Objašnjenje glave za ekstruziju: funkcija, vrste, materijali, odabir i održavanje

Što je glava za ekstruziju?

Glava za ekstruziju je precizna jedinica za distribuciju protoka montirana na ispusnom kraju ekstrudera s jednim ili dva puža. U proizvodnji kabela, on omotava rastaljeni polimer oko pokretnog vodiča u kontinuiranom, koncentričnom sloju bez uvođenja zavarenih linija, mrtvih točaka ili toplinskih gradijenata.

Njegov posao nije ograničen na oblikovanje. Dobro dizajnirana glava matrice također promiče stabilan rad vijka stvaranjem protutlaka, ujednačava varijacije tlaka i temperature koje dolaze iz vijka i održava tečenje taline ravnomjernom brzinom po cijelom opsegu vodiča.

Što radi u liniji za ekstruziju kabela

• Ravnomjerno raspoređuje talog oko jezgre žice ili kabela.
• Upravlja omjerom debljine stijenke putem geometrije matrice do vrha.
• Održava koncentričnost pri brzinama iznad 1000 m/min.
• Stvara dovoljan povratni pritisak da izlaz vijka bude stabilan.
• Održava ujednačenu temperaturu polimera kroz kanal protoka.

Ključne komponente ekstruzijske glave

Iako se dizajni glava matrice razlikuju među proizvođačima strojeva, osnovni elementi su isti. Svaka komponenta ima poseban zadatak, a mala istrošenost ili pogreška u poravnanju u bilo kojoj od njih odmah se pojavljuje u gotovom kabelu.

Ovi dijelovi rade zajedno kao sustav. Ako je vodeća jezgra centrirana, ali je prsten matrice istrošen za 0,02 mm na jednoj strani, varijacija debljine stijenke može premašiti /-0,03 mm na tankom FEP sloju, što je dovoljno za pomak kapacitivnosti izvan zahtjeva kupca.

Možete vidjeti kako se svaki od njih uklapa u kompletnu žičanu liniju u našoj ranijoj analizi komponente koje čine ekstruder .

Kako radi glava za ekstruziju

Talina ulazi u glavu s prirubnice ekstrudera, prolazi kroz prekidnu ploču, zatim teče oko raspršivača. Raspršivač redistribuira polimer iz kružnog toka u prstenasti prsten koji okružuje vrh vodilice. Vodič prolazi kroz središte glave, a matrica na izlazu kontrolira konačni promjer.

Tri varijable dizajna su najvažnije:

• Dužina zemljišta : ravni dio na izlazu iz matrice. Dulje kopno stabilizira protok, ali povećava pad tlaka.
• Kut gaza : konus koji vodi do zemlje. Previše strm kut stvara veliko smicanje i toplinu; previše plitko sužavanje proizvodi debeli granični sloj koji se sporo kreće.
• Ravnoteža kanala protoka : staza taline mora biti simetrična oko vodiča. Čak i razlika od 10% u duljini kanala stvara vidljivu razliku u debljini.

Za visokotemperaturnu FEP izolaciju, tipične temperature taljenja su 380 do 420°C. Čelični matrični prsten od 100 mm može se proširiti za otprilike 0,4 mm između sobne i radne temperature, tako da se glavi mora dopustiti da postigne punu toplinsku ravnotežu prije nego što se izvrši konačno podešavanje koncentričnosti.

Talina izlazi kao cijev koja je veća od vodiča. Ekstrudirana cijev se zatim izvlači do potrebnog konačnog promjera. Odnos između geometrije kalupa, povlačenja i brzine izvlačenja je ono što određuje konačnu debljinu stijenke.

Vrste ekstruzijskih glava i njihova primjena

Različite konstrukcije kabela zahtijevaju različite koncepte reznih glava. Izbor ne utječe samo na cijenu alata, već i na toleranciju debljine stijenke i maksimalnu brzinu linije koju možete postići.

Mrežne glave tlačnog tipa

U tlačnoj glavi rastaljeni polimer susreće se s vodičem unutar glave i izlazi kao vezani sloj. Ovaj dizajn je uobičajen za aplikacije omotača i omotača gdje je potrebno prianjanje između polimera i jezgre kabela. Pritisak održava polimer u kontaktu s površinom vodiča.

Urezne glave tipa cijevi

U glavi tipa cijevi prvo se oblikuje cijev od rastaljenog polimera, a zatim se nanosi na vodič nakon izlaska iz matrice, često uz pomoć vakuuma. Ova vrsta je poželjna za tanke izolacijske slojeve jer smanjuje vlačni stres na vodiču i omogućuje veće brzine voda.

Visokotemperaturne rezne glave za FEP i PFA

Fluoropolimeri trebaju put protoka otporan na koroziju i preciznu kontrolu zagrijavanja. Glava mora biti izrađena od materijala koji mogu izdržati kontinuirani rad na 400°C ili više bez stvaranja kamenca. Gemwell spaja svoje FEP/PFA visokotemperaturni ekstruder za izolaciju jezgre žice s ureznom glavom koja održava odstupanje temperature taljenja unutar /-5°C, što je kritično kada je debljina stijenke samo 0,09 mm .

FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Linija za ekstruziju visoke temperature izolacije jezgre Gemwell Electrical Technology Co., Ltd je kineski FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA proizvođač linija za ekstruziju izolacije jezgre visoke temperature... Pogledajte proizvod →

Glave za kalupe za pjenjenje

Kemijski procesi pjenjenja zahtijevaju pažljivo kontrolirani profil tlaka kroz glavu kako se sredstvo za napuhavanje ne bi prerano proširilo. Pritisak mora ostati dovoljno visok da suzbije ekspanziju plina sve dok talina ne napusti matricu. Zbog toga izolacijski vodovi od PE/PP/PU pjene koriste namjensku geometriju glave umjesto glave s čvrstom izolacijom.

Višeslojne i koekstruzijske glave

Višeslojni kabeli, kao što je izolacija od pjenastog omotača ili spojene strukture omotača, zahtijevaju glavu za koekstruziju koja kombinira dva ili više tokova taline u jednom kanalu protoka. Geometrija glave mora održavati svaki sloj paralelnim i ujednačenim prije nego što se spoje, a sučelje između slojeva ne smije razviti grbe ili valovitost.

Crosshead naspram ravnog dizajna

Većina linija za izolaciju i plašt kabela koristi križnu glavu, gdje vodič ulazi pod 90° u odnosu na os ekstrudera. Ravne glave su češće za ekstruziju šipki i profila i rijetko se koriste u presvlačenju žice. Zavoj križne glave od 90° potencijalna je mrtva točka, tako da kanal protoka mora biti dizajniran s izdašnim radijusima i glatkim prijelazima kako bi se izbjegla degradacija polimera.

Materijali korišteni u konstrukciji matrice

Odabir materijala za reznu glavu svodi se na tri zahtjeva: otpornost na habanje, otpornost na koroziju i stabilnost dimenzija na radnoj temperaturi.

• H13 alatni čelik je najrašireniji materijal za tijelo jer zadržava tvrdoću do 500°C i ima dobru žilavost.
• 4140 legirani čelik koristi se za veća tijela koja se ne troše, ali imaju koristi od lakše obrade.
• Nehrđajući čelici kao što je 17-4 PH ili 431 koriste se za protočne površine izložene fluoropolimerima.
• Nitriranje ili kromiranje poboljšava otpornost na habanje. Nitrirana H13 površina može doseći tvrdoću iznad 1000 HV.
• Umetci od volfram-karbida koriste se u područjima s najvećim trošenjem, kao što je matrica na brzim FEP linijama.

Za svakodnevne PVC, PE, PP ili PU jezgre može se koristiti isto tijelo glave od alatnog čelika, ali završna obrada površine tečenja i tolerancije i dalje moraju odgovarati primjeni. Gemwell gradnja završena PVC/PE/PP/PU ekstruderi za izolaciju pune jezgre žice s reznim glavama usklađenim s izlaznim rasponom vijka i rasponom veličine žice koju planirate koristiti.

Proizvođači ekstruzijskih linija za izolaciju žice od PVC/PE/PP/PU, Tvornica - Gemwe Gemwell Electrical Technology Co., Ltd je kineski proizvođač ekstruzijskih linija za izolaciju žica od PVC/PE/PP/PU i OEM/ODM tvornica, mi ... Pogledajte proizvod →

Za LSZH i druge visoko napunjene spojeve, korozija i abrazivno trošenje su agresivniji nego za čiste poliolefine. Glava koja dobro radi za PE može pokazati značajno trošenje prstena matrice unutar šest mjeseci na LSZH, posebno ako je sadržaj mineralnog punila iznad 40%.

Čimbenici koji utječu na performanse rezne glave

Performanse glave matrice rezultat su reologije taline, geometrije alata i radne prakse. Najutjecajniji čimbenici su:

Osim toga, moraju se uzeti u obzir brzina linije i omjer povlačenja. Ako je omjer povlačenja previsok, talina se prekomjerno rasteže između matrice i vodiča, što dovodi do varijacije u vratu i promjeru.

Kako odabrati pravu glavu za ekstruziju

Odabir glave matrice nije odvojena odluka od odabira ekstrudera. Glava mora odgovarati promjeru vijka, izlaznoj brzini, obitelji polimera i konstrukciji kabela. Glava koja je prevelika za mali ekstruder stvara dugo vrijeme zadržavanja; premala glava dovodi do prekomjernog pada tlaka i visoke temperature taljenja.

Kontrolni popis odabira

1. Definirajte konstrukciju kabela: čvrsta izolacija, pjenasta izolacija ili omotač.
2. Potvrdite obitelj polimera i maksimalnu temperaturu obrade.
3. Definirajte raspon debljine stijenke i potrebnu toleranciju koncentričnosti.
4. Odredite maksimalnu brzinu linije i odgovarajući učinak taline.
5. Provjerite promjer puža ekstrudera i dimenzije prirubnice.
6. Odaberite između tlačne i cijevne glave na temelju strukture slojeva.

Ako koristite više izolacijskih materijala u jednoj radionici, razmislite o modularnom dizajnu glave koji vam omogućuje promjenu samo vrha vodilice i prstena matrice umjesto zamjene cijele glave.

Za slojeve plašta i plašt debelih stijenki, Gemwell preporučuje poseban dizajn glave jer je zahtjev za protokom za izolacijski sloj od 0,3 mm potpuno drugačiji od onog za plašt od 1,5 mm. Naš LSZH/XLPE/TPE/TPU ekstruderi za žicu i plašt kabela upotrijebite veći kanal protoka i drugačiji pristup urezivanja kako biste izbjegli prekomjerni pritisak pri visokom učinku.

Proizvođači linija za ekstruziju LSZH/XLPE/TPE/TPU plašta, tvornica - Gemwell Electr Gemwell Electrical Technology Co., Ltd je kineski proizvođač linija za ekstruziju LSZH/XLPE/TPE/TPU plašta i OEM/ODM tvornica, specijalizirani smo... Pogledajte proizvod →

Za detaljniji pregled veličine glave za slojeve jakne, pogledajte naš baza znanja o stroju za ekstruziju plašta kabela , koji uspoređuje konstrukcije i tipične geometrije alata.

Održavanje i uobičajeni problemi s ureznom glavom

Zamrla glava može raditi mjesecima bez pažnje, ali kada se problemi pojave, obično se pojave iznenada. Najčešći simptomi su varijacija debljine stjenke, crne točkice, linije točenja i hrapavost površine.

Preventivno održavanje

• Rastavite glavu i očistite protočne površine nakon svake produljene kampanje.
• Pregledajte površinu i vrh vodilice na ogrebotine i zaobljene rubove.
• Ispolirajte površine protoka na Ra 0,4 µm ili bolje prije ponovnog sastavljanja.
• Provjerite ima li na trakama grijača hladnih točaka i zamijenite termoelemente kalibriranim jedinicama.
• Ponovno zategnite vijke s glavom na preporučene vrijednosti nakon postizanja radne temperature.

Potpuna raspored rutinskog rada, održavanja i popravaka strojeva za ekstruziju stoga treba uključiti reznu glavu kao zasebnu stavku pregleda, jer se ona troši drugačije od vijka i cijevi.

Uobičajeni problemi i popravci

Često postavljana pitanja o glavama za ekstruziju

Koja je razlika između matrice za ekstruziju i glave matrice za ekstruziju?

Glava matrice je cjeloviti sklop koji distribuira talinu, dok je sama matrica obično zamjenjivi prsten na izlazu koji definira konačni vanjski promjer. U svakodnevnom govoru u radionici, operateri često kažu "matrica" ​​kada misle na cijelu glavu, ali u dizajnu alata razlika je važna jer je matrica samo jedan od nekoliko dijelova koji kontroliraju geometriju.

Može li se ista rezna glava koristiti za čvrstu izolaciju i pjenastu izolaciju?

Ne normalno. Pjenasta izolacija zahtijeva profil tlaka koji održava sredstvo za ekspandiranje komprimiranim sve dok talina ne izađe iz kalupa. Čvrsta izolacija ne treba ovo ograničenje. Korištenje glave za pjenjenje za čvrste slojeve može stvoriti prekomjerni pritisak i hrapavu površinu; korištenje čvrste glave za pjenjenje može uzrokovati prerano širenje unutar kanala.

Koliko često treba čistiti glavu ekstruzijske matrice?

Interval čišćenja ovisi o polimeru. Termoplastični materijali kao što je PVC imaju tendenciju spore razgradnje i može zahtijevati brisanje glave svakih jedan do dva tjedna. Fluoropolimeri i visokopunjeni LSZH spojevi zahtijevaju češće provjere, a svako zaustavljanje dulje od 20 minuta ili vidljiv porast tlaka razlog je za otvaranje glave i pregled protočnih površina.

Što uzrokuje ekscentričnu izolaciju u kabelskom ekstruderu?

Ekscentrična izolacija najčešće je uzrokovana neusklađenom jezgrom za vođenje, istrošenim prstenom ili neusmjerenom cijevi vodiča. Također može doći od nejednake temperature grijača oko glave, što stvara razliku u viskoznosti između suprotnih strana kanala protoka.

Jesu li materijali glave matrice važni za spojeve bez halogena (LSZH) s niskim dimom?

Da. LSZH spojevi često imaju visok sadržaj mineralnih punila i stvaraju kisele produkte razgradnje. Standardna H13 glava će se brže istrošiti i može korodirati. Protočne površine od dušika ili nehrđajućeg čelika su pouzdaniji izbor za LSZH, posebno pri visokim izlaznim stopama.

Kako mogu znati je li moja rezna glava prevelika za ekstruder?

Vrijeme zadržavanja i pad tlaka glavni su pokazatelji. Ako vidite dugo kašnjenje između promjene boje i nove boje koja se pojavljuje na izlazu ili ako je tlak taline na glavi prenizak da stabilizira vijak, kanal protoka je vjerojatno prevelik za primjenu.

Zaključak

Glava za ekstruziju je najmanje vidljiv, ali najutjecajniji dio linije za ekstruziju kabela. Određuje može li linija velike brzine izdržati strogu toleranciju debljine stijenke, čistu površinu i stabilan promjer bez stalne intervencije operatera.

Kada odaberete novi ekstruder, procijenite glavu matrice jednako pažljivo kao i vijak i pogon. Uskladite ga s obitelji polimera, rasponom debljine stijenke i maksimalnom brzinom linije. Zatim kontrolirajte radne varijable: temperaturu taline, pritisak glave, poravnanje alata i stanje površine.

Ako se bavite problemom tolerancije u postojećoj liniji, započnite svoju istragu od glave matrice. U mnogim slučajevima, vijak nije temeljni uzrok; istrošena ili pogrešno poravnata rezna glava je . Gemwell dizajnira svaki ekstruder prema specifičnoj glavi i skupu alata, zbog čega proizvođači kabela koriste naše linije za primjene gdje je dosljedna geometrija važna.