Česky
Více témat
  • Úvod
  • Odborné články
  • Zvýšení kvality produktů a snížení nákladů při vstřikování důsledkem užívání směšovacích trysek

Zvýšení kvality produktů a snížení nákladů při vstřikování důsledkem užívání směšovacích trysek

Zvýšení kvality produktů a snížení nákladů při vstřikování důsledkem užívání směšovacích trysek

Je všeobecně známo, že statické mixéry - také nazývané směšovací trysky, zabraňují barevným šmouhám při vstřikování. Méně známý je fakt, že směšovací trysky mohou poskytovat řešení pro další problémy s kvalitou, zlepšit stálost výroby a redukovat náklady na výrobu. Tento článek poskytuje přehled možností a poukazuje na důležité souvislosti.

                       Obrázok 1. Časti statického mixéru, filtra a trysky


Ako to funguje

V šneku vstrekolisu je plast roztavený a prísady sú zmiešané s taveninou. Za posledných niekoľko rokov sú dizajn šneku a systém ovládania zdokonaľované tak, aby optimalizovali a urýchľovali  výrobný proces čo najlepšie.  Napriek tomu, z viacerých dôvodov dochádza k teplotným rozdielom v tavenine na výstupe. Rozdielne teploty taktiež spôsobujú rozdielnu viskozitu a rýchlosť prúdenia taveniny. Toto  sú najdôležitejšie dôvody pre používanie zmiešavacej trysky (viď obr. 1). Statický mixér spojený s tryskou vstrekolisu, homogenizuje teplotu, viskozitu a rýchlosť toku počas celého cyklu vstrekovania. Obrázok č. 2 zobrazuje odchýlku teploty počas vstrekovania so štandardnou vstrekovacou tryskou a so zmiešavacou tryskou od Promix-u.

   Obrázok č.2: Odchýlka teploty po priereze počas vstrekovania


Problémy s kvalitou môžu byť vyriešené so zmiešavacou tryskou

   Obrázok 3: Slabé miesto výlisku, ktoré by mohlo byť eliminované použitím zmiešavacej trysky

Viacero problémov pri vstrekovaní má pôvod v rozdielnej teplote, viskozite a rýchlosti prúdenia taveniny. V dôsledku toho zlepšená homogenizácia týchto parametrov pomáha zlepšiť rozmerové tolerancie a zabraňuje nežiaducim efektom akými sú lesklé alebo žiarivé miesta na povrchu.  Významne môžu byť redukované oslabené oblasti v mieste tokových čiar, ktoré majú vplyv na mechanické vlastnosti výlisku. Obrázok č. 3 zobrazuje rýchly kolaps vonkajšej oblasti výlisku, ktorý môže byť eliminovaný použitím zmiešavacej trysky Pormix-u. Je už dobre známe, že zmiešavacie trysky efektívne zabraňujú farebným šmuhám vďaka dôkladnému premiešaniu. Obrázok č. 4 zobrazuje kolaps vonkajšej oblasti výlisku, ktorý mohol byť eliminovaný použitím zmiešavacej trysky. Tie by mohli byť výrazne znížené použitím Promix zmiešavacej trysky. Zmiešavacia tryska je efektívnym riešením problémov, a proces vstrekovania môže byť zlepšený viacerými spôsobmi, ktoré prinesú výraznú úsporu nákladov.

   Obrázok č.4: Viditeľným čiaram toku na výlisku sa dá zabrániť použitím zmiešavacej trysky


Úspora nákladov na farebný koncentrát

Stále viac a viac súčasných spracovateľov  plastov farbí priamo s farebným koncentrátom alebo tekutými farbivami, aby tak znížili náklady na materiál a zvýšili flexibilitu výroby. Avšak nie vždy je ľahké dosiahnuť stály a rovnaký farebný odtieň, pretože výsledok ovplyvňujú podmienky výrobného procesu akými sú teplota taveniny, spätný tlak, rýchlosť šneku a dávkovanie farby. Presný a stály gravimetrický alebo objemový dávkovač farby s kombináciou so zmiešavacou tryskou poskytuje výborné riešenie daného problému.  Zmiešavacia tryska zabezpečuje dosiahnutie stáleho a rovnakého farebného odtieňa nezávisle od typu vstrekolisu a výrobných parametrov.

Navyše, spotreba farebných koncentrátov a tekutých farbív môže byť zvyčajne znížená o 15 – 25% v závislosti od typu farby a aplikácie. Je to z dôvodu účinného zníženia tvorby aglomerátov  farebných pigmentov  a homogenizovanou distribúciou častíc pigmentu.

Zlepšenie energetickej účinnosti a kratšia doba cyklu:

V závislosti od typu polyméru a typu výliskov, môže byť teplota taveniny znížená použitím statického mixéra pre jeho schopnosť redukovať odchýlku teploty taveniny. Možné zníženie až o 10 °C značne zvyšuje energetickú účinnosť, čoho  výsledkom sú kratšie časy chladenia, čo v závislosti od typu výliskov, zohráva významnú úlohu v celej dobe cyklu. Výrobca 2,5 kg PP nádoby vie napr. redukovať dobu cyklu zo 120 na 110 sekúnd na základe redukcie teploty taveniny.

Miešacie šneky verzus statický mixér

Farebné šmuhy môžu byť zredukované zvýšením spätného tlaku vstrekolisu a použitím väčšieho množstva farebného koncentrátu.  Je však zrejmé, že tento prístup nie je ekonomický, lebo vedie k vyšším nákladom na farebné koncentráty a v závislosti od typu polymérov, znižuje životnosť plastifikačného šneku. Vie špeciálny miešací šnek vyriešiť problém farebných šmúh? Do určitej miery áno, ale zároveň je nevyhnuté brať do úvahy niekoľko závažných nevýhod v porovnaní s dobre navrhnutým dizajnom statického mixéra. Výkon miešania  miešacieho šneku závisí na pohone šneku ako aj na spätnom tlaku. Redukcia tvorby aglomerátov farebných koncentrátov, aj napriek vysokej lokálnej šmykovej rýchlosti v miešacom šneku je možná iba čiastočne, nakoľko toto pôsobenie je nerovnomerné a preto neefektívne. Použitie časti dĺžky šneku pre miešanie je vždy iba kompromisom, lebo o to menšia dĺžka bude  použiteľná pre plastifikáciu. V neposlednom rade je nutné spomenúť, že montáž zmiešavacej trysky je oveľa rýchlejšia a viac efektívna z pohľadu nákladov na montáž nového šneku.  

Podstatné sú geometria mixéru a správny dizajn

Existujú aj príklady, kedy zmiešavacia tryska nevie zlepšiť výrobný proces: Zmiešavacia tryska napríklad nevie vykompenzovať zlý a nerovnomerný dávkovací systém. Na dosiahnutie maximálneho účinku sú dôležité správny dizajn a veľkosť zmiešavacej trysky. Významný vplyv na dizajn zmiešavacej trysky má veľkosť vstrekolisu, upínacia sila a typ polyméru. Chybný dizajn mixéra alebo jeho zlá geometria riešia problém iba čiastočne, alebo vôbec. Pri zlom návrhu môže byť tlaková strata príliš vysoká resp. polymér môže vytvárať usadeniny s následnou degradáciou. Dobre navrhnutý mixér by nemal zvýšiť tlakovú stratu o viac ako 10 až 15 %. Navyše geometria mixéra zohráva dôležitú úlohu pri výkone. Aby sa dosiahli uspokojujúce výsledky, je potrebné efektívne miešanie v celom priereze vo veľmi krátkej dĺžke zariadenia a s minimálnou tlakovou stratou. Jedna geometria mixéra neposkytne rovnaký výsledok pre všetky aplikácie.  Nesprávna geometria mixéra alebo jeho dizajn vedú k zlým výsledkom, ktoré sú často interpretované ako problémy so zmiešavacou tryskou. Preto je potrebné riešiť návrh zmiešavacej trysky so skúseným dodávateľom, ktorý ponúka viacero riešení pre rôzne aplikácie.

Čistenie zmiešavacích trysiek

Vo všeobecnosti sa očakáva, že statické mixéry majú tendenciu tvoriť usadeniny a že ich čistenie je zložité. Opak je však pravdou, ak je návrh geometrie  a montáž trysky urobený správne. Vo všeobecnosti to znamená, že dobre navrhnutá zmiešavacia tryska nemusí byť odstránená a demontovaná na čistenie. Čistenie je vykonané in line s novým polymérom, ktorý vytlačí starú surovinu v mixéri.

 
   Obrázok č.5: Promix zmiešavacie trysky ukazujú efektívne in line čistenie  

Obrázok č.5 zobrazuje výsledok in line čistiaceho testu s Promix zmiešavacou tryskou, ktorá názorne ukazuje, že iba 3 objemy mixéra sú potrebné na úplné očistenie zmiešavacej trysky. To je oveľa menej ako napríklad čistenie prázdneho kusu rúrky alebo čistenie plastifikačného šneku.

Dôležitá je kvalita ocele

Mechanický tlak vynaložený na statický mixér počas vstrekovania je enormný. Statický mixér musí zniesť prebiehajúce, striedavé zaťaženie tlakovými stratami až do 100 barov. Toto môže byť dosiahnuté iba statickým mixérom vyrobeným z vysoko kvalitnej ocele vrátane optimalizovanej geometrie a dizajnu mixéra. Ďalším dôležitým aspektom je, že pri výborne navrhnutej,  kvalitnej zmiešavacej tryske a pri dodržiavaní prevádzkových pokynov nie sú potrebné žiadne náhradné diely. Dokonca aj pri spracovaní abrazívnych plnív  akými sú napríklad sklenené vlákna, správne navrhnutý a používaný statický mixér vydrží niekoľko rokov.

Na záver:  

Zmiešavacie trysky zlepšujú stabilitu výrobného procesu, redukujú spotrebu aditív, a zväčšujú možnosti samotného procesu vstrekovania. Veľa existujúcich problémov s kvalitou môže byť vyriešených so statickým mixérom ľahkým, rýchlym a ekonomickým spôsobom. Pri výbere správneho statického mixéra pre Vašu výrobu je však dôležité sa poradiť s našimi expertmi, aby bol dosiahnutý žiadaný úspech.

Firmu PROMIX na Slovensku, Maďarsku a v Čechách oficiálne zastupuje spoločnosť Caspro s.r.o.

Tel.: 055/ 678 0104
e-mail: caspro@caspro.sk
web: www.caspro.sk

 

  • autor:
  • Caspro s.r.o.
  • Caspro s.r.o.

    Caspro s.r.o.

    Periferie pro plastikářský průmysl, extrudery, šneky a válce, gravimetrické a volumetrické dávkovače a směšovače, sušičky, repase extruderů a linek.



Mohlo by vás také zajímat



Zpátky na články
 

Nejnovější inzeráty

Více inzerátů Přidat inzerát
Více inzerátů Přidat inzerát
Více inzerátů Přidat inzerát

Nejbližší výstavy a semináře

Další výstavy

Nabídky práce

Více nabídek prací

Plastikářský slovník