Wytłaczanie tworzyw sztucznych

Wytłaczanie tworzyw to ciągły i skomplikowany proces technologiczny wytwarzania wyrobów lub półwyrobów, w postaci długich elementów: profili, płyt lub folii z tworzyw polimerowych, lub elastomerów wulkanizujących. Proces wytłaczania tworzyw sztucznych polega na uplastycznianiu tworzywa w postaci granulatu, proszku, płatków w układzie uplastyczniającym wytłaczarki, a następnie jego ukształtowaniu poprzez wyciskanie przez odpowiednio ukształtowany ustnik, znajdujący się w głowicy.

Wytłaczanie tworzyw sztucznych- zastosowanie

Wytłaczanie tworzyw sztucznych ma zwykle dwa cele. Pierwszy i najpopularniejszy to formowanie odpowiedniego elementu. Produkuje się w ten sposób: profile, butelki, rury, rynny, opakowania, ramy okienne, folie, arkusze z tworzyw sztucznych, powłoki termoplastyczne, izolacje przewodów i inne.

Drugim celem jest mieszanie tworzyw sztucznych przeznaczonych do innych procesów przetwórstwa: wtrysku, rozdmuchu itp. Wytłaczarki wykorzystuje się również jako urządzenia mieszające, gdyż umożliwiają dokładne wymieszanie składników w celu uzyskania jednorodnej masy. Do tworzywa można dodać także szereg komponentów pomocniczych i wypełniaczy potrzebnych do uzyskania wymaganej specyfiki przetwarzanego surowca. Do mieszania wybierane są urządzenia pracujące cyklicznie lub w sposób ciągły – w zależności od koniecznej wydajności produkcji.

Proces wytłaczania tworzyw sztucznych - przebieg

Tworzywo polimerowe w postaci granulatu lub proszku, do którego dodaje się także szereg komponentów pomocniczych, podawane jest do leja zasypowego wytłaczarki. Z zasobnika wytłaczarki najczęściej grawitacyjnie lub z wykorzystaniem podajników ślimakowych, tworzywo transportowane jest do ogrzewanej strefy cylindra. W cylindrze do przemieszczania tworzywa stosuje się jeden lub więcej ślimaków, rzadziej wykorzystuje się tłoki. Ciągły ruch obrotowy ślimaka powoduje, że materiał jest transportowany w kierunku głowicy. W pewnym momencie tworzywo dostaje się do ogrzewanej strefy cylindra, ciepło dostarczane przez grzałki i tarcie powlekające sprawia, że tworzywo ulega stopieniu, a następnie homogenizacji materiałowej (czyli następuje dokładne wymieszanie składników) i termicznej.

Materiał podgrzewa się do odpowiedniej temperatury dla uzyskania odpowiedniej plastyczności. Jednorodny stop, uzyskany w układzie plastyfikującym tworzywo sztuczne, podawany jest z odpowiednią prędkością do głowicy wytłaczarki, gdzie materiał jest formowany, przyjmując kształt ustnika o odpowiednim profilu.

Głowica odpowiada za formowanie przetwarzanego materiału - nadanie mu odpowiedniego kształtu. Wyposażona jest w dyszę, przy pomocy której tworzywo zostaje ukształtowane w wymagany sposób – może to być rura, folia, pręt bądź inny dowolny profil. Uformowany materiał, który opuszcza wytłaczarkę, nazywany jest wytłoczyną.

Głowice wytłaczarskie można podzielić na kilka rodzajów. Ze względu na kierunek przepływu tworzywa w głowicy wyróżniamy; głowice liniowe i kątowe, natomiast ze względu przekrój poprzeczny dyszy, mamy kształty:

• kołowy - służący do wytłaczania prętów;

• prostokątny - dzięki któremu produkuje się folie płaskie i płyty

• pierścieniowy - wytwarzane są rury, folie rękawowe;

• dowolny - produkcja np. ram okiennych, profili.

Proces wytłaczania tworzyw sztucznych - odmiany wytłaczania 

Wytłaczanie występuje w kilku odmianach, różniących się warunkami i uzyskiwanym produktem. Rozróżniamy wytłaczanie elementów z tworzyw sztucznych:

Konwencjonalne - klasyczny proces technologiczny, którego celem jest produkcja elementów z tworzyw litych.

Auto–termiczne – konieczne do stopienia tworzywa ciepło dostarczane jest przez wyłącznie przez tarcie powlekające. Może przebiegać jako podciśnieniowe lub ciśnieniowe.

Porujące – w tym procesie wytłaczania do układu uplastyczniającego dodaje się porofor (środek spieniający), otrzymujemy miękkie lub porowate elementy.

Z rozdmuchem – wstępnie wytłoczony element jest rozdmuchiwany gazem. Metoda ma dwie odmiany: 

• rozdmuch swobodny - otrzymuje się tak rękawy foliowe; 

• rozdmuch z ograniczeniem mechanicznym - otrzymuje się pojemniki.

Z granulowaniem – ten proces wytłaczania polega na wytłoczeniu dużej liczby jednakowych cienkich prętów z tworzywa, z natychmiastowym ich cięciem na krótkie odcinki. W ten sposób powstaje granulat, którego chłodzenie zachodzi w wodzie lub powietrzu. Na odcinki można ciąć pręty gorące lub już schłodzone (granulowanie na gorąco lub na zimno).

Współwytłaczanie (koekstruzja) - polega na uzyskaniu wytłoczyny wieloskładnikowej (wielowarstwowej) z różnych tworzyw sztucznych. Jednocześnie używa się co najmniej dwóch wytłaczarek i tylko jednej głowicy wytłaczarki. Wytwarza się tak wielowarstwowe kable, rury i taśmy.

Powlekające - służy do powlekania powłoką tworzyw kabli elektrycznych i telekomunikacyjnych, a także różnych kształtowników, rur i taśm. Proces powlekania odbywa się przeważnie w głowicy kątowej lub tuż za nią.

Wytłaczanie - rodzaje i budowa wytłaczarek

Maszyna, która przeprowadza proces to wytłaczarka. W trakcie procesu wytłaczania tworzywo sztuczne najpierw się stapia, potem przechodzi przez kanał o właściwym profilu i ostatecznie przez głowicę, a następnie ochładza - dzięki czemu uzyskuje się tzw. wytłoczynę. W trakcie wytłaczania następuje uzyskanie półproduktów lub gotowych wyrobów.

Wytłaczanie tworzyw sztucznych - budowa wytłaczarki

Wytłaczarka jest wyposażona w 4 podstawowe układy: napędowy, sterowania, formujący i uplastyczniający. Poza tym posiada specjalny zasobnik na surowiec - specjalny podajnik objętościowy lub wagowy. Tworzywo sztuczne zazwyczaj jest podawane w postaci granulatu, ale także proszku, aglomeratu czy przemiału.

Układ napędowy to silnik i przekładnie odpowiadające za ustalenie obrotów. Układ sterowania odpowiada za moc i temperaturę wymaganą w uplastycznianiu tworzyw sztucznych.

Układ formujący to głowica wtłaczarska, przez którą tworzywo w postaci płynnej zostaje wypchnięte, aby uzyskać określony kształt. W układzie uplastyczniającym wytłaczarki znajduje się cylinder, w którym umieszczony jest jeden lub więcej ślimaków, a także grzałki, oraz wentylatory. Jego zadaniem jest podgrzanie tworzywa sztucznego do odpowiedniej temperatury topnienia i mieszanie roztopionej masy w celu uzyskania jednorodnej masy. W czasie procesu wytłaczania następuje przetransportowanie tworzywa i przepychaniu go przez kanał o odpowiednim profilu. Do tego procesu potrzebne są przenośniki ślimakowe (tzw. ślimaki). Ślimaki, zazwyczaj zbudowane są ze stali stopowych. Wybór odpowiedniego ślimaka zależy od przetapianego materiału. Zależnie od rodzaju przetwarzanego surowca stosuje się różne rodzaje ślimaków.

Rodzaje wytłaczarek do wytłaczania tworzyw sztucznych

Na rynku jest dostęp do wielu rodzajów wytłaczarek do wytłaczania elementów z tworzyw sztucznych. Szczegółowy podział przedstawia się następująco:

Wytłaczarki jednoślimakowe - klasyczne, szybkobieżne (adiabatyczne).

Wytłaczarki dwuślimakowe - współbieżne, przeciwbieżne.

Wytłaczarki wieloślimakowe - z centralnym ślimakiem, bez centralnego ślimaka.

Najczęściej stosowane w przemyśle są wytłaczarki jednoślimakowe.

Usługa wytłaczania tworzyw sztucznych

Systemowy Park Technologiczny MetalTop.pl oferuje wyszukiwanie firm wykonujących usługę wytłaczanie tworzyw sztucznych. Oferty można wyszukiwać wg parametrów technicznych opisujących wytłaczanie oraz dogodnym terminie i lokalizacji, a także innych parametrach marketingowych. Zapraszamy.