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机械设备业:片材挤出生产线适应市场最新趋势
2011-06-09 11:26:16 作者: 杨丽摘编 来源:爱博人才网智库中心 0
    在过去几年里,主要用于众多工业热成型场合(如园艺、浴室设施、汽车、食品及家用器具等)的半成品制造商提高了对生产厚度分别为250-300微米和8-10毫米片材的共挤出生产线的要求。另外,为了提高质量,缩短交货时间,以及顺应减少投资的要求,生产的批量越来越少,所以生产范围很宽的多功能挤出生产线的数量正在不断减少。Amut的新生产线正是适应这样的市场趋势而特别推出的。

    针对回收PET挤出片材,Bandera提出了一种采用同向双螺杆挤出机的解决方案,现在已收到极好的效果。尽管人们开始时对该方案持怀疑态度。从4年前第一次试验开始至今,该公司已生产了14套每小时产量介于700-1650kg的PET片材共挤出生产线。这些生产线可以加工高达80%用过的废片材和热成型后重新粉碎的材料,无需结晶和脱湿处理。

    进行这项研究的原因是,一家大型的热成型PET包装制造商希望bandera研制一种方案来解决传统挤出方法的常见缺点,如结晶、脱湿和原材料喂料装置的维护费用高、能耗大,在换用不同配方材料时停工生产管理难度大,占用空间大以及产量低等。

    同向双螺杆挤出机由于其所具有的技术特徵,似乎是最佳的解决方案:只需找到正确的螺杆形状。但是,由于同向双螺杆挤出机和单螺杆挤出机存在价格差异,出于一些经济上的原因,首先试验了一种配备有特殊排气装置的单螺杆挤出机。但试验表明该方案存在以下问题:难以使用湿度大于0.3%的片状材料,需要高压头脱气泵而易于使排气管路堵塞,片状材料喂入极不稳定,为了达到高的产量、缩短材料在机筒中的停留时间所需的螺杆高转速会产生较大的摩擦热应力等。

    同向双螺杆挤出机具有能耗低(与单螺杆挤出机相比,最多可节能30%),产量高的特点,为了满足这一特殊加工要求,还需要对同向螺杆形状进行特殊设计,以避免产生热降解和水解降解,同时真空泵装置不仅要适用,而且要简单、可靠,且所需的维护少。研究的目标是生产一种只用于热成型的特殊薄片,并确保利用新材料或100%回收材料都能生产出合格的产品。在加工过程中特性粘度下降(介于回收PET或新喂入PET参数与相同材料制造的薄片上的测量值之间),对于新材料介于0.04 - 0.05 dl/g之间,对于100%回收材料介于0.035 - 0.06dl/g之间,具体值随初始水分含量以及材料的特性粘度而变化。尽管存在粘度下降,但所得到的最终产品极好,表明加工的PET制品性能可能扩展到更广泛的特殊场合应用。热成型件通过了其最终用途要求的机械-化学试验,片材保持了所有亮度、透明度和色调等美学特徵。此外,该系统还很容易除去不利的挥发物。

    该同向双螺杆挤出机的另一显著特徵是能耗低(不包括下游设备),比有结晶和脱湿装置的单螺杆挤出机低50%,比有压实和脱湿功能的单螺杆挤出机低60%。另外,该系统还可加工湿度高达1.5%的片状材料,不需要对加料和计量装置进行维护,可以在工作过程中换料,控温效果好,占用空间小,不换螺杆就可用于挤出其他材料(PLA、PS、PP),换色快。

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图 2: Omipa挤出生产线结合新技术与生产效益两个方面而开发

    Omipa公司设计的片材和薄片的挤出生产线可分为用于通用工业制品的生产线和用于具有特殊质量要求的光学应用产品的生产线。通用挤出产品的应用场合非常多,从食品包装业到家用电器业,从家具业到广告业,从汽车工业到电气、电子工业都有其用途。因此,所生产的这些挤出产品的宽度和厚度也各不相同。通过将不同的材料组合在一起,可以制得以前无法想象的产品,从而开拓新的应用场合。

    由于ABS、HIPS、PMMA、PP和PET等材料的应用领域不断增加,人们要求生产线的产量不断提高,同时还要满足两个主要需求:一方面,产品必须采用最新的技术加工,从而可使产品能承受其工作负荷;另一方面还必需保证产品利润。该公司在这两个方面集中精力进行新的生产线研发。其挤出机或共挤出机由一个体积计量装置(或可选用重量计量装置)供料,可快速更换材料,并达到高的计量精度,计量供料装置与生产线的其他部分完美地结合在一起。生产线的其他部分有:一台有排气或无排气装置的OM挤出机,具有特种耐磨涂层的机筒,HEO螺杆,不停机换网器和一台OMP熔体泵。所有这些组件有机地结合在一起,确保了精确的混合和塑化,即使在高产量下也是如此。共挤出生产线专门用于生产高技术的多层片材和薄片,包括多达5-6个挤出机,并配有用于快速配置转换的装置。由于螺杆具有创新的螺纹形状,所以能够极好地加工所有热塑性材料。模头可以使材料在挤出物整个宽度上均匀分布,这对于3到9层的片材和薄片的生产尤为重要。

    Gruppo Colines公司生产的新型高产能共挤出生产线用于生产冰箱工业用4层聚苯乙烯片材,其生产能力可达1,100kg/h。该生产线是在以前向白俄罗斯、波兰和意大利供应的同类设备的生产经验基础上开发的。另外,考虑到其高生产率,在设计阶段就需要注意从原材料和添加剂的计量系统(采用连续重量计量设备)开始的所有组成部分。

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图 3: Gruppo Colines公司生产的高产能高性能共挤出生产线

    为了防止偶然混入回收HIPS中的金属粒子进入材料中,加工该材料的挤出机料斗入口处装有一个磁栅系统。结晶PS共挤出机上配有一个热空气预热器,用于在挤出前处理聚合物。两台直径为120mm (L/D=37)的挤出机配备有泵脱气单元和滤网,可确保达到所需的生产速度。再加上第3台直径60mm的(L/D=30)挤出机,构成了整个挤出单元。所有挤出机都装配有液压换网器和齿轮泵,可保证熔体适当分布,并控制挤出口模部位的压力。挤出模头有一个可控的活动上唇口,可手动调节,在生产过程中可以调节片材的厚度。下唇口在停机的情况下可以调节,从而可达到0.5-6mm的厚度范围。新型立式压延机有3个直径为600mm的辊筒(辊筒由变频控制电机驱动)和两个直径为450mm的辊筒,提高了对较轻薄片的冷却能力,可保证挤出产品的平面度和稳定性。安装有特制防划痕辊的10m长的冷却辊单元可对片材的两面进行电晕处理,也可分别对每一面进行处理。为了解决在高生产线速度下,在挤出过程中裁切极薄产品可能产生的问题,对切边系统的设计给予了特别关注,由一个加热系统对所涉及到的部分进行加热,并研制了一种特殊形状的切刀。生产线的中心部分是有两个橡胶包覆辊和一个截切机的牵引装置。
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