Экструдер для производства ПВХ-профиля. Производство ПВХ профиля на экструдерах

Экструдер для производства ПВХ-профиля. Производство ПВХ профиля на экструдерах

В современном мире ПВХ материалы получили огромную популярность. Сантехнические приборы, вентиляция, отделочные материалы – вот не полный перечень изделий, где применяется пластик.

Но не многие знают, как производится тот или иной полимерный элемент, особенно имеющий большие линейные размеры (длину). В производстве таких деталей используется специальный высокоточный механизм, называемый экструдером.

Что такое экструдер

Экструдер – это агрегат, предназначенный для формирования продукта, путем воздействия давления и тепла на подаваемое сырье, в последующем выдавливаемое через специальное, придающее форму, отверстие, называемое фильерой. Экструдер применяется в пищеварительной, машиностроительной, химической и других промышленностях. Такая формовочная машина имеет различные варианты изготовления, но основными механизмами данного агрегата являются:

1. Фильера;
2. Шнек;
3. Корпус;
4. Погрузочная емкость;
5. Нагревательные элементы.

Механизмы и принцип работы

Для изготовления пластиковых труб , панелей, пленок и других деталей используется полимерное сырье, которое виде порошка или гранул подается в погрузочную емкость (бункер загрузки). Из данного резервуара сырье попадает в гильзу, расположенную в основном теле (корпусе) экструдера и при помощи шнека или шомпола под давлением подается вперед к месту формирования детали. Нагревательные элементы, имеющие различную форму, прикрепленные к станине формовочной машины способствуют расплавлению сырья, которое при выдавливании через отверстие головки экструдера (фильера) получает нужную форму. Головки экструдеров и отверстия в них имеют различные размеры и виды. Так для изготовления подоконников или панелей, используются вытянутые, горизонтальные отверстия, а для изготовления труб отверстия в виде замкнутого кольца.

Получаемый материал проходит процедуру охлаждения, калибровки, обрезания и только после этого упаковывается, и поступает на склад или магазин. Процесс экструзии характеризуется непрерывностью, что позволяет получать бесконечно длинные ПВХ элементы .

Нагревательные элементы ПВХ экструдеров

Одной из основных частей экструдера является нагревательный элемент , тип которого зависит от вида формовочной машины. Нагреватели устанавливаются на корпусе механизма, на фильере и поверхности гранулятора. В указанных местах нагреватель выполняет основную функцию – подготовку ПВХ сырья к последующей обработке. Чаще всего, применяются плоские нагреватели , которые по материалу изготовления можно разделить на:

• керамические;
• металлические;
• миканитовые.

Металлические плоские нагреватели надежны, долговечны, просты в обслуживании и производстве. Рабочий температурный режим составляет 350 градусов по Цельсию, плотность мощности на ед. поверхности до 4 Вт/см в квадрате, напряжение питания – от 12 до 380 вольт. Внутри тэна находится нагревающаяся резистивная лента, а также изолятор.

Керамические плоские нагреватели характеризуются более высоким диапазоном рабочих температур, около 450-500 градусов Цельсия (и кратковременно до 700 градусов). Они так же надежны, как и металлические нагреватели, не проводят электричество и не ржавеют. В корпусе нагревательного элемента находится резистивная нить, окруженная диэлектриком – керамическим материалом. Плотность мощности на ед. поверхности до 9 Вт/см в квадрате, напряжение аналогично показателям металлических нагревателей.

Мик анитовые нагреватели (слюдяные), в связи с отсутствием защитной поверхности, хрупки и недолговечны, но по сравнению с другими типами нагревателей очень дешевые. Показатели температурного диапазона, напряжения и мощности нагревателей тождественны металлическим тэнам.

Плоские нагреватели , в независимости от материала изготовления, имеют различные формы (г-образные, п-образные, листа или полоски) и размерный ряд (ширина и длина от 20 мм). Кроме того, наличие перфорации и безопасных электровыводов позволяет использовать их, не только на экструдерах, но и других механизмах и поверхностях.

Станок для производства ПВХ-профиля. Производство ПВХ-профиля

Первые опыты экструзии ПВХ имели место в 1920-х гг., а первые шнековые промышленные экструдеры, предназначенные для переработки термопластических материалов, создали в 1930–40-е гг. Промышленное производство профиля ПВХ для окон появилось в 1950-е гг.

Ведущие производители постэкструзионного и экструзионного оборудования для профиля ПВХ – австрийские фирмы Battenfeld-Cincinnati и Greiner, Technoplast, немецкие компании Krauss Maffei и Weber, итальянские Amut, Bausano, Bandera и Sica. Создание современных экструзионных производств в России началось в 1996.

Как известно, профили ПВХ активно используются при изготовлении, дверей, при декорировании мебели, плинтусов, натяжных потолков и т.п.

Оборудование для производства и его цена

Для производства используется так называемая экструзионная линия.

Цена такого оборудования для производства профиля ПВХ зависит от производимого конечного продукта и производственной мощности линии. Ориентируйтесь на цену в районе 150 тыс. долларов США.

Сам процесс выглядит так:

Технология изготовления

Процесс технологии производства ПВХ-профилей включает такие операции:

1) Аддитивы и ПВХ-смолу погружают в отдельные емкости в системе автоматического дозирования, подачи и смешивания. В такой системе под управлением компьютера соответственно заданному рецепту происходит сверхточное последовательное взвешивание компонентов. Отмеренные порции их прибавляются к тоже предварительно дозированным порциям ПВХ-смолы.

Точность системы столь высока, что при дозе аддитива объемом несколько кг погрешность составляет лишь несколько г.

2) Приготовленную порцию смешивают последовательно в горячем и холодном миксерах, потом при помощи вакуума подают в так наз. промежуточные емкости для дозревания.

3) Далее готовую композицию тоже посредством вакуумной загрузки поступает из промежуточных ёмкостей по распределительной станции в экструдеры, где идёт её плавление и переход её из твёрдого состояния во вязкотекучее до получения высокогомогенизированного однородного расплава ПВХ, который потом нагнетается под давлением в формующую фильеру.

4) Дальше в формующей фильере, которая устанавливается на экструдере, формуется профильная ПВХ-заготовка.

5) На калибровочном столе устанавливают калибровочные ванны мокрого и сухого типа, в которых проводят калибрование профиля и охлаждение его до температуры окружающей среды.

6) Дальше в технологической цепи имеется гусеничное приёмное устройство, в которое интегрирован пильный станок. С помощью тянущего устройства равномерно стягивается профиля в устройство, предназначенное для распиливания профиля на отрезки нужной длины (6,5 м).

6) После прохождения отрезного устройства профиль ПВХ идет на откидной стол, с помощью которого откидывается в накопитель готовых профилей от оси экструзии.

7) Затем готовый профиль упаковывают в палеты и отправляют на склад готовой продукции.

Автоматизированная система управления постоянно контролирует параметры процесса производства профиля ПВХ, чем обеспечивает стабильность качества продукции.

Оборудование для производства профиля для пластиковых окон. Пилы для резки профиля ПВХ

Любое производство начинается с изготовления заготовок. При производстве оконных блоков такой процесс тоже неизбежен, ведь от качества оборудования, в частности, отрезных пил, зависит точность и качество заготовок. Выбирать пилу рекомендуется исходя из производительности цеха и, конечно же, от требований заказчика качества окон.

Рис. 2. Двухголовочная фронтальная пила для изделий ПВХ

Рассмотрим еще некоторые виды отрезных станков.

Станок SK-450

Пила для серийной резки ПВХ с подающим нижним диском. Она применяется в массовом производстве для многочисленной резки заготовок, различных закладок и других соединений.

Станок смонтирован на надежной стальной раме с одной пильной головкой и дисковой пилой Ø 450 мм. Распиловка заготовки производится в автоматическом режиме после фиксации изделия со следующими параметрами:

• Погрешность разреза по всей длине заготовки – 0,1 мм;
• Наименьшая длина отрезаемой заготовки – 5 мм;
• Наибольшая длина неподвижного отрезаемого изделия – 600 мм;
• Наибольшая длина реза при движении заготовки – 1000 мм.

В результате введенной программе обеспечения системы управления, технологический процесс полностью автоматизирован.

Пила Yilmaz DC 421 MS

Это современный универсальный станок рассчитан для резки одной или двумя дисковыми пилами изделий из пластика. Правую головку с пилой можно выставить на любой размер посредством маховика.

Для резки под углом от 45 до 90 градусов пилы настраиваются ручным способом. Диск с размером Ø 450 мм позволяет производить распил двух заготовок одновременно.

Пила Yilmaz DC 421 PB

Данная модель используется для резания заготовок из ПВХ. Параметры, необходимые при изготовлении оконных блоков можно заложить в систему управления, как прямым путем, так и через USB интерфейс.

На двух головках установлены дисковые пилы Ø 420 мм, закрытые защитными кожухами. В памяти программного управления станком сохраняется до 60 тыс. операций по распиловке изделий.

Подача пил осуществляется через гидравлику и пневматику, и она регулируется, что дает возможность плавного перемещения изделия и соответственно, получается чистый пропил.

А также существуют другие станки для резки заготовок из ПВХ, такие как: SDT 275; SC 550 P; ACK 420; CK 411, но их устройство конструктивно одинаковое и различие лишь в некоторых характеристиках.

Экструзионная линия для производства профиля ПВХ. Экструзионная линия для производства труб

Экструзионная линия для производства труб позволяет изготавливать однослойные и многослойные, гладкие и гофрированные трубы. Посредством подобного оснащения можно производить продукцию, применяемую в системах газо- и водоснабжения, канализационных и дренажных системах, а также электроизоляции.

Производство труб при помощи экструзионной линии представляет собой сложный, многоэтапный процесс. Сначала выполняется подача гранул сырья через воронку бункера загрузки в цилиндр нагрева. Там сырье расплавляется, тщательно перемешивается для дальнейшей обработки.

После этого шестеренный насос с установленной скоростью выполняет подачу расплава к головке фильеры. Материал, проходящий через формовочную головку, приобретает вид практически готовой продукции. Производство трубных изделий увеличенного диаметра осуществляется посредством калибратора. Он располагается прямо за фильерой, определяет габаритные параметры будущего трубного изделия. В калибраторе продукция охлаждается, получает нужные габариты и форму.

Толщина трубной стенки зависима от числа экструдеров, их производительности, скорости тянущего устройства. Специальный датчик контролирует диаметр трубного изделия. Он может работать как на ультразвуке, так и на основе лазера. Лазерные датчики отличаются повышенной точностью, позволяют изменять в режиме реального времени толщину трубы. Большей погрешностью обладают ультразвуковые приборы. Они стоят меньше лазерных, потому их часто применяют в бюджетных производственных линиях.

Для изготовления гофрированных труб применяются линии с гофратором. Он устанавливается за формовочной головкой. Гофратор позволяет калибровать трубы, придавать им требуемый волнообразный рельеф.

Экструдер для ПВХ. Экструдеры - принцип действия, назначение и типы

Экструдер – это незаменимое оборудование при производстве изделий из пластмассы. Внутри данного устройства выполняется расплав полимерного состава, который, приобретя требуемую консистенцию, перемещается по соплам (фильерам). Последние формируют продукцию необходимой формы. Так создаются самые различные детали. Сегодня можно встретить экструдер для кормов и аппараты для иной продукции.

Принцип действия агрегата

Работа экструдера схожа с принципом действия привычной мясорубки. Экструдер – это специализированный электромеханический аппарат, состоящий из следующих основных элементов:

- цилиндра. В нем сырье перемешивается и прогревается до требуемых температурных показателей. Величину нагрева устанавливает оператор. Это значение зависит от вида сырья и температуры плавления полимерного материала. Частую, это простые резистивные системы, характеризующиеся долговечностью и надежностью. Для прогрева цилиндра применяются,

- экструзионной головки (фильерная пластина). Дает нужную форму готовому изделию. Устанавливаются на аппаратах, которые производят профиль. Если изготавливаются разного рода пластмассовые продукты, то полимерная масса, разогретая до требуемых значений, поступает в специальную пресс-форму. Для прогрева сопла применяются отдельных хомутовые электронагреватели,

- узла загрузки сырья. Проходя через него, измельченное либо гранулированное сырье попадает в цилиндр. Стандартный экструдер для глины может оснащаться узлами загрузки самых различных размеров,

- рабочего органа. Шнек является сердцем аппарата. Червячные шнеки для экструдера, вращаются и проталкивают сырье по цилиндру к насадкам формирования изделия. Реже встречаются приборы, укомплектованные поршневым рабочим органом либо его дисковым вариантом,

- механического блока. Состоит из системы редукторов, электрического двигателя,

- блока контроля и управления.

Шнековые экструдеры нередко именуют «червячными». Данное название пошло из-за того, что полимеры в цилиндре перемещаются и перемешиваются с помощью винта Архимеда.

Ручной сварочный экструдер работает по одному принципу с обычной мясорубкой. Но, изготовление определенных вариаций продукции требует существенно более тщательного перемешивания материала. Для этого могут применяться механизмы, дополненные двумя и более шнеками. Это нужно, когда сырье подают в цилиндр в состоянии порошка.

Типы экструдеров

Сегодня существует множество вариаций данных устройств, предназначенных для производства различных изделий. Это может быть экструдер для мастики, глины или иных материалов. Выделим наиболее востребованные на современном рынке вариации:

- экструдер для профиля из ПВХ,

- трубный аппарат,

- устройство для производства полиэтилена,

- экструдер для зерна и иных сыпучих материалов.

Экструдеры для профиля из ПВХ

Экструзия считается самым дешевым и простым методом изготовления композитного либо полимерного профиля. Сложность производимого изделия и характер применяемого сырья предопределяют необходимость выбора одно- либо двухшнекового экструдера и специальных фильерных пластин.

Благодаря использованию такой методики могут производиться тончайшие панели, листы, полосы, нити, а также профили со сложной геометрией. Принцип работы во всех случаях одинаков. В некоторых ситуациях в полимерную смесь добавляются разные примеси, позволяющие создавать композитные материалы всевозможного назначения.

Трубные экструдеры

Пластиковые трубы также изготавливаются на похожих производственных линиях. При создании трубной продукции особые требования предъявляются к полимерным смесям. В готовом составе должны отсутствовать пузырьки газа, способные сделать стены изделий непрочными и неоднородными. Для недопущения таких факторов экструдеры оснащаются дегазаторами. Помимо этого, в трубных экструдерах используются двухшнековые механизмы с барьерными шнеками. Они помогают добиваться равномерно прогретого и однородного сырья.

Устройства для изготовления полиэтилена

Все типы полимерных пленок также создаются экструзионным методом. Для этих целей применяются выдувные экструдеры, позволяющие устанавливать требуемую ширину и толщину продукции. Формирующая деталь представлена тонкой щелью. Реже используются щелевые фильеры, способные выдувать пленку в форме обычного рукава. Приборы для производства пленок незначительной ширины отличаются компактностью и энергоэффективностью.

Технологические линии

Экструдер считается главным компонентом экструзионной линии на производстве. Стандартные производственные линии состоят из следующих элементов:

- системы приготовления сырья и его подачи. Этот узел особенно важен при изготовлении материалов из композитов. В некоторых случаях используемые составы нуждаются в дополнительном дроблении, калибровке, просушке,

- системы охлаждения. Могут быть водяными либо воздушными. Обязательное охлаждение необходимо при применении пресс-форм.