دستگاه اکسترودر چیست؟

دستگاه اکستروژن پلاستیک یا اکسترودر، دستگاهی است که برای تولید محصولات پلیمری و اشیا مختلف استفاده می شود. این دستگاه وظیفه ذوب کردن، اعمال نیرو و شکل دهی مواد اولیه پلیمر را دارد. اولین اکسترودر پلاستیک و ماردون آن در سال ۱۸۲۰ ساخته شد. تکنولوژی اکستروژن در اواخر سال ۱۸۷۰ معرفی و با تنظیمات دمایی دقیق در این دستگاه، وارد انقلابی جدید شد. این تکنولوژی هدر رفت و تخریب پلاستیک ها را به مقدار زیادی کاهش داد و باعث تولید رنج متنوعی از محصولات ترموپلاستیکی گردید. اکسترودر ها و فرآیند اکستروژن برای کالا هایی نظیر لوله و… بسیار مورد تقاضا هستند.

اجزای دستگاه اکسترودر

یک اکسترودر پلاستیک تک مارپیچ شامل بخش های مختلف مکانیکی و الکترونیکی می باشد. اجزا مکانیکی شامل قیف، پیچه یا ماردون، برل یا محفظه و دای می باشد. قسمت الکتریکی شامل کنترلر ها، هیتر های الکتریکی و ترموکوپل ها می باشد.

اجزای مکانیکی اکسترودر

قیف (hopper): به علت نیروی گرانش، ذرات پلیمری از طریق قیف به داخل سیستم اکسترودر وارد می شوند. به طور کلی این قیف ها، به شکل قیف های معمولی هستند که در مصارف عمومی نیز دیده می شود. این قطعه از طریق پیچ و مهره به سیستم متصل است. همچنین قابل جدا شدن و تعویض می باشند و می توان بسته به مقدار مواد اولیه لازم در فرایند، آن ها را تعویض کرد.

پیچه (screw): پیچه یا مارپیچ یا ماردون نقش حیاتی درفرآیند اکسترود ایفا می کند. پیچه نقش به جلو هل دادن موادی که از طریق قیف وارد می شوند را در داخل برل دارد. این قسمت از قسمت های مهم دستگاه می باشد و باید در طراحی آن دقت نمود. اگر طراحی آن مناسب نباشد باعث ناپایداری و محصولات ضعیف خواهد شد. سرعت مارپیچ اکسترودر در دستگاه قابل تنظیم است.

محفظه یا برل (barrel): مواد از طریق معمولا ۵ کانال موجود در برل حرارت داده می شوند. که از حالت جامد به حالت سیال در مخلوط تغییر فرم می دهند. نیروی اصطکاک بین مواد و پیچه باعث آسان تر شدن فرآیند ذوب می شود. چرا که برل نیز حرارت بالا و کافی برای ذوب شدن مواد در اختیار می گذارد. مواد مذاب پلیمری از طریق برل به داخل محفظه دای، برای شکل دهی نهایی محصول پلاستیک، انتقال می یابند.

دای (die): این دستگاه شامل صفحه شکننده در ابتدای برل، که به یک دای متصل شده است. دای ها برای شکل دهی نهایی محصول می باشند. که قابل تعویض با اشکال مختلف اند تا به توان محصولات متنوعی را با یک دستگاه تولید کرد. قسمت باز دای که مواد به آن وارد شده، معمولا بزرگتر از قسمت انتهایی که محصول را شکل می دهد، می باشد.

اجزای الکتریکی اکسترودر

سیستم رانش (drive system): بخش مهمی است که باید از هدررفت انرژی جلوگیری کند. طراحی مناسب آن می تواند به بازدهی دستگاه کمک شایانی کند. این نیروی تولیدی باید به راحتی بر نیروی اصطکاک ایجاد شده در پیچه و برل غلبه کند.

هیتر های الکتریکی:  وظیفه تامین حرارت لازم در برل، برای ذوب مواد را دارند. تعداد معینی جریان از میان کنداکتورهایی که دارای مقاومت مشخصی هستند عبور می کنند. این مقاومت ها به عنوان یک مانع در برابر سیال عمل می کند. که باعث تولید حرارت می شوند.

SSR رله حالت جامد: وسیله ای است که در آن دما می تواند به کمک PID کنترل شود. این امر برای کنترل مدار الکتریکی است تا بتواند دما را ثابت نگه دارد. دما می تواند با کنترل جریان الکتریسیته کنترل شود. بنابراین این وسیله به عنوان نگهدارنده دروازه الکتریسیته عمل می کند. این بدین معناست که وقتی دما کافی نباشد، SSR  الکتریسیته را از هیتر عبور می دهد و زمانی که دما به مقدار مورد نظر برسد جریان را با کمک PID و تروستات قطع می کند.

کنترلر (PID): وسیله ای ست که اطلاعات لازم برای SSR را در زمان خاموش شدن و روشن شدن فراهم می کند. در واقع این قطعه دمای سیستم را با استفاده از ترموستات می خواند.

ترموکوپل: سنسوری است که برای اندازه گیری دما استفاده می شود. شامل دو سیم از جنس های متفاوت می باشد. زمانی که این دو تحت حرارت قرارمی گیرند، از خود ولتاژ به خصوصی تولید می کنند که باعث می شود تا سیستم بتواند دما را بخواند. این وسیله به علت قیمت پایین، دوام بالا و رنج دمایی بالای مورد استفاده کاربرد فراوانی دارند.

در مقاله بعد با این دستگاه بیشتر آشنا می شویم. با ما همراه باشید.