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Früher wurden bei Einschneckenextrudern und Spritzgießmaschinen in der Regel feste Schnecken- und Zylinderstrukturen verwendet. Einmal konstruiert und hergestellt, waren diese Konfigurationen weitgehend unveränderlich. Das Hinzufügen von Entlüftungslöchern zu einem Einschneckenextruder erforderte beispielsweise eine Änderung des Zylinders und die Herstellung einer neuen Schnecke, was eine Metallbearbeitung und damit hohe Kosten nach sich zog.
Im Gegensatz dazu werden bei Doppelschneckenextrudern modulare Zylinder- und Schneckenkonstruktionen eingesetzt, die Vorteile gegenüber anderen Kunststoffverarbeitungsanlagen bieten. Diese Flexibilität ermöglicht es den Ingenieuren, den Zylinder und die Schnecke frei zu konfigurieren, um den Prozess zu optimieren und eine optimale Leistung zu erzielen. Die meisten Ingenieure kennen die Vorteile der Konfiguration von Gewindeelementen, aber auch der Zylinder selbst kann frei konfiguriert werden und bietet so die besten Optionen für die Produktion.
Bei kleinen Labors und Pilotproduktionslinien können die Ingenieure die Fassabschnitte häufig entsprechend den Mischanforderungen zur Prozessoptimierung neu anordnen. Wenn die erforderlichen Zylindereinheiten nicht mit der bevorzugten Reihenfolge übereinstimmen, werden Änderungen in Betracht gezogen. Obwohl der häufige Austausch von Zylindern bei großen Doppelschneckenextrudern seltener vorkommt und weniger ratsam ist, ist eine Neukonfiguration des Zylinders dennoch möglich und manchmal in realen Produktionsszenarien notwendig.
Jeder Zylinderteil hat einen achtförmigen Kanal, durch den die Schneckenachse verläuft. Offene Fassabschnitte haben Außenöffnungen für die Zufuhr oder Entlüftung flüchtiger Substanzen. Diese offenen Zylinderabschnitte können an jeder beliebigen Stelle innerhalb der Zylinderbaugruppe zur Zuführung und Entlüftung angebracht werden.
1). Fütterung
Das Material muss in den Extruder eingespeist werden, damit das Mischen beginnt. Die Einspeisetrommeln sind offen und befinden sich am oberen Ende des Zylinders, durch den das Material eingespeist wird. Sie befinden sich meist im ersten Abschnitt des Prozesses, dem ersten Zylinder. Partikel mit guten Fließeigenschaften fallen direkt aus der Zuführungsmaschine in die Öffnung des Extruderzylinders und erreichen die Schnecke.
Pulver mit geringer Schüttdichte stellen eine Herausforderung dar, da Luft herabfallendes Pulver mit sich führen kann, was den Pulverfluss behindert und die Förderleistung verringert. Eine Lösung besteht darin, zwei offene Trommelabschnitte an den beiden vorderen Positionen anzubringen. Bei dieser Anordnung wird das Pulver in Trommel 2 zugeführt, während die Luft aus Trommel 1 entweicht. Diese als Nachentlüftungsvorrichtung bezeichnete Anordnung bietet einen Entlüftungskanal, ohne den Zuführungsschlitz zu blockieren, so dass die Luft entweichen kann und die Effizienz der Pulverzuführung verbessert wird.
Sobald Polymere und Zusatzstoffe in den Extruder eingespeist sind, werden sie zur Schmelzzone transportiert, wo sie geschmolzen und mit Zusatzstoffen vermischt werden. Zusatzstoffe können auch über Seitenbeschickungen zugeführt werden, wobei die für die Seitenbeschickung vorgesehenen Zylinderabschnitte eine "8"-förmige Öffnung sowie eine zweite "8"-förmige Öffnung an der Zylinderseite für den direkten Anschluss an den Extruder zum Einfüllen von Zusatzstoffen in das geschmolzene Polymer aufweisen. Standardmäßige Zylinderabschnitte mit offenem Ende dienen in der Regel als Entlüftungsöffnungen vor den Seiteneinspeisungen, durch die Luft entweichen kann.
Eine kompaktere Version mit offenen Entlüftungslöchern ist das kombinierte Fass mit Nachentlüftung (siehe Abbildung 1). Es verfügt über ein "8"-förmiges Loch, das an die seitliche Zuführung angepasst ist, und eine kleine Entlüftungsöffnung am oberen Ende des Fasses, die stromaufwärts gerichtet ist, damit die Luft entweichen kann.
Abbildung 1: Dieses kombinierte Fass verfügt über eine hintere Auslassöffnung und eine seitliche Einlassöffnung.
2). Belüftung
Offene Fassabschnitte können auch zur Entlüftung verwendet werden; flüchtiger Dampf, der beim Mischen entsteht, muss entfernt werden, bevor das Polymer die Düse passiert.。
Die naheliegendste Stelle für Vakuumentlüftungen befindet sich am Ende des Extruders und ist in der Regel mit einer Vakuumpumpe verbunden, um sicherzustellen, dass alle flüchtigen Bestandteile der Polymerschmelze entfernt werden, bevor sie die Düse passieren. Restdampf oder -gas in der Schmelze kann die Partikelqualität beeinträchtigen, einschließlich Blasenbildung und verringerter Schüttdichte, was sich auf die Verpackung auswirkt.
Bei Extrudern mit mindestens zehn Zylinderabschnitten (L/D ≥ 40) werden die Entlüftungen in der Regel im zweiten Abschnitt vor der Düse angeordnet. Wenn der Kopfdruck zu hoch ansteigt, kann geschmolzenes Polymer in die Entlüftung zurückfließen. Dies wird vermieden, indem die Entlüftung in der dritten Sektion vor der Düse platziert wird, was eine stabile Produktion gewährleistet.
2. Geschlossene Faßabschnitte
Der gebräuchlichste Zylindertyp ist der geschlossene Zylinder (Abbildung 3), der die Polymerschmelze auf seiner Innenseite vollständig umschließt, mit Ausnahme einer einzigen "8"-förmigen Öffnung für die Schneckenmitte.
Abbildung 3
Sobald sich Polymere und Zusatzstoffe vollständig im Extruder befinden, werden sie geschmolzen und gründlich vermischt. Alle Seiten des geschlossenen Zylinders sind temperaturgeregelt (beheizt und gekühlt), während offene Zylinder weniger Heiz- und Kühlkanäle haben.
Für flüssige Medien schließlich werden spezielle Fasskombinationen verwendet. Ein gängiger Ansatz ist ein Flüssigkeitsinjektionszylinder (siehe Abbildung 2) mit einer Flüssigkeitsinjektionsöffnung oben auf einem geschlossenen Standardzylinder und einem Nadelventil für die Flüssigkeitsinjektion, das von einer Kolbenpumpe angetrieben wird, um Flüssigkeit in den Zylinder zu fördern. Die Fördermenge kann je nach Bedarf eingestellt werden.
Abbildung 2 Flüssigkeitszufuhr-Kombifass
3. Montage von Extruderzylindern
In der Regel werden die Extruderzylinder von den Herstellern so zusammengestellt, dass sie der gewünschten Prozesskonfiguration entsprechen. In den meisten Mischsystemen beginnen die Extruder mit einem offenen Beschickungszylinder, gefolgt von mehreren geschlossenen Zylindern für die Feststoffförderung, das Schmelzen des Polymers und das Mischen des geschmolzenen Polymers mit den Zusatzstoffen.
In der vierten oder fünften Sektion können kombinierte Zylinder für die seitliche Zuführung von Zusatzstoffen angeordnet sein, gefolgt von mehreren geschlossenen Zylindern für die weitere Mischung. Die Vakuumentlüftungen befinden sich in der Nähe des Extruderendes, unmittelbar vor dem letzten geschlossenen Zylinder vor der Düse (Abbildung 4 zeigt ein Montagebeispiel).
Abbildung 4: Die Zylinderkonfiguration eines Doppelschneckenextruders.
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Der modulare Aufbau von Behältern hat einen großen Einfluss auf die Leistung und Effektivität von Doppelschnecken-Mischvorgängen. Die meisten Hersteller bieten modulare Doppelschnecken-Behälter an, die aus zehn, elf oder zwölf Einzelteilen bestehen, die jeweils unabhängig voneinander beheizt und gekühlt werden, um eine präzise Temperaturregelung zu ermöglichen.
4. Materialien für Fässer
Die Fassmaterialien variieren je nach den Anforderungen der Anwendung, wie z. B. Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit：.
Zylinder α101: Zwei geteilte Legierungszylinder bilden eine "8"-förmige Lochauskleidung, die die grundlegenden Anforderungen an die Verschleißfestigkeit erfüllt.
Integrierte Legierungsauskleidung α101: Ein integrierter Legierungszylinder, sehr verschleißfest.
Nitrocarburierter Stahl 38CrMoAl: Hohe Härte, korrosionsbeständig.
Zylinder aus HaC-Legierung: Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, oft als Ganzes hergestellt, wird für Fluorkunststoffe verwendet.
Zylinder aus 316L-Edelstahl: Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, rostfrei, hauptsächlich für die Extrusion in der Lebensmittelindustrie verwendet.
Cr26, Cr12MoV integrierte Hülse: Hochverschleißfestes Legierungsmaterial mit hoher Kosteneffizienz.
Integrierte Hülse aus einer Pulver-Nickel-Legierung: Extrem verschleißfeste Aufpanzerungslegierung mit hoher Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit zu einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis.
Integrierte Hülse aus importierter Pulvermetallurgie: Äußerst verschleißfest und korrosionsbeständig in Umgebungen, die sowohl Verschleiß- als auch Korrosionsbeständigkeit erfordern.
Nanjing Granuwel Machinery Co., Ltd. widmet sich seit über einem Jahrzehnt der Forschung und dem Vertrieb von Kunststoffmaschinen und hat ein Team von Spitzenfachleuten mit herausragenden Innovations- und Produktentwicklungsfähigkeiten zusammengestellt. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Entwicklung, Herstellung und Optimierung von Doppelschneckenextrudern und anderen Kunststoffverarbeitungsanlagen, insbesondere im Hinblick auf innovative Zylinderdesigns. Wir bieten verschiedene Materialien und Konfigurationen von Zylindern an, einschließlich offener und geschlossener Zylinder sowie spezieller Flüssigkeitseinspritzzylinder, um unterschiedliche Prozessanforderungen zu erfüllen.
Unsere modularen Zylinderdesigns ermöglichen den Kunden eine flexible Konfiguration und Anpassung an den tatsächlichen Produktionsbedarf, wodurch die Prozesse optimiert und die Produktionseffizienz verbessert werden. Darüber hinaus bieten wir verschiedene Werkstoffe für Zylinder an, wie z. B. Zylinder α101, integrale Legierungsauskleidung α101, nitrocarburierter Stahl 38CrMoAl, Zylinder aus HaC-Legierung, Zylinder aus 316L-Edelstahl, integrale Hülse aus Cr26/Cr12MoV und integrale Hülse aus Pulver-Nickel-Legierung, um verschiedenen Anwendungsumgebungen und Anforderungen an die Korrosions- und Verschleißfestigkeit gerecht zu werden.
Nanjing Granuwel Machinery Co. Ltd. hat sich zum Ziel gesetzt, die Struktur der Anlagen durch praktische Erfahrung und technologische Innovation zu verbessern, den Energieverbrauch zu senken und unseren Kunden die besten Produkte anzubieten.