Wytłaczarki laboratoryjne to zaawansowane technicznie urządzenia stosowane do przetwarzania materiałów polimerowych na potrzeby badań naukowych, rozwoju produktów oraz kontrolowania jakości w niewielkiej skali. Wytłaczarka laboratoryjna charakteryzuje się zdolnością do precyzyjnej kontroli parametrów procesowych, takich jak temperatura w poszczególnych strefach, ciśnienie, prędkość obrotowa ślimaka oraz szybkość podawania materiału. Dzięki temu, wytłaczarka laboratoryjna umożliwia optymalizację i symulację procesów produkcyjnych, badanie reologicznych i mechanicznych właściwości polimerów, a także testowanie nowych formulacji materiałowych.
Wytłaczanie jako jedna z kluczowych metod przetwórstwa materiałów, odgrywa istotną rolę w wielu gałęziach przemysłu, w tym w produkcji tworzyw sztucznych, farmacji i żywności. Rozwój technologii wytłaczania przyczynia się do poprawy efektywności produkcji, ale także otwiera nowe możliwości w zakresie innowacji materiałowych i zrównoważonego rozwoju.
Zwiększenie precyzji kontroli procesu umożliwia wytwarzanie materiałów o bardziej złożonych strukturach i właściwościach, dostosowanych do specyficznych potrzeb przemysłu i konsumentów. Przykładem mogą być nanokompozyty, które dzięki zaawansowanej technologii wytłaczania mogą zyskać unikalne właściwości mechaniczne, termiczne czy optyczne. Badania koncentrują się na zmniejszeniu zużycia energii oraz wykorzystaniu materiałów odnawialnych i biodegradowalnych. Dzięki temu możliwe będzie ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko, co jest szczególnie istotne w kontekście globalnych wyzwań ekologicznych. Przedstawiamy urządzenia, które zostały zaprojektowane, aby móc sprostać wymaganiom naukowców.
Nowa, wysokowydajna wytłaczarka laboratoryjna oferuje dwie wersje układu uplastyczniającego o wolnej objętości OD/ID=1,60 lub OD/ID=1,80 i wysoką gęstość momentu obrotowego. W zależności od konkretnych wymagań procesu, sekcja przetwarzania może być skonfigurowana zgodnie z oczekiwaniami klienta i wyposażona w maksymalnie trzy podajniki boczne. Wytłaczarki dwuślimakowe mogą pracować jako współbieżne lub przeciwbieżne przeznaczone do wytłaczania materiałów wrażliwych termicznie (PVC, farmacja, żywność, oraz wytłaczanie reaktywne). Trzecia wersja to wytłaczarki z możliwością automatycznej zmiany trybu pracy ze współbieżnego na przeciwbieżny.
Podobnie jak inne wytłaczarki laboratoryjne, LE-2CC 2x24 mm dostępna jest w trzech wariantach materiałowych (wymienne wkładki do cylindra), co zapewnia odporność na zużycie i ochronę przed korozją wymaganą w specyficznych zastosowaniach klienta. Wytłaczarka jest zaprojektowana jako urządzenie modułowe. Modułowość umożliwia dostosowanie konfiguracji do niestandardowych rozwiązań procesowych wymaganych przez klienta. Dostępna jest szeroka gama opcji konfiguracji. Obejmują one elementy sekcji przetwarzania w konstrukcji wysokotemperaturowej o odporności termicznej do 450°C. Wytłaczarka może być wyposażona w systemy dozowania grawimetrycznego i wolumetrycznego oraz odgazowania atmosferycznego i próżniowego. Wytłaczarka jest wyposażona w nowoczesny system sterowania i kontroli procesu wytłaczania z możliwością podłączenia do sieci Ethernet. Dodatkowe opcje to zdalne bezprzewodowe sterowanie i kontrola oraz serwer OPC. Wszystkie systemy zasilania i sterowania są umieszczone wewnątrz obudowy wytłaczarki.
Wytłaczarka pomimo niewielkich gabarytów oferuje wysoką moc i moment obrotowy oraz wydajność energetyczną, równie ważna jest doskonała kontrola temperatury w sekcji przetwarzania. Łatwe czyszczenie powierzchni dzięki otwieranemu cylindrowi, który jest podzielony na trzy niezależne części oraz ulepszona ochrona elektroniki mocy dopełniają całości. Sekcje przetwarzania, w tym konfiguracje ślimaków, mogą być łatwo dostosowane do oczekiwań klienta. Wszystkie wyniki inżynierii procesowej można bez problemu skalować w górę do całego zakresu wytłaczarek przemysłowych.
Drukowanie 3D metodą topionego włókna znajduje zastosowane w wielu gałęziach przemysłu i procesach produkcyjnych. Druk trójwymiarowy (3D) zyskał popularność i jest stosowany w szkołach, uniwersytetach i laboratoriach produkcyjnych, a także w programach nauczania przedmiotów ścisłych, technologii, inżynierii i matematyce.
Dobrze zaprojektowane i wykonane linie do produkcji filamentów do drukarek 3D charakteryzują się wysokimi prędkościami liniowymi produkcji. Wytwarzają filament o wysokiej dokładności i powtarzalności wymiarowej oraz zużywają niewiele energii. Intuicyjna obsługa przy zachowaniu dużych możliwości sterowania całym procesem produkcji jest ważnym czynnikiem.
Aby wyprodukować filament do drukarek 3D, należy tworzywo w postaci granulatu, stopić i uplastycznić za pomocą wytłaczarki a następnie uformować z roztopionego tworzywa filament i nawinąć go na szpulę nawijarki mając na uwadze następujące czynniki.
Filament do drukarki 3D, musi być całkowicie jednorodny i homogeniczny pod względem składu w całym przekroju poprzecznym i długości.
Filament musi być wytłaczany w sposób precyzyjny, z zachowaniem stałej średnicy i gładkości powierzchni. Nawet niewielkie odchylenia od nominalnej średnicy (najczęściej 1,75 mm lub 2,85 mm) mogą prowadzić do problemów z ekstrudowaniem materiału, co skutkuje nierównomiernym wydrukiem.
Kolejnym czynnikiem wpływającym na jakość filamentu jest skład surowca, z którego jest wytwarzany. Najpopularniejsze materiały, takie jak PLA, ABS, PETG czy nylon, różnią się właściwościami mechanicznymi, termicznymi oraz łatwością druku. Jednak nawet w obrębie tego samego typu materiału jakość filamentu może się różnić w zależności od czystości i jakości zastosowanego surowca. Filamenty wykonane z wysokiej jakości polimerów, bez zanieczyszczeń, zapewniają bardziej stabilne wydruki, wyższą wytrzymałość i lepsze wykończenie powierzchni.
Jakość filamentu do drukarek 3D zależy od szeregu czynników, w tym jakości surowca, precyzji procesu produkcji, stabilności termicznej, wilgotności, a także jednolitości koloru i dodatków. Niezwykle szybko rozwijająca się branża druku 3D rzuca wyzwanie producentom filamentów, producentom linii do filamentów oraz producentom tworzyw sztucznych. Aby zaprojektować i wyprodukować linie do filamentu zachowujące wysokie parametry i stabilność konieczne jest wieloletnie doświadczenie w projektowaniu linii do przetwórstwa polimerów oraz ich kompozytów. Niezbędna również jest wiedza o samych polimerach oraz doświadczenie z zakresu metod ich przetwarzania.
To wszystko jest niezwykle ważne, ponieważ produkując filament przetwarzamy różne polimery, mieszanki polimerów oraz ich kompozyty. Mamy do czynienia z różnymi barwnikami ze względu na to, że filamenty do drukarek 3D występują w szerokiej palecie kolorów (barw). Wszystkie te zmienne czynniki wpływają na zmiany właściwości reologicznych wytłaczanego stopu. Dlatego wymagają dla każdego materiału dobrania odpowiedniego profilu temperatur przetwarzania oraz pozostałych ustawień linii produkcyjnej. Liczba możliwych kombinacji ustawień jest naprawdę duża a poziom zmienności wysoki. Należy również pamiętać o tym, że filamenty do drukarek 3D muszą być dokładnie okrągłe oraz zachowywać wąską tolerancję wymiarów. Klienci oczekują, aby średnica najbardziej popularnych filamentów wynosiła 1,75mm a odchyłka średnicy zawierała się w przedziale +/- 0,05mm. Profesjonalni użytkownicy drukarek 3D oczekują filamentów, których odchyłka średnicy zawiera się w przedziale +/- 0,02mm.
Pompa stopionego tworzywa ma znaczący wpływ na poprawę jakości filamentów dla drukarek 3D. Pompa jest umieszczona pomiędzy wytłaczarką a głowicą formującą filament. Pompa zapewnia równomierny i stabilny przepływ stopionego polimeru, co przekłada się na wyższą jakość końcowego produktu, minimalizując wahania grubości i inne defekty. Zapewnienie stabilności ciśnienia i przepływu jest krytycznym czynnikiem dla jakości filamentu ze względu na utrzymanie tolerancji wymiarów. Dodatkową korzyścią z zastosowania pompy w linii do produkcji filamentu jest odciążenie wytłaczarki od konieczności wytwarzania ciśnienia stopu polimeru. Odciążona wytłaczarka polimeru zyskuje dodatkowe możliwości konfiguracji procesu przetwarzania, które może wykorzystać operator linii do kontroli procesu. Pompa zmniejsza też obciążenie mechaniczne ślimaka i cylindra wytłaczarki, co może przedłużyć ich żywotność i zmniejszyć koszty utrzymania
Wymagania klientów powodują, że linie do produkcji filamentów muszą spełniać rygorystyczne wymagania pod względem powtarzalności i stabilności parametrów mechanicznych, elektrycznych i termicznych w długim okresie czasu. Linie do produkcji filamentów zostały zaprojektowane od podstaw do realizacji zadania, którym jest produkcja filamentów o wysokich parametrach. Dlatego wszystkie urządzenia, które składają się na linię posiadają dokładnie takie parametry jakie są konieczne do realizacji zadania. Również systemy sterowania urządzeniami składającymi się na linię zostały połączone w cyfrową sieć dzięki czemu możemy sterować wszystkimi urządzeniami z poziomu jednego panelu dotykowego. Aby ułatwić pracę operatora linia jest wyposażana w trzy ekrany dotykowe dzięki czemu operator ma łatwy dostęp do monitora HMI. Oprogramowanie linii zostało zaprojektowane do produkcji filamentu i dlatego ułatwia rozruch linii oraz przezbrojenie do produkcji innego filamentu. System umożliwia zdalny dostęp serwisu do parametrów wszystkich komponentów automatyki linii oraz pozwala sterować urządzeniami linii bezprzewodowo np. z poziomu tabletu.
Tworzywa sztuczne oraz ich kompozyty są wszechobecne w przemyśle. Aby spełniać różnorodne wymagania klientów, materiały te muszą być odpowiednio modyfikowane i przetwarzane. Compoundowanie w połączeniu z granulacją, pozwalają na dostosowanie właściwości tworzyw sztucznych do specyficznych zastosowań, poprawiając ich wytrzymałość, elastyczność, niepalność, odporność na warunki atmosferyczne i inne parametry.
Compoundowanie (z ang. compounding) to proces, w którym składniki, takie jak polimery, wypełniacze, barwniki, stabilizatory, plastyfikatory i inne dodatki, są mieszane w celu stworzenia jednolitego stopu o pożądanych właściwościach fizycznych i chemicznych. Proces ten odbywa się w wytłaczarkach dwuślimakowych, które zapewniają efektywne mieszanie składników oraz kontrolę nad parametrami procesu, takimi jak temperatura, ciśnienie i czas przebywania w wytłaczarce.
Wytłaczarki do compoundingu muszą być wszechstronne i zdolne do przetwarzania szerokiej gamy materiałów, od standardowych polimerów, takich jak PP, PE, PVC, po bardziej zaawansowane materiały kompozytowe i biopolimery. Maszyny te muszą również umożliwiać szybkie przejścia między różnymi formulacjami bez konieczności długotrwałych przestojów. Dlatego ważna jest modułowość konstrukcji oraz łatwość w czyszczeniu i konserwacji.
Granulacja to proces przekształcania stopu polimerów lub innego materiału w granulki o jednolitej wielkości. Proces ten jest niezbędny dla dalszych etapów przetwarzania tworzyw sztucznych, takich jak wtryskiwanie czy wytłaczanie, ponieważ zapewnia jednolitość pod względem wymiarów, składu oraz zapewnia łatwość dozowania.
Wielkogabarytowy druk 3D może wprowadzić do Twojej firmy korzyści. Ważne kwestie obejmują możliwość poprawy szybkości wytwarzania, kosztów i jakości. Wśród wielu zastosowań wielkogabarytowe drukowanie 3D znajduje zastosowanie w niektórych znanych aplikacjach, w tym drukowanie prototypów w skali 1: 1. Można drukować formy, wzory, meble, łodzie i części końcowe. Wszystkie z nich są dobrze przygotowane do rosnącego wykorzystania wielkoformatowego druku 3D.
Prototypowanie było pierwszym i pozostaje największym obszarem zastosowań druku 3D. W branżach takich jak motoryzacja, lotnictwo, budowa łodzi oraz wszędzie, gdzie potrzebne są duże części z termotopliwych tworzyw sztucznych. Możliwość wykonania części stosunkowo szybko we własnym zakresie przyspiesza proces projektowania i skraca czas wprowadzenia na rynek. Praktyczne korzystanie z prototypów w skali 1:1 pozwala zapewnić wszystkie rzeczywiste parametry wymagane przez projekt. W takich zastosowaniach drukowanie 3D jest oczywistym rozwiązaniem, ponieważ jest szybsze i tańsze niż standardowe alternatywy wytwarzania ubytkowego. Największą zaletą przemysłowego druku 3D jest swoboda projektowania części bez zależności od narzędzi.
Drukowanie dużych części oznacza przesuwanie granic technologii druku 3D z wytłaczanego tworzywa sztucznego. Wraz ze wzrostem wielkości części rosną wyzwania, które należy pokonać, aby osiągnąć dobre rezultaty druku 3D korzystając z technologii FDM. Technologia FDM to proces tworzenia fizycznych obiektów poprzez budowanie kolejnych warstw materiału. Druk w technologii FDM jest czysty, prosty w obsłudze i przyjazny dla użytkownika. Dzięki materiałom klasy produkcyjnej, które są stabilne mechanicznie i ekologiczne możliwe jest uzyskanie zadziwiających efektów. Obejmują one wiele takich samych wypróbowanych i przetestowanych tworzyw termoplastycznych stosowanych w tradycyjnych procesach produkcyjnych. Drukowanie 3D za pomocą lekkich wytłaczarek zasilanych granulatem zapewnia szereg korzyści. Umożliwia osiągniecie bardzo wysokich wydajności od 1kg/h do 120 kg/h w zależności od zastosowanej głowicy do druku 3D, zmniejsza koszty materiałów i oferuje dostęp do nowych rodzajów polimerów.
Połączenie głowic do druku 3D zasilanych granulatem tworzywa termoplastycznego z wieloosiowymi robotami przemysłowymi takich firm jak ABB, Kuka, Fanuc jest wykorzystywane do drukowania na dużą skalę, np. mebli, łodzi, itp. Druk 3D sprawia, że wytwarzanie tych obiektów jest bardziej ekonomiczne ze względu na niższe koszty materiałów i krótkie czasy drukowania. Elastyczność i wszechstronność robotów przemysłowych sprawiają, że są one idealnym komponentem do realizacji zautomatyzowanych metod wytwarzania przyrostowego. Dzięki połączeniu narzędzi do automatyzacji, wytłaczarek i oprogramowania specyficznego dla aplikacji, w coraz większym stopniu można zaspokoić potrzeby przemysłowej produkcji addytywnej. Zapotrzebowanie na nietypowe elementy wytwarzane ad hoc oraz szybsze i tańsze podejście do produkcji trwa.
To ekscytujący czas dla nowoczesnej produkcji metodą druku 3D, ponieważ bardzo małe lub bardzo duże komponenty i części mogą być produkowane w zgodzie z gospodarką „na żądanie”, z korzyściami takimi jak obniżony koszt prototypowania. Tym samym obniżony zostaje koszt wejścia produktu na rynek w porównaniu z tradycyjnymi metodami ubytkowymi. Integralność produktu, konsolidacja większych zespołów i wiele kombinacji materiałów mogą być osiągnięte, poszerzając zakres możliwości produkcji.
Walcarki są zaprojektowane z myślą o najwyższym bezpieczeństwie pracy. Cechą charakterystyczną walcarek jest szeroki zakres parametrów użytkowych, umożliwiający realizowanie badań nad procesami przetwórczymi bez ograniczeń dla gumy oraz polimerów. Najważniejszą właściwością walcarek jest zdolność symulacji procesów przemysłowego walcowania w warunkach laboratorium. Bardzo ważne jest bezpieczeństwo obsługi, ergonomia i krótki czas przygotowania urządzenia do kolejnego badania. Walcarka wyposażona jest w mechanizmy podwajające na regulację prędkości obrotowej walców oraz frykcji w pełnym zakresie 0 – 100% z wysoką precyzją. Unikalny elektryczny mechanizm regulacji szczeliny pomiędzy walcami automatycznie kontroluje wzajemną odległość i równoległość walców w trakcie pracy. Walcarka umożliwia szybkie zmiany nastawienia szczeliny między walcami oraz jej ciągłą kontrolę. Zmiany szerokości szczeliny może być wykonywana w czasie procesu walcowania, ma to decydujący wpływ na jakość procesu walcowania i oszczędność materiału. Mechanizmy napędowy oraz regulujący odległość pomiędzy walcami są przystosowane do przenoszenia dużych momentów obrotowych oraz sił w trakcie walcowania. Wszystkie ustawienia mogą być zapisane w pamięci urządzenia, na nośniku lub serwerze. Pomiar temperatury walców dokonywany jest poprzez 6 precyzyjnych przetworników temperatury, rozmieszczonych w taki sposób, aby możliwa była kontrola wzdłuż oraz po obwodzie walca. Walcarki umożliwiają prowadzenie badań mieszanek gumy oraz polimerów. Walcarki występują w trzech rozmiarach walców odpowiednio: LM-150/320 LM-200/400 LM-250/500. Elementem roboczym walcarek są dwa grzane i ochłodzone walce, pokryte warstwą chromu technicznego, nadającemu im wymaganą twardość i gładkość powierzchni. Odległość między walcami regulowana jest bezstopniowo w zakresie od 0,2 mm do 10 mm z dokładnością do 0,1 mm. Regulacji szczeliny możliwa jest również podczas pracy walcarki pod pełnym obciążeniem. Szerokość szczeliny pomiędzy walcami jest cały czas mierzona w trakcie walcowania. Cyfrowy system sterowania kontroluje dynamicznie równoległość walców względem siebie i koryguje ewentualne odchylenia od wartości zadanej. Szerokość szczeliny pomiędzy walcami w trakcie pracy walcarki jest cały czas korygowana w funkcji zmian temperatury walców.
Możliwe jako opcja jest zastosowanie niezależnych olejowych lub wodnych systemów grzewczo chłodzących dla każdego walca. Takie rozwiązanie pozwala na niezależną kontrole temperatury każdego walca. W przypadku konieczności walcowania mieszanek wymagających wysokich temperatur, praca operatora staje się mało komfortowa, ponieważ wymaga stosowania dla ochrony rąk grubych i niewygodnych rękawic. Aby uniknąć tej niedogodności walcarka może być wyposażona w automat mieszający. Automat ten pracuje w oparciu o wirującą rolkę, która jest przesuwana wzdłuż cylindra w taki sposób, że zawija krawędź walcowanej mieszanki i tym samym dokonuje mieszania. Cykl pracy mieszacza jest dowolnie programowany z poziomu dotykowego ekranu operatora. Nieużywany mieszacz parkuje poza obszarem pracy walcarki.
Wymagania odnośnie do bezpieczeństwa użytkowania walcarek powodują, że systemy przesuwu cylindra muszą uzyskiwać parametry zgodne z normami. Norma bezpieczeństwa wymaga, aby czas awaryjnego otwarcia walców na odległość minimum 50 mm był krótszy niż 5 sekund. Ponadto walce musza się zatrzymać wykonując obrót maksymalnie o 90o. Dodatkowym zabezpieczeniem jest system kontroli siły zwarcia walców, który chroni maszynę przez przeciążeniem. System bezpieczeństwa w razie konieczności można uruchomić rękoma, głową lub kolanem. System jest zgodny z obowiązującymi wymaganiami, a nawet je przewyższa.
Wtryskarki umożliwiają przygotowanie do testowania właściwości mechanicznych próbek o objętości od 5ml do 20ml. Urządzenia są odpowiedzią na potrzebę wytwarzania różnych próbek o zmieniającej się geometrii, w połączeniu z ograniczoną ilością materiału. Rygorystyczne zarządzanie wszystkimi parametrami podczas tworzenia próbki, zapewnia optymalną powtarzalność oraz precyzję prowadzonych badań. Wtryskarka może być wyposażona w formy do wiosełek, beleczek, krążków i innych kształtek stanowiących próbki do badań tworzyw sztucznych. Przygotowane formy spełniają normy, a także mogą być przystosowane do konkretnych potrzeb Klienta. Próbki mogą posłużyć min. do badań wytrzymałościowych tworzyw termoplastycznych, badań udarności według Charpy’ego, oznaczania twardości metodą Shore’a. Można także wyznaczać właściwości mechaniczne oraz moduł sprężystości np. przy rozciąganiu lub zginaniu. Co więcej, uzyskane formy świetnie sprawdzą się do badań dotyczących degradacji termicznej materiałów polimerowych oraz w wyznaczaniu skurczu przetwórczego i wtórnego.
Ważną cechą wtryskarki elektrycznej lub pneumatycznej jest niewielka ilość materiału koniecznego do wtrysku kształtki przeznaczonej do badań tworzywa polimerowego. Formy, do których wtryskiwany jest roztopiony polimer są dzielone na trzy części, stanowi to znaczne ułatwienie przy wyjmowaniu próbek. Kształt próbek może być zgodny z normami lub dowolny, a jedynym ograniczeniem jest gabarytowy wymiar formy i objętość układu wtryskowego. Formy w całości wykonujemy ze stali stopowej. Proces wtrysku jest całkowicie zautomatyzowany. Dzięki mikroprocesorowemu sterownikowi PLC i specjalnemu oprogramowaniu dedykowanemu wtryskarce. Można sterować siłą [ciśnieniem] wtrysku oraz czasem wtrysku i docisku oraz temperaturami cylindra i formy. Wyniki badań i receptury zapisywane są w pamięci USB, aby następnie przenosić je np. do arkusza kalkulacyjnego. Sterowanie urządzeniem odbywa się poprzez nowoczesny panel dotykowy. Wtryskarka może pracować autonomicznie lub współpracować z wytłaczarką, stożkową lub równoległą, w której następuje uplastycznienie materiału do wtrysku.
Prowadzenie produkcji, badań oraz stosowanie się do wytycznych jakościowych skutkuje koniecznością integracji z procesem mechanizmów pomiaru oraz rejestracji parametrów i cech produktu. Za pomocą przychodzi pomiar tolerancji wymiarów, właściwości powierzchni. Następuje proces odchodzenia od wyrywkowych pomiarów w kierunku ciągłej rejestracji parametrów podczas różnych etapów produkcji i badań. Laserowe mikromierze pomiarowe pozwalają na wykonywanie i rejestrację pomiarów bez negatywnego wpływu na czas oraz właściwości powierzchni.
Bezkontaktowa metoda pomiarowa ma zalety, takie jak: wysoka częstotliwość pomiaru, brak zużycia czujników pomiarowych, brak uszkodzeń powierzchni mierzonego obiektu. Mikromierze laserowe, ze względu na dużą elastyczność w odniesieniu do zakresu pomiarowego, częstotliwości pomiarowej, użyteczności na wrażliwych materiałach otworzyły wiele obszarów zastosowań. Kluczowym czynnikiem jest połączenie różnych przyrządów pomiarowych w jeden zintegrowany system w obrębie linii produkcyjnej i całego przedsiębiorstwa. System powinien zapewniać możliwość prezentacji wizualnej dla operatorów linii produkcyjnej oraz w centrum gromadzenia danych. Bardzo ważne jest gromadzenie danych pomiarowych w bazach danych oraz ich analiza w czasie zbliżonym do rzeczywistego.
SiTech3D Sp. z o.o. - Informacje o firmie.