivanje ili začepljenje.
Zona kompresije: Dubina kanala vijka se postepeno smanjuje, a plastične granule se postepeno tope mehaničkom kompresijom i vanjskim zagrijavanjem. Ova zona je ključna za fazni prijelaz iz čvrstog u tekuće stanje; omjer kompresije mora biti dizajniran tako da odgovara svojstvima materijala (npr. LDPE, HDPE, PP), obično između 2.5:1 i 3.5:1.
Zona homogenizacije: Ovaj dio ima najmanju i najkonstantniju dubinu kanala puža, što je odgovorno za homogenizaciju temperature i pritiska taline kako bi se osigurala stabilna ekstruzija. Ovaj dio pokazuje nisku silu smicanja, sprječavajući pregrijavanje i degradaciju, što je ključno za ujednačenost debljine filma.
Moderni visokoučinkoviti ekstruderi za duvanje folija obično koriste dizajn s podijeljenim pužem (npr. BM ili Barr tip), dodajući rebra puža u dijelu za kompresiju kako bi fizički izolirali čvrsti sloj od sloja rastopljene mase, čime se poboljšava efikasnost plastifikacije i smanjuju fluktuacije temperature rastopljene mase. Neke mašine su također opremljene elementima za miješanje (npr. klinovima ili barijernim blokovima) kako bi se poboljšala ujednačenost miješanja rastopljene mase, što je posebno pogodno za višeslojnu koekstruziju ili dodavanje masterbatcheva. Nadalje, kako bi se prilagodili biorazgradivim materijalima (npr. PBAT i PLA), neki puževi koriste tehnologiju prskanja legura velikom brzinom i dizajn prstenova hlađenih vodom, poboljšavajući otpornost na habanje i tačnost kontrole temperature.
Odnos dužine i prečnika (L/D) vijka je obično između 20:1 i 30:1. Veći odnos L/D omogućava potpuniju plastifikaciju i rezultira glatkijom površinom filma. Materijal je obično napravljen od legiranog čelika visoke tvrdoće otpornog na koroziju, precizno obrađenog i površinski tretiranog, nudeći vijek trajanja 2-3 puta duži od konvencionalnih nitriranih vijaka.
Materijali koji se koriste za vijak i cilindar Materijali mašine za duvanje folije se prvenstveno biraju na osnovu sirovina koje se obrađuju, radnog okruženja i zahtjeva za vijek trajanja. Uobičajeni materijali mogu se podijeliti u tri vrste: visokokvalitetni legirani čelik, bimetalni kompozitni materijali i specijalne inženjerske legure. Među njima, legirani čelik 38CrMoAlA je trenutno najpopularniji izbor na tržištu.
- Glavni materijal: Legirani čelik 38CrMoAlA (nitrirani čelik)
Ovo je najčešće korišteni materijal za vijke i cijevi mašina za proizvodnju duvane folije, posebno pogodan za obradu konvencionalnih plastika kao što su PE, PP, LDPE, HDPE i LLDPE. Nakon nitriranja, površinska tvrdoća ovog materijala može doseći HV950–1050, s dubinom nitriranog sloja od 0.5–0.8 mm. Kombinuje visoku otpornost na habanje, otpornost na koroziju i dobru žilavost, što rezultira dugim vijekom trajanja i niskim troškovima održavanja.
Prednosti: Visoka isplativost, stabilna obrada, pogodno za opštu filmsku produkciju.
Tipične primjene: Mašine za izradu folija u rasutim vrećama, proizvodne linije za folije za pakovanje hrane.
- Visokoperformansni materijali: Bimetalna kompozitna struktura (SACM645, SKD61, itd.) Za visoko abrazivne i korozivne sirovine (kao što su one koje sadrže više od 30% kalcijum karbonata, staklena vlakna, PVC, inženjerske plastike ili reciklirani materijali), bimetalni vijci su preferirani izbor. Njihova struktura se sastoji od vanjskog sloja legure otporne na habanje i unutrašnjeg sloja čvrste matrice, čime se postiže vezivanje na molekularnom nivou putem kalcinacije na visokim temperaturama. Njihov vijek trajanja može doseći 2-3 puta duži od običnog nitriranog čelika, a u ekstremnim slučajevima i do 35 puta duži.
Uobičajeni slojevi legura: legure na bazi nikla, volframov karbid, nehrđajući čelik 9Cr18Mov
Osnovni materijali: SACM645, SKD61, German 8407-XW1 i drugi potpuno kaljeni, popušteni čelici
Prednosti: Jaka otpornost na abraziju, pogodno za punila, reciklirane materijale, fluoroplastike i druge teško obrađive materijale
Cijena: Početna cijena je oko 40% viša, ali je dugoročno ekonomičnija.
- Specijalni materijali za obradu: Inženjerske legure visoke tvrdoće (koriste se za visokokvalitetne materijale kao što je PEEK)
Prilikom obrade visokoperformansnih inženjerskih plastika kao što je PEEK (polieter eter keton), potrebni su materijali sa izuzetno visokom otpornošću na toplotu, čvrstoćom i otpornošću na puzanje. Kompanije kao što je Zhejiang Huaye razvile su vijke serije HPT i bimetalne cijevi HK posebno za PEEK, primjenjujući posebne procese termičke obrade kako bi ispunile zahtjeve za dugotrajan stabilan rad na visokim temperaturama od 160–230℃.
Primjenjivi scenariji: Medicina, vazduhoplovstvo, pakovanje vrhunske elektronike i druga područja sa izuzetno strogim zahtjevima za performanse filma.
