트윈스크류 압출기의 성능을 결정하는 핵심 구성 요소(2부): 배럴

2024년 11월 7일

이전에는 단일 스크류 압출기와 사출 성형 기계가 일반적으로 고정된 스크류와 배럴 구조를 사용했습니다. 설계 및 제조된 이러한 구성은 대체로 변경할 수 없었습니다. 예를 들어, 단일 스크류 압출기에 통풍구를 추가하려면 배럴을 수정하고 새로운 스크류를 제조해야 했으며, 금속 절단이 필요했고 따라서 비용이 많이 들었습니다.

이와 대조적으로, 트윈 스크류 압출기는 모듈식 배럴 및 스크류 디자인을 채택하여 다른 플라스틱 가공 장비보다 이점을 제공합니다. 이러한 유연성 덕분에 엔지니어는 배럴과 스크류를 자유롭게 구성하여 공정을 최적화하고 최적의 성능을 달성할 수 있습니다. 대부분의 엔지니어는 나사산 요소를 구성하는 이점을 인식하지만 배럴 자체도 자유롭게 구성하여 생산에 가장 적합한 옵션을 제공할 수 있습니다.

소규모 실험실과 파일럿 생산 라인의 경우 엔지니어는 공정 최적화를 위한 혼합 요구 사항에 따라 배럴 섹션을 자주 재배열할 수 있습니다. 필요한 배럴 유닛이 선호하는 순서와 일치하지 않으면 변경이 고려됩니다. 배럴 레이아웃을 자주 교체하는 것은 덜 일반적이고 대형 트윈 스크류 압출기의 경우 덜 권장되지만, 배럴 재구성은 여전히 가능하며 때로는 실제 생산 시나리오에서 필요합니다.

1. 오픈 엔드 배럴 섹션

각 배럴 섹션에는 나사 축이 통과하는 8자 모양의 채널이 있습니다. 개방형 배럴 섹션에는 휘발성 물질을 공급하거나 배출할 수 있는 외부 개구부가 있습니다. 이러한 개방형 배럴 섹션은 공급 및 배출을 위해 배럴 어셈블리 내의 모든 위치에 배치할 수 있습니다.

1) 먹이주기

혼합을 시작하려면 재료를 압출기에 공급해야 합니다. 공급 배럴은 끝이 열려 있고 배럴 상단에 위치하며, 이를 통해 재료가 공급됩니다. 이들은 가장 일반적으로 공정의 첫 번째 섹션인 첫 번째 배럴에 배치됩니다. 흐름 특성이 좋은 입자는 공급 기계에서 압출기 배럴의 개구부로 직접 떨어져 스크류에 도달합니다.

낮은 벌크 밀도의 분말은 공기가 떨어지는 분말을 운반하여 흐름을 방해하고 공급 용량을 감소시킬 수 있기 때문에 문제가 있습니다. 해결책은 앞쪽 두 위치에 두 개의 개방형 배럴 섹션을 배치하는 것입니다. 이 배열에서 분말은 배럴 2로 공급되고 공기는 배럴 1에서 빠져나갑니다. 사후 환기 장치로 알려진 이 설정은 공급 슬롯을 막지 않고 환기 채널을 제공하여 공기가 빠져나가고 분말 공급 효율을 개선합니다.

폴리머와 첨가제가 압출기에 공급되면 용융 구역으로 운반되어 용융되고 첨가제와 혼합됩니다. 첨가제는 측면 공급기를 사용하여 하류로 공급할 수도 있으며, 측면 공급용으로 지정된 배럴 섹션에는 용융된 폴리머에 첨가제를 채우기 위해 압출기에 직접 연결하기 위한 배럴 측면에 두 번째 "8"자 모양의 구멍 외에도 "8"자 모양의 구멍이 있습니다. 표준 개방형 배럴 섹션은 일반적으로 측면 공급기 상류의 통풍구 역할을 하여 공기가 빠져나갈 수 있도록 합니다.

개방형 통풍구가 있는 더 컴팩트한 버전을 포스트 벤팅 복합 배럴이라고 합니다(그림 1 참조). 측면 공급기와 일치하는 "8"자 모양의 구멍과 배럴 상단에 상류를 향하는 작은 통풍구가 있어 공기가 빠져나갑니다.

그림 1: 이 결합된 배럴은 후방 배기 포트와 측면 공급 포트를 갖추고 있습니다.

2) 환기

개방형 배럴 섹션은 배출에도 사용할 수 있으며, 혼합 중에 발생하는 휘발성 증기는 폴리머가 다이를 통과하기 전에 제거해야 합니다.

진공 통풍구의 가장 명확한 배치는 압출기 끝부분으로, 일반적으로 진공 펌프에 연결되어 다이를 통과하기 전에 폴리머 용융물의 모든 휘발성 물질이 제거되도록 합니다. 용융물에 잔류하는 증기나 가스는 거품 발생 및 감소된 벌크 밀도를 포함하여 입자 품질을 저하시켜 포장에 영향을 미칠 수 있습니다.

최소 10개의 배럴 섹션(L/D ≥ 40)이 있는 압출기의 경우, 벤트는 일반적으로 다이 상류의 두 번째 섹션에 배치됩니다. 종종 헤드 압력이 너무 높아지면 용융된 폴리머가 벤트로 역류할 수 있는데, 이는 벤트를 상류의 세 번째 섹션에 배치하여 안정적인 생산을 보장함으로써 방지됩니다.

2. 폐쇄형 배럴 섹션

가장 일반적인 배럴 유형은 폐쇄형 배럴(그림 3)로, 나사 중앙을 위한 단일 "8"자 모양의 개구부를 제외하고 내부 표면에서 폴리머 멜트(melt)를 완전히 둘러싸고 있습니다.

그림 3

폴리머와 첨가제가 압출기 안에 완전히 들어가면 용융되어 완전히 혼합됩니다. 닫힌 배럴의 모든 면은 온도 제어(가열 및 냉각)되는 반면, 열린 배럴은 가열 및 냉각 채널이 적습니다.

마지막으로, 액체 매체의 경우 특수 배럴 조합이 사용됩니다. 일반적인 접근 방식은 액체 주입 배럴(그림 2 참조)을 포함하며, 표준 폐쇄 배럴 위에 액체 주입 구멍이 있고 플런저 펌프로 구동되는 액체 주입 니들 밸브가 있어 배럴로 액체를 공급합니다. 공급 속도는 필요에 따라 설정할 수 있습니다.

수치 2 액체 공급 조합 배럴

3. 압출기 배럴 조립

일반적으로 압출기 배럴은 제조업체에서 필요한 공정 구성에 맞게 조립합니다. 대부분의 혼합 시스템에서 압출기는 개방형 공급 배럴로 시작한 다음 고체 운반, 폴리머 용융, 용융된 폴리머와 첨가제를 혼합하기 위한 여러 개의 폐쇄형 배럴이 이어집니다.

결합된 배럴은 측면 공급 첨가제를 위해 4번째 또는 5번째 섹션에 배치될 수 있으며, 그 다음에 추가 혼합을 위해 여러 개의 닫힌 배럴이 뒤따릅니다. 진공 통풍구는 다이 전 마지막 닫힌 배럴 바로 앞, 압출기 끝 근처에 있습니다(그림 4는 예시 조립을 보여줍니다).

그림 4: 이중 스크류 압출기의 배럴 구성.

로렘 입섬 돌로르 시트 아멧, 컨설턴트 아디피싱 엘리트. 우트 엘릿 텔루스, 루투스 넥 울람코르퍼 마티스, 풀비나르 다피부스 레오.

배럴의 모듈식 설계는 트윈 스크류 혼합 작업의 성능과 효과에 큰 영향을 미칩니다. 대부분의 제조업체는 10개, 11개 또는 12개의 개별 부품으로 구성된 모듈식 트윈 스크류 배럴을 제공하며, 각각은 정밀한 온도 제어를 위해 독립적으로 가열 및 냉각됩니다.

4. 배럴 재료

배럴 재료는 내식성 및 내마모성과 같은 응용 프로그램 요구 사항에 따라 다릅니다.

실린더 α101: 두 개의 분할 합금 실린더가 "8"자 모양의 구멍 라이너를 형성하여 기본적인 내마모성 요구 사항을 충족합니다.

일체형 합금 라이너 α101: 일체형 합금 실린더로 내마모성이 매우 우수합니다.

질화탄화강 38CrMoAl: 경도가 높고 부식에 강함.

HaC 합금 실린더: 내식성이 뛰어나며, 종종 통째로 만들어지며 불소 플라스틱에 사용됩니다.

316L 스테인리스 스틸 실린더: 내식성, 방청성이 뛰어나며 주로 식품 산업 압출에 사용됩니다.

Cr26, Cr12MoV 일체형 슬리브: 높은 비용 효율성을 갖춘 내마모성 합금 소재입니다.

파우더 니켈 합금 일체형 슬리브: 매우 내마모성이 뛰어난 경면 처리 합금 소재로, 내마모성과 내부식성을 모두 갖추고 있으며 비용 대비 효율성이 높습니다.

수입 분말 야금 통합 슬리브: 내마모성과 내부식성이 모두 요구되는 환경에서 매우 뛰어난 내마모성 및 내부식성을 자랑합니다.

난징 그라누웰 기계 유한회사는 10년 이상 플라스틱 기계의 연구와 판매에 전념해 왔으며, 뛰어난 혁신과 제품 개발 역량을 갖춘 최고의 전문가 팀을 모았습니다. 이 회사는 특히 혁신적인 배럴 설계 측면에서 이중 스크류 압출기 및 기타 플라스틱 가공 장비의 설계, 제조 및 최적화에 중점을 둡니다. 당사는 다양한 공정 요구 사항을 충족하기 위해 개방형, 폐쇄형 배럴 및 특수 액체 주입 배럴을 포함한 다양한 재료와 배럴 구성을 제공합니다.

당사의 모듈식 배럴 설계를 통해 고객은 실제 생산 요구 사항에 따라 유연하게 구성하고 조정하여 프로세스를 최적화하고 생산 효율성을 개선할 수 있습니다. 또한 실린더 α101, 통합 합금 라이너 α101, 질화탄소강 38CrMoAl, HaC 합금 실린더, 316L 스테인리스강 실린더, Cr26/Cr12MoV 통합 슬리브, 분말 니켈 합금 통합 슬리브와 같은 다양한 배럴 소재를 제공하여 다양한 적용 환경과 내식성 및 내마모성 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

난징 그래뉴웰 기계유한공사는 실무 경험과 기술 혁신을 통해 장비 구조를 개선하고, 에너지 소비를 줄이고, 고객에게 최고의 제품을 제공하는 것을 목표로 합니다.

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