Wytłaczarki, walcarki oraz urządzenia laboratoryjne dla przetwórstwa tworzyw termoplastycznych.

Laboratoryjne wytłaczarki, walcarki oraz stanowiska badawcze odgrywają kluczową rolę w rozwoju technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych. Rosnący udział recyklatów, mieszanek polimerowych oraz materiałów kompozytowych sprawia, że proces wytłaczania staje się coraz bardziej złożony. W artykule omawiamy, jakie cechy powinny posiadać nowoczesne urządzenia laboratoryjne, aby wiarygodnie odwzorowywać procesy przemysłowe i skutecznie wspierać prace R&D nad nowymi materiałami.

Innowacyjność w budowie wytłaczarek i ich wyposażenia ma kluczowe znaczenie dla technologii wytłaczania tworzyw sztucznych

Ewolucja materiałów polimerowych oraz ich kompozytów stanowi obecnie jedno z głównych wyzwań w badaniach nad procesem wytłaczania tworzyw sztucznych. Coraz mniej linii wytłaczarskich przetwarza wyłącznie materiały pierwotne – wynika to zarówno z rosnących kosztów surowców, jak i z wymagań środowiskowych dotyczących wykorzystania recyklatów i materiałów wtórnych.

Wytłaczarki laboratoryjne do tworzyw sztucznych umożliwiają prowadzenie badań nad przetwarzaniem polimerów, kompozytów oraz materiałów pochodzących z recyklingu w kontrolowanych warunkach technologicznych.

W praktyce oznacza to konieczność stosowania bardziej zaawansowanych technologicznie urządzeń badawczych, które umożliwiają analizę zachowania różnorodnych materiałów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.

Wytłaczarki laboratoryjne do przetwarzania mieszanek polimerowych

Producenci wytłaczarek laboratoryjnych oraz urządzeń towarzyszących muszą dostosowywać swoje rozwiązania do coraz bardziej zróżnicowanych materiałów polimerowych. Użytkownicy oczekują urządzeń, które zapewniają jednocześnie wysoką funkcjonalność, łatwość obsługi oraz elastyczność konfiguracji.

Dodatkowym wyzwaniem pozostają przepisy dotyczące bezpieczeństwa oraz ochrony środowiska. W związku z tym klienci poszukują wytłaczarek laboratoryjnych, które umożliwiają wiarygodne odwzorowanie procesów przemysłowych i pozwalają prowadzić badania nad nowymi materiałami oraz technologiami przetwórstwa.

Laboratoria wykorzystują wytłaczarki między innymi do:

• opracowywania nowych mieszanek polimerowych,
• testowania właściwości przetwórczych materiałów,
• optymalizacji parametrów procesów technologicznych,
• kontroli jakości procesów produkcyjnych.

Nasze laboratoryjne wytłaczarki do tworzyw sztucznych zapewniają naukowcom możliwość odwzorowania i projektowania przemysłowych procesów wytłaczania w warunkach laboratorium badawczego.

Ze względu na złożoność procesu wytłaczania, ekstruder badawczy powinien posiadać możliwości porównywalne z wytłaczarkami przemysłowymi, a często nawet je przewyższać pod względem dostępnego oprzyrządowania oraz precyzji pomiarów.

Nasze wytłaczarki laboratoryjne charakteryzują się:

• wysokimi parametrami technicznymi,
• dużą funkcjonalnością i elastycznością konfiguracji,
• powtarzalnością pomiarów parametrów przetwarzania,
• możliwością przetwarzania praktycznie wszystkich tworzyw sztucznych oraz wielu innych materiałów termoplastycznych.

W laboratoriach badawczych niezwykle istotny jest krótki czas przygotowania urządzenia do kolejnych badań. W praktyce oznacza to, że wytłaczarka laboratoryjna powinna szybko osiągać zadane parametry pracy i stabilizować je w sposób powtarzalny.

Zmiany parametrów technologicznych muszą być wiarygodne i szybkie, a wszystkie dane pomiarowe powinny charakteryzować się wysoką dokładnością i powtarzalnością.

Takie podejście umożliwia skrócenie czasu badań oraz szybsze wprowadzanie nowych produktów na rynek.

Szczególnie dużą elastyczność oferują laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe, które mogą być konfigurowane zarówno do badań w małej skali, jak i do produkcji pilotażowej lub małoseryjnej.

Urządzenia te znajdują zastosowanie w badaniach nad polimerami, w przemyśle farmaceutycznym, biologii oraz nanotechnologii.

W sektorze farmaceutycznym wytłaczarki dwuślimakowe są wykorzystywane między innymi do tworzenia nowych mieszanek leków dyspergowanych w matrycy polimerowej.

Ergonomia i prostota obsługi wytłaczarek laboratoryjnych

Istotnym wyzwaniem dla producentów pozostaje zachowanie prostoty obsługi przy jednoczesnym zwiększaniu funkcjonalności urządzeń.

Jeżeli urządzenie jest intuicyjne, ergonomiczne oraz zaprojektowane z myślą o wygodnej obsłudze, znacząco zwiększa się prawdopodobieństwo jego intensywnego wykorzystania w codziennej pracy laboratorium.

Nasze wytłaczarki są projektowane w taki sposób, aby umożliwiać oszczędność miejsca, czasu i kosztów eksploatacyjnych. Konstrukcja urządzeń umożliwia szybkie zmiany badanych materiałów oraz maksymalizację produktywności stanowiska badawczego.

Rys.1 Laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe 2x24 mm (współbieżne/przeciwbieżne).

Rys.2 Laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe 2x12 mm (współbieżne/przeciwbieżne).

Rys.3 Laboratoryjne wytłaczarki jednoślimakowe 12–32 mm.

Walcarki laboratoryjne do przetwarzania mieszanek polimerowych

Laboratoryjne walcarki do tworzyw sztucznych, gumy oraz innych materiałów powinny oferować szeroki zakres parametrów użytkowych, podobnie jak w przypadku laboratoryjnych wytłaczarek.

Najważniejszą cechą takich urządzeń jest możliwość symulowania procesów przemysłowego walcowania w warunkach laboratoryjnych.

Istotne znaczenie mają także bezpieczeństwo obsługi, ergonomia pracy oraz krótki czas przygotowania urządzenia do kolejnego badania.

Parametry użytkowe walcarki określają możliwości prowadzenia badań tworzyw oraz gumy

Walcarka dwuwalcowa wyposażona jest w mechanizmy umożliwiające niezależną regulację prędkości obrotowej każdego z walców. Napędy walców powinny dysponować dużą mocą, aby umożliwić badanie różnorodnych tworzyw, gumy oraz innych materiałów. Niezależne napędy walców umożliwiają regulację frykcji w pełnym zakresie z dużą dokładnością.

Unikalny elektryczny mechanizm regulacji szczeliny pomiędzy walcami automatycznie kontroluje wzajemną równoległość walców walcarki w trakcie pracy. Możliwość szybkiego nastawienia szczeliny między walcami, jej ciągła kontrola oraz możliwość zmiany w czasie procesu walcowania decydują o sprawności procesu i oszczędności materiału.

Mechanizmy napędowe oraz regulujące odległość pomiędzy walcami są przystosowane do przenoszenia dużych momentów obrotowych oraz sił w trakcie walcowania tworzyw lub gumy. Walcarka może być wyposażona w automatyczne programowane dozowniki płynów oraz granulek. Wszystkie ustawienia mogą być zapisane w pamięci urządzenia.

Wszystkie mierzone parametry można zapisywać na nośniku pamięci w dowolnych odstępach czasu, nawet co 1 s. Pomiar temperatury walców walcarki dokonywany jest poprzez 6 precyzyjnych przetworników temperatury, rozmieszczonych w taki sposób, aby możliwa była kontrola wzdłuż oraz po obwodzie walca.

Walcarka pozwala na precyzyjną niezależną regulację prędkości walców oraz odległości pomiędzy walcami (szczelina robocza). Odległość pomiędzy walcami jest kompensowana w zależności od temperatury walców walcarki. Oznacza to, że nie ulega ona zmianie (zmniejszeniu) na skutek zwiększania średnicy walców wraz ze wzrostem temperatury. Cyfrowy sterownik walcarki dba o to, aby szczelina nie ulegała zmianie niezależnie od temperatury walcowanego tworzywa lub gumy.

Mechanizm kompensacji wielkości szczeliny ma kluczowe znaczenie w przypadku walcowania cienkich folii o grubości poniżej 0,5 mm. Walcarka dokonuje precyzyjnych pomiarów temperatury niezależnie dla trzech stref każdego walca. Mierzone precyzyjnie są także siły działające pomiędzy walcami oraz parametry każdego silnika napędowego.

Rys.4 Laboratoryjne walcarki do tworzyw sztucznych i gumy LM 150/320, LM 200/400, LM 250/500.

Stanowisko do wytwarzania metodą wtrysku kształtek do badań testowych właściwości mechanicznych tworzyw termoplastycznych

Stanowisko do wytwarzania metodą wtrysku kształtek do badań testowych właściwości mechanicznych tworzyw termoplastycznych optymalizuje proces rozwoju, umożliwiając testowanie właściwości próbek od 5 ml do 20 ml. Potrzeba wytwarzania różnych próbek o zmieniającej się geometrii w połączeniu z ograniczoną ilością materiału może często powodować ogromne trudności w rozwoju produktu.

Rygorystyczne zarządzanie wszystkimi parametrami podczas tworzenia próbki umożliwia optymalną powtarzalność oraz precyzję prowadzonych badań. Niezamierzony potencjalny wpływ użytkownika na jakość próbki został ograniczony poprzez kontrolę, a także przechowywanie wszystkich parametrów pracy urządzeń.

Wtryskarka może być wyposażona w formy do wiosełek, beleczek, krążków i innych próbek do badań tworzyw sztucznych. Przygotowane formy spełniają obecne normy, a także mogą być przystosowane do konkretnych potrzeb klienta. Gotowe próbki mogą posłużyć m.in. do badań wytrzymałościowych tworzyw termoplastycznych, badań udarności według Charpy’ego, oznaczania twardości metodą Shore’a, a także do wyznaczania właściwości mechanicznych oraz modułu 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 tworzyw sztucznych.

Próbki do badań można wytwarzać z proszków, granulatu lub za pomocą bezpośredniego transferu z wytłaczarki dwuślimakowej stożkowej lub równoległej. Geometria wtryskiwanych próbek jest oferowana zarówno w wariantach standardowych, jak i w postaci niestandardowych form zamawianych indywidualnie.

System do badań został zaprojektowany w oparciu o mikro wtryskarki oraz mikro wytłaczarkę stożkową, jako system wtrysku tłokowego próbek do badań. System pozwala radykalnie zmniejszyć – w porównaniu z konwencjonalnymi urządzeniami do formowania wtryskowego – ilość zużywanego materiału dzięki niewielkiej objętości cylindra wtryskarki oraz objętości układu uplastyczniającego wytłaczarki.

Powyżej zostały krótko opisane trzy podstawowe urządzenia do prowadzenia badań nad wytłaczaniem oraz właściwościami tworzyw sztucznych oraz innych materiałów plastycznych i termoplastycznych.

Nasza oferta zawiera wiele modeli wytłaczarek jedno- i dwuślimakowych, walcarek, mikro wtryskarek, granulatorów oraz innych urządzeń i linii do badań. Urządzenia z naszej oferty umożliwiają budowę również nietypowych i spersonalizowanych stanowisk i linii służących do badań nad nowymi polimerami, kompozytami oraz innymi materiałami.

Rys.5 Stanowisko do wtrysku kształtek do badań z wytłaczarką stożkową lub równoległą 2x12 mm.