PL | EN

Miniaturowe wytłaczarki laboratoryjne

Wytłaczarki laboratoryjne jednoślimakowe

Wytłaczarki laboratoryjne dwuślimakowe

Wytłaczarki laboratoryjne jednoślimakowe farmaceutyczne

Wytłaczarki laboratoryjne dwuślimakowe farmaceutyczne

Wytłaczarki laboratoryjne

Wytłaczarki laboratoryjne pilotażowe

Wtryskarki laboratoryjne oraz stanowiska do wytłaczania i wtrysku

Walcarki dwuwalcowe laboratoryjne do polimerów i gumy

Laboratoryjne linie z wytłaczarkami jedno i dwuślimakowymi

Linie do produkcji i badań filamentów dla drukarek 3D

Laboratoryjne linie do compoundingu i granulacji z wytłaczarkami mieszającymi

Drukarki 3D zasilane granulatem

Nawijarki do żyłek, taśm lub rurek przeznaczone dla linii wytłaczarkowych

Odciągi gąsienicowe oraz systemy cięcia wytłaczanych profili i rur

Pompy stopionego tworzywa lub gumy przeznaczone dla linii do wytłaczania

Laserowe mikromierze do pomiarów wymiarów geometrycznych

Promienniki podczerwieni

Wytłaczarki laboratoryjne dwuślimakowe

Miniaturowe wytłaczarki dwuślimakowe 2x12mm oraz stożkowe.
Miniaturowe wytłaczarki dwuślimakowe 2x16mm.

Miniaturowe laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe LE-2CC 2x12 mm LE-2CC 2x16 mm, o wysokich parametrach technicznych oraz użytkowych.

W ostatnich latach byliśmy świadkami znacznego zróżnicowania i postępu w dziedzinie nauki o polimerach. Wszystkie dotychczasowe ekscytujące osiągnięcia tylko częściowo zaspokoiły potrzebę innowacji w dziedzinie tworzyw sztucznych stosowanych powszechnie i konstrukcyjnie, które są naturalnie rozwijane w bardziej stosowanych dyscyplinach naukowych i oczywiście w badaniach przemysłowych. Ulepszone materiały polimerowe mają kluczowe znaczenie dla technologii, takich jak mobilność elektryczna czy produkcja przyrostowa, gdzie niedrogie, wysokowydajne materiały konstrukcyjne, prawdopodobnie w postaci lekkich kompozytów, nigdy nie cieszyły się większym zainteresowaniem. Ewolucja materiałów podstawowych, kompozytów, mieszanin polimerów staje się wyzwaniem w zakresie badań procesu wytłaczania tworzyw sztucznych.

Miniaturowe wytłaczarki dwuślimakowe oferują wiele korzyści w kontekście tych badań naukowych. Dzięki wykorzystaniu dwóch ślimaków, zapewniają one lepsze mieszanie się materiałów, co jest istotne zwłaszcza w przypadku złożonych procesów chemicznych czy produkcji materiałów kompozytowych. Ponadto, ich kompaktowy rozmiar pozwala na oszczędność miejsca w laboratorium, a precyzyjna kontrola parametrów procesu umożliwia dokładne eksperymentowanie i analizę danych.Miniaturowe wytłaczarki dwuślimakowe są powszechnie wykorzystywane w badaniach nad nowymi materiałami, takimi jak polimery, ceramika czy materiały kompozytowe. Dzięki precyzyjnej kontroli procesu wytłaczania, badacze mogą eksperymentować z różnymi składnikami i proporcjami, aby uzyskać materiały o pożądanych właściwościach mechanicznych, termicznych czy elektrycznych.

Wytłaczarki Laboratoryjne LE-2CC 2x12 mm LE-2CC 2x16 mm (concurrent rotation and counter-rotating) mimo miniaturowych rozmiarów zapewniają naukowcom zdolność do odwzorowania, projektowania i skalowania procesów wytłaczania w warunkach laboratorium badawczego.

Niezależnie od tego, czy zajmujesz się badaniami, rozwojem, produkcją czy kontrolą jakości, polegaj na nas, że zrozumiemy Twoje specyficzne potrzeby i zaprojektujemy sprzęt procesowy, który spełni Twoje wymagania. Małe wytłaczarki dwuślimakowe 2x12 mm oraz 2x16 mm oferują wyjątkową elastyczność i w związku z tym są doskonałym wyborem do pracy badawczej z niewielkimi ilościami zwłaszcza drogich polimerów, składników farmaceutycznych oraz innymi materiałami, które można wytłaczać. Małe wytłaczarki dwuślimakowe SiTech3D oferują praktycznie takie same elastyczne konfiguracje mieszania jak większe wytłaczarki dzięki czemu umożliwiają przejście od małych partii w produkcji laboratoryjnej do produkcji na skalę pilotażową lub produkcji małoseryjnej. Te małe wytłaczarki mają zastosowanie do prowadzenia badań oraz co ważne mogą służyć do wytwarzania produktów o niewielkich gabarytach, na małą albo bardzo małą skalę. Doskonale sprawdzają się w zastosowaniach wymagających użycia małych ilości drogich materiałów. Optymalizuj badania pod kątem skalowania w górę przy mniejszym ryzyku niepowodzenia. Symuluj produkcję i optymalizuj swój proces za pomocą wytłaczarek laboratoryjnych SiTech3D Podawaj różne dodatki (stałe, ciekłe lub gazowe) wzdłuż różnych otworów cylindra wytłaczarki, jednocześnie mierząc właściwości materiału stopionego za pomocą czujników. Nasze miniaturowe wytłaczarki dwuślimakowe można szybko i łatwo skonfigurować do szerokiej gamy zastosowań i warunków testowych. Symuluj pracę kompletnej linii mieszania, w tym sprzęt dozujący i sprzęt końcowy, do opracowywania procesów przemysłowych w skali laboratoryjnej. Nasze małe wytłaczarki dwuślimakowe o średnicy ślimaków 12 mm i 16 mm są specjalnie zaprojektowane dla naukowców zajmujących się badaniami i rozwojem formulacji, którzy muszą skalować procesy przy minimalnych zmianach parametrów i zużyciu materiałów.

Ze względu na wysoką złożoność procesu wytłaczania, miniaturowe wytłaczarki laboratoryjne pomimo ograniczeń wynikających z miniaturyzacji powinny posiadać wszystkie możliwości większych wytłaczarek laboratoryjnych oraz przemysłowych a nawet je przewyższać pod względem wyposażenia i funkcjonalności ze względu na stosowanie niewielkich ilości surowców do badań. Zmniejszenie skali maszyny w połączeniu z wszechstronnymi możliwościami dostosowania do prawie każdego zadania przetwarzania i łatwą obsługą systemu stanowią wyróżnik wytłaczarek laboratoryjnych SiTech3D jako doskonałego instrumentu przeznaczonego do badań.

SiTech3D jest producentem wytłaczarek laboratoryjnych dwuślimakowych przeznaczonych do badań małych ilości materiałów o średnicach ślimaków: 2x12 mm oraz 2x16 mm.

  • Wytłaczarki LE-2CC 2x12 mm LE-2CC 2x16 mm mogą pracować jako współbieżne oraz po zmianie trybu pracy jako przeciwbieżne o zakresie L/D do 40 oraz na zamówienie do L/D do 48.
  • Wytłaczanie dwuślimakowe współbieżne jest stosowane głównie w procesach mieszania tworzyw, napełniana, odgazowywania czy wytłaczania reaktywnego. W wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej tworzywo przepływa z jednego ślimaka na drugi i przemieszcza się wzdłuż linii mającej kształt ósemki dzięki czemu droga tworzywa w cylindrze jest wydłużona i co zatem idzie czas przebywania również jest wydłużony. Ponadto w szczelinie między ślimakami wytłaczarki występuje ruch przeciwbieżny w wyniku, którego są w tym obszarze generowane duże naprężenia ścinające. Dlatego też, ten sposób wytłaczania znajduje zastosowanie w wielu procesach przetwórstwa tworzyw termoplastycznych.
  • Wytłaczanie dwuślimakowe przeciwbieżne, zapewnia dobre karmienie wytłaczarki tworzywem zwłaszcza w przypadku materiałów w postaci proszku czy tworzyw wykazujących właściwości poślizgu. W porównaniu z wytłaczarką współbieżną krótszy i mniej zróżnicowany jest czas pobytu cząstek polimeru w cylindrze wytłaczarki. Przepływ tworzywa w wytłaczarce dwuślimakowej przeciwbieżnej jest całkowicie inny niż przepływ w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej. Kluczowym czynnikiem tego przepływu jest podobny do działania pompy tzw. mechanizm wyporu, który nie występuje w innych rodzajach wytłaczarek. Stopień występowania mechanizmu wyporu zależy od stopnia zazębienia ślimaków wytłaczarki. Występuje w przypadku wytłaczarek przeciwbieżnych ściśle zazębiających się. Nie występuje tutaj przepływ wleczony.
  • Kluczowym czynnikiem decydującym, o jakości i wiarygodności badań nad procesem wytłaczania jest kontrola i wiarygodny pomiar temperatury stopu w każdej ze stref wytłaczarki.
  • Cylinder wytłaczarki jest dzielony wzdłuż osi podłużnej w celu uzyskania możliwości optycznej kontroli procesu uplastyczniania i mieszania stopu.
  • Cylinder wytłaczarki jest wyposażony w porty dla dozowników bocznych oraz porty w górnej części cylindra do dozowania płynów lub gazów. Grzałki są rozmieszczone w taki sposób, aby ciepło było rozprowadzane równomiernie w każdej strefie grzewczo chłodzącej cylindra wytłaczarki.
  • Czujniki mierzące temperaturę są rozmieszczone w taki sposób, aby zapewniać wiarygodny pomiar temperatury i ograniczać zakłócenia pomiaru pochodzące od grzałek pracujących w wyższej temperaturze niż układ uplastyczniający.
  • Aby uniknąć niekontrolowanych wzrostów temperatury każda strefa cylindra jest wyposażona w wydajny i szybki układ chłodzenia, który współpracuje z układem grzania cylindra wytłaczarki tworzyw sztucznych.
  • Precyzyjną kontrolę temperatury układu uplastyczniającego wytłaczarki zapewnia wielostrefowy regulator temperatury zaprojektowany przez naszą firmę.
  • Układ sterowania temperaturą posiada możliwość kalibracji i kształtowania charakterystyki ogrzewania i chłodzenia układu uplastyczniającego przez badacza.
  • Zaprojektowaliśmy cylindry z wymiennymi wkładkami stanowiącymi powierzchnię roboczą cylindra wytłaczarki. W praktyce oznacza to, że możemy poprzez wymianę wkładek cylindra w ciągu krótkiego czasu przystosować wytłaczarkę do pracy z innymi materiałami. Wymienne wkładki pozwalają na szybką i relatywnie tanią regeneracje układu uplastyczniającego. Wkładki w zasadzie mogą być wykonane z dowolnego materiału i w technologii, która się nadaje do tego celu. Komplet ślimaków jest łatwy do wymiany na inny. Można prowadzić badania nad praktycznie wszystkimi materiałami obejmującymi przemysł tworzyw sztucznych, medyczny, farmaceutyczny oraz materiałów ceramicznych.
  • Wytłaczarki z przekładnią Vertex II zastępują dwie wytłaczarki, rozszerzając możliwości prowadzenia badań. Nasze wytłaczarki są wyposażone w przekładnie rozdzielającą moment obrotowy, które mogą pracować, jako współbieżne oraz przeciwbieżne, zmiana kierunku wirowania jest dokonywana automatyczne z pulpitu operatora. To rozwiązanie umożliwiające rozszerzenie możliwości wytłaczarek jest niedostępne dla wytłaczarek miniaturowych 2x12 mm przeznaczonych do pracy na blacie stołu
  • Wytłaczarki badawcze Sitech3D mogą być wyposażone w precyzyjny tensometryczny pomiar siły działającej na ślimaki wzdłuż, mechanizm ten dodatkowo rozszerza możliwości prowadzenia badań. To opcjonalne wyposażeni wytłaczarek dwuślimakowych umożliwia pomiar sił osiowych działających na ślimaki na skutek działania ciśnienia w cylindrze wytłaczarki oraz odziaływania sił adhezji pomiędzy wytłaczanym tworzywem a ślimakami i cylindrem.
  • To rozwiązanie umożliwiające rozszerzenie możliwości wytłaczarek jest niedostępne dla wytłaczarek miniaturowych 2x12 mm przeznaczonych do pracy na blacie stołu.
  • Wytłaczarki z przekładnią Vertex II zastępują dwie wytłaczarki, rozszerzając możliwości prowadzenia badań. Nasze wytłaczarki są wyposażone w przekładnie rozdzielającą moment obrotowy, które mogą pracować, jako współbieżne oraz przeciwbieżne, zmiana kierunku wirowania jest dokonywana automatyczne z pulpitu operatora. To rozwiązanie umożliwiające rozszerzenie możliwości wytłaczarek jest niedostępne dla wytłaczarek miniaturowych 2x12 mm przeznaczonych do pracy na blacie stołu

Dzięki starannemu projektowaniu oraz zastosowaniu materiałów i podzespołów wysokiej jakości nasze wytłaczarki badawcze są wiarygodne i powtarzalne zwłaszcza w zakresie parametrów mechanicznych, termicznych oraz systemów pomiarowych i dozowania. Wytłaczarki gwarantują krótki czas konieczny do wyczyszczenia i przygotowania do kolejnych badań. W praktyce laboratorium badawczego spełnienie takiego wymagania oznacza, że w krótkim czasie wytłaczarka musi osiągnąć i ustabilizować zadane przez naukowca parametry pracy, dotyczy to czasu nagrzewania i chłodzenia oraz co jest niezwykle ważne system ogrzewania i chłodzenia cylindra musi umożliwiać szybkie zmiany temperatury w górę i w dół w czasie trwania procesu. Nasze wytłaczarki laboratoryjne umożliwiają zmianę temperatury cylindra w górę w tempie ok 0,2 oC /s a w dół w tempie ok 0,12 oC/s. Wysokie tempo zmian temperatury powoduje, że wytłaczarka reaguje na zmiany dokonywane przez operatora w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Zmiany zadanych parametrów są wiarygodne, powtarzalne i szybkie. Wszystkie dane pomiarowe są wiarygodne i rejestrowane w odstępach czasu zdefiniowanych przez użytkownika. Najkrótszy czas pomiędzy zapisami danych wynosi 1s dzięki czemu system pomiarowy może dostarczać bardzo dużych ilości danych, które mogą być analizowane i wizualizowane za pomocą takich popularnych narzędzi jak Excel.

Nasze laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe LE-2CC 2x12 mm LE-2CC 2x16 mm oferują elastyczne konfiguracje od małych partii i doskonale nadają się do badań i rozwoju w sektorach polimerów, farmacji, biologii i nanotechnologii. Nasze wytłaczarki laboratoryjne spełniają szeroki zakres wymagań procesowych nawet w przypadku najtrudniejszych preparatów.

Celem zastosowania opisanych rozwiązań zastosowanych w wytłaczarkach dwuślimakowych jest uzyskanie możliwości prowadzenia badań na dowolnych tworzywach termoplastycznych, polimerach oraz innych materiałach w dużym zakresie temperatur oraz momentów obrotowych ślimaków. Wydajny system grzania i chłodzenia układu uplastyczniającego w połączeniu z możliwościami szybkiego otwarcia i czyszczenia cylindra oraz ślimaków pozwala na dostosowanie wytłaczarki do konkretnego zadania w krótkim czasie. Wytłaczarka szybko reaguje na zmianę temperatur poprzez operatora. Bogate wyposażenie dodatkowe oraz możliwość zmiany konfiguracji dodatkowo rozszerzają możliwości prowadzenia badań.

Ważne cechy użytkowe wytłaczarek dwuślimakowych laboratoryjnych LE-2CC 2x12 mm LE-2CC 2x16 mm:

  • Duży zakres możliwości prowadzenia badań laboratoryjnych z niewielkimi porcjami materiału.
  • Praca współbieżna przy zastosowaniu segmentowych ślimaków do pracy współbieżnej.
  • Praca przeciwbieżna przy zastosowaniu segmentowych ślimaków do pracy przeciwbieżnej.
  • Wysoki moment obrotowy ślimaków wytłaczarki oraz gęstość mocy.
  • Wysoki zakres obrotów ślimaków wytłaczarki.
  • Pomiar siły osiowej działającej na ślimaki.
  • Cylinder wytłaczarki dzielony i otwierany wzdłuż osi poziomej.
  • Cylinder wytłaczarki ogrzewany od dołu i góry za pomocą niezależnych grzałek.
  • Wymienne wkładki cylindra stanowiące powierzchnię roboczą cylindra w celu łatwej regeneracji i możliwości zmiany materiału, z którego są wykonane.
  • Możliwość zmiany położenia podajników bocznych bez konieczności demontażu cylindra (cecha unikalna, wymaga dodatkowego wyposażenia).
  • Wysokie dopuszczalne ciśnienie wewnątrz cylindra wytłaczarki.
  • Dedykowane dozowniki boczne sterowane przez komputer PLC wytłaczarki.
  • Współpraca z systemami dozowania grawimetrycznego granulatów, proszków i płynów oraz gazów.
  • Wydajny i ekonomiczny strefowy system grzewczo – chłodzący cylindra wytłaczarki.
  • Niskie zużycie energii w trakcie pracy wytłaczarki.
  • Ergonomiczna obsługa, bogate wyposażenie dodatkowe.
  • Gabaryty urządzenia dostosowane do warunków laboratorium.
  • Zaawansowane oprogramowanie badawcze.
  • Obsługa naszych wytłaczarek podczas użytkowania i konserwacji jest łatwa na skutek zastosowania przemyślanych i zoptymalizowanych rozwiązań technicznych.
  • Interfejs użytkownika jest przejrzysty i przyjazny. Stosujemy wygodne ekrany dotykowe, cyfrowe systemy sterowania PLC.
  • Zdalne bezprzewodowe sterowanie z tabletu umożliwia kontrolę urządzenia w przypadku długo trwających procesów np. wytłaczania z bardzo niskimi prędkościami obrotowymi ślimaków.
  • Dzięki zdalnej konserwacji Twoja wytłaczarka może się z nami połączyć. Kiedy potrzebujesz pomocy technicznej, inżynier może uzyskać dostęp do sterownika i od razu zająć się tym, co należy zrobić, np. dokonać aktualizacji oprogramowania wytłaczarki, bez konieczności podróżowania.
  • Autonomiczny wodny i ciśnieniowy system chłodzenia strefy karmienia wyposażony we własną chłodnicę wody.
  • Modułowa konstrukcja wytłaczarki laboratoryjnej pozwala na zmianę konfiguracji w trakcie użytkowania.

Zastosowanie wytłaczarek laboratoryjnych dwuślimakowych LE-2CC 2x12 mm LE-2CC 2x16 mm:

  • Te niewielkie wytłaczarki laboratoryjne o dużej mocy i dużych możliwościach przetwórczych przeznaczone do pracy z wymagającymi materiałami termoplastycznymi w warunkach laboratorium umożliwiają:
  • Wytłaczanie praktycznie wszystkich dostępnych polimerów oraz innych plastycznych i termoplastycznych materiałów.
  • Wytłaczanie polimerów napełnianych dodatkami mineralnymi, włóknami, proszkami metali, innymi wymagających dużych momentów obrotowych ślimaków.
  • Wytłaczanie reaktywne wytłaczarki stabilnie pracują z prędkością ślimaków na poziomie 5 obr./min oraz mogą być skonfigurowane do pracy z prędkościami poniżej 1 obr./min dzięki czemu możliwe jest uzyskanie wydłużonych czasów przebywania materiału w cylindrze wytłaczarki.
  • Wytłaczanie preparatów medycznych dzięki możliwości wymiany wkładek cylindra na wykonane ze stali kwasoodpornej np. AISI 440C lub stali o podobnych właściwościach.
  • Wytłaczanie preparatów farmaceutycznych podobnie jak medycznych, często wymagane jest zastosowanie oprogramowania dostosowanego do wymagań produkcji farmaceutycznej.
  • Wytłaczanie materiałów kompozytowych dzięki możliwości zastosowania dozowników bocznych, systemów odgazowania, dozowania oraz wydłużonych cylindrów owartości L/D=48.
  • Wytłaczanie żywności jest możliwe dzięki możliwości zastosowania temperowanych termicznie matryc TVP (Textured Vegetable Protein) oraz kwasoodpornych wkładek do cylindra.

 

Wytłaczarki laboratoryjne służą pogłębianiu zrozumienia możliwości procesu wytłaczania jako podstawowego procesu przetwarzania tworzyw sztucznych, żywności oraz innych materiałów plastycznych.

W świecie nauki i produkcji, gdzie królują innowacja i wydajność, ewoluowały różne techniki i procesy, aby sprostać wymaganiom różnych gałęzi przemysłu. Wśród nich wyróżnia się wytłaczanie jako podstawowa i wszechstronna metoda stosowana w produkcji wielu przedmiotów codziennego użytku, od rur i przewodów po produkty spożywcze, a nawet filamenty do druku 3D. W swej istocie wytłaczanie jest procesem produkcyjnym polegającym na kształtowaniu surowców w profil o pożądanym przekroju poprzecznym za pomocą matrycy. Technika ta rozciąga się na tworzywa sztuczne, produkty spożywcze, metale, ceramikę i co czyni ją wszechobecną metodą przetwarzania w wielu gałęziach przemysłu. W procesie wytłaczania surowiec poddawany jest zagęszczaniu, ścinaniu, mieszaniu, napełnianiu, zmniejszaniu wielkości cząstek, przejściu fazowym i rozpadowi molekularnemu na skutek ścinania, które powstaje w wyniku działania ślimaków i tarcia cząstek materiału o siebie. Tak więc materiał po wejściu do cylindra wytłaczarki (układ uplastyczniający) zmienia się w postać stopioną dzięki wysokiemu ciśnieniu, wysokiej temperaturze i ścinaniu. Stop ten jest ostatecznie wytłaczany przez matrycę na końcu ślimaka i cylindra wytłaczarki, aby uzyskać pożądany kształt. Temperatura wewnętrzna zmienia się w zależności od rodzaju przetwarzanego polimeru lub mieszaniny polimerów i dodatków. Kiedy tworzywo sztuczne jest wytłaczane z matrycy, jest ono poddawane procesowi ochłodzenia, w którym czynnikiem chłodzącym może być powietrze lub woda. Zakresy zastosowań wytłaczarek laboratoryjnych powiększają się na skutek doskonalenia konstrukcji oraz wyposażenia oraz ważnej cechy, którą posiadają a mianowicie wytłaczarki umożliwiają pracę w sposób ciągły. Jeżeli zastąpimy np. reaktor zbiornikowy reaktorem w postaci wytłaczarki to będzie możliwa praca ciągła oraz modyfikowanie parametrów procesu w trakcie jego trwania dzięki małej objętości układu uplastyczniającego wytłaczarki, który będzie pracował jako reaktor przepływowy.  Ponadto taki układ szybko reaguje na zmiany temperatury, obrotów ślimaków, zmiany dozowania składników a możliwości mieszania, rozcierania, ugniatania materiału są inne i zarazem większe niż w reaktorze zbiornikowym.

Skalowanie ekstruzji, metodologia oparta na optymalizacji procesu

Optymalizacja procesu polega na uzyskaniu wielowymiarowej przestrzeni zmiennych wyjściowych procesu na podstawie odpowiedniego zestawu danych wejściowych i wyszukaniu w tej przestrzeni wartości maksymalnych. Skalowanie polega na zmianie skali procesu w oparciu o określone kryteria, czyli zmianie procesu przy zachowaniu parametrów skalowania w taki sposób, aby proces po dokonaniu przeskalowania był jak najbardziej zbliżony do referencyjnych parametrów procesu. Polega ona na zmniejszeniu do minimum różnic pomiędzy parametrami charakteryzującymi proces referencyjny a procesem wynikowym. Można to osiągnąć poprzez zastosowanie technik optymalizacyjnych prowadzących do minimalizacji rozbieżności pomiędzy parametrami skalowanych procesów.

Biorąc pod uwagę wytłaczarkę referencyjną o określonej geometrii i punkcie pracy, celem scale-up jest zdefiniowanie geometrii i warunków pracy docelowej wytłaczarki (na ogół znacznie różniącej się wielkością) w celu poddania przetwarzanego materiału tym samym warunkom przepływu i wymiany ciepła, dając w ten sposób produkty o tych samych właściwościach. Skalowanie to działanie polegające na zdefiniowaniu geometrii i/lub warunków pracy danej maszyny/sekwencji produkcyjnej, które odtwarzają warunki pracy innego urządzenia tego samego typu, ale różnej wielkości, przetwarzającego ten sam materiał. Jest to procedura o dużym znaczeniu praktycznym. Na przykład w przypadku wytłaczania polimerów dostępność reguł skalowania umożliwia projektowanie dużych wytłaczarek z wykorzystaniem wyników badań przeprowadzonych na maszynach w skali laboratoryjnej, często dobrze oprzyrządowanych które zostały opracowane w celu dogłębnego zrozumienia istotnych zjawisk fizycznych, chemicznych i reologicznych powstających podczas pracy. Skalowanie ekstruzji polega na ekstrapolacji cech (w zakresie środowiska termomechanicznego) wytłaczarki referencyjnej na inną wytłaczarkę tego samego rodzaju, ale o innych wymiarach (oznaczoną jako wytłaczarka docelowa) przetwarzającą ten sam materiał. W praktyce geometria i warunki obróbki wytłaczarki referencyjnej są znane, a celem jest określenie albo warunków pracy (jeśli istnieje docelowe urządzenie), albo geometrii i warunków pracy (jeśli maszyna ma być zaprojektowana lub zakupiona) docelowej wytłaczarki w taki sposób, aby główne pomiary wydajności obu maszyn były jak najbardziej podobne. Można to porównać do problemu optymalizacyjnego, jeśli celem jest określenie geometrii/warunków pracy docelowej wytłaczarki, które minimalizują różnice w wydajności w stosunku do wytłaczarki referencyjnej dla danej sytuacji przetwarzania. Stosując do badań miniaturowe wytłaczarki należy mieć na uwadze, że niewielkie rozmiary sprzyjają przenoszeniu ciepła w kierunku promieniowym (od grzałek do wnętrza cylindra i stopu), co nie zawsze jest prawidłowo uwzględniane w modelach uplastyczniających przyjętych do modelowania wytłaczania. Mała wytłaczarka wymaga podawania surowca w postaci proszku. Może to wpłynąć na zdolności przewidywania procedury modelowania.

Karmienie wytłaczarki wytłaczanie z podawaniem zalewowym i dozowanym

Proces wytłaczania można prowadzić z zasilaniem zalewowym lub dozowanym. Przy zasilaniu zalewowym ślimak jest całkowicie wypełniony polimerem natomiast przy zasilaniu dozowanym polimer wprowadzany jest do wytłaczarki za pomocą urządzenia dozującego, a strefa początkowa ślimaka jest częściowo wypełniona polimerem a to wypełnienie można regulować poprzez zmianę wydajności dozownika. Ekstruzja z dozowaniem, zwana także wytłaczaniem z głodzeniem, ma pewne zalety w porównaniu z wytłaczaniem z zasilaniem zalewowym. Poprawione jest mieszanie, szybsze jest topienie i lepsza kontrola procesu. Jednak wydajność wytłaczania jest niższa. Wytłaczanie z głodem ma kilka zalet w porównaniu z wytłaczaniem z zalewem. Wzrost ciśnienia stopu wzdłuż ślimaka jest mniejszy i istnieje mniejsze prawdopodobieństwo aglomeracji materiału, a mieszanie jest znacznie lepsze. Topienie jest szybsze, ponieważ granulki nie są zagęszczane w gęste złoże stałe, granulki polimeru zachowują swoją indywidualność w miarę postępu topienia. W przypadku wytłaczania z głodowym zasilaniem prędkość ślimaka może być zmieniana przy stałej przepustowości wytłaczarki, ponieważ o przepustowości decyduje nastawiona wydajność dozownika, a przepustowość wytłaczarki może być zmieniana przy stałej prędkości ślimaka, ponieważ można zmieniać wydajność dozownika przy stałych obrotach ślimaka. Ten sposób karmienia wytłaczarki pozwala na większy stopień kontroli procesu. Ogólnie rzecz biorąc, wytłaczarki z głodowym zasilaniem mogą być używane do bardziej wymagających zadań przetwórczych, np. [75], chociaż istnieją również pewne wady. Przepustowość wytłaczarki jest zmniejszona poniżej jej wydajności, a operacja procesu jest bardziej skomplikowana, ponieważ do dostarczenia polimeru do wytłaczarki niezbędne jest urządzenie zewnętrzne.

Wytłaczarki często pracują ze ślimakiem całkowicie napełnionym (tryb zasilania zalewowego) i nienapełnionym częściowo (tryb zasilania głodowego). Tryby te skutkują zupełnie inną charakterystyką przetwarzania i chociaż wykazano, że tryb głodzenia ma znaczące zalety, takie jak ulepszona wydajność mieszania i topienia, jest on rzadko stosowany, a badania eksperymentalne są mało dostępne.

 Tryby pracy wytłaczarki: 1 Tryb zalewowy , 2 Tryb dozowania.

Rys.1 Tryby pracy wytłaczarki: 1 Tryb zalewowy , 2 Tryb dozowania.

Wytłaczarki jednoślimakowe i dwuślimakowe współbieżne należą do najczęściej użytkowanych maszyn w przetwórstwie polimerów. Najczęściej pracują w trybie karmienia zalewowego, gdzie ślimak (ślimaki) znajdujący się pod lejem jest całkowicie napełniony i pobiera możliwie największą ilość materiału. Jednakże wytłaczarki mogą również pracować w trybie zasilania głodowego, gdy ślimak (ślimaki) nie są całkowicie wypełnione. Ponieważ w tym trybie pracy wydajność wytłaczarki zależy od szybkości podawania, a nie od prędkości ślimaka, ślimak częściowo napełniony wykazuje charakterystyki przetwarzania, które całkowicie różnią się od ślimaka pracującego w trybie zasilania zalewowego. Tryb karmienia poprzez głodzenie jest rzadko stosowany w wytłaczaniu, chociaż zaobserwowano znaczne korzyści w postaci lepszego topienia i mieszania w przypadku wytłaczarek dwuślimakowych pracujących w tym trybie. Do chwili obecnej opublikowano niewiele badań skupiających się na wytłaczaniu jednoślimakowym z zasilaniem głodowym. Wszystkie te badania pokazują zupełnie inny mechanizm topienia w trybie dozowanym w porównaniu z trybem zalewowym. W trybie głodowym (dozowanym) mechanizm topienia składa się z dwóch etapów. W obszarach głodujących głównym mechanizmem jest topienie przewodzące, podczas gdy w obszarach całkowicie wypełnionych następuje topienie rozproszonych ciał stałych. Wykazano, że trybem zoptymalizowanym w wytłaczarce jednoślimakowej pod względem jednostkowego zużycia energii jest tryb głodzenia oraz uzyskano poprawę właściwości mechanicznych kompozytów poprzez wytłaczanie głodowe.

Rodzaj karmienia wytłaczarki ma wpływ na różne parametry przetwarzania, takie jak temperatura stopu, czas przebywania, degradacja materiału, specyficzny pobór energii i wydajność topienia.

Wpływ szybkości podawania na temperaturę topnienia;

Zmniejszenie szybkości podawania ma ogromny wpływ na temperaturę stopu: Przy prędkości ślimaka wynoszącej 200 obr/min, zmniejszenie szybkości podawania ze 100% do 25% zwiększa temperaturę stopu o kilkadziesiąt °C. Wraz ze zmniejszaniem się szybkości podawania ślimak nie jest już całkowicie wypełniony, w związku z czym cząstki podlegają większemu ścinaniu i dłużej pozostają w wytłaczarce. Zwiększenie czasu ścinania i przebywania powoduje znaczny wzrost temperatury stopu. Wraz ze spadkiem prędkości ślimaka wpływ szybkości podawania na temperaturę stopu również wyraźnie maleje.

Wpływ szybkości podawania na wydajność;

Wpływ szybkości podawania na zmierzoną moc wyjściową ma praktycznie liniową zależność moc wyjściowa maleje wraz ze zmniejszaniem się szybkości podawania. Zmniejszenie szybkości podawania o 25% powoduje zmniejszenie wydajności o 25%. Wydajność zmienia się liniowo wraz ze wzrostem obrotów ślimaków.

Wpływ szybkości podawania na wzrost ciśnienia;

Profil ciśnienia osiowego przy stałym przeciwciśnieniu. Przy szybkości podawania 100% wytłaczarka jest całkowicie wypełniona, a przy szybkości podawania 25% ciśnienie w pierwszych strefach będzie bardzo niskie lub nie wystąpi co oznacza, że ślimak będzie częściowo wypełniony w strefie wlotowej. Wraz ze zmniejszającą się szybkością podawania spadek ciśnienia będzie obejmował kolejne strefy. Oznacza to, że wytłaczanie głodzone powoduje zupełnie inny profil wzrostu ciśnienia w cylindrze wytłaczarki.

Wpływ przeciwciśnienia na wzrost ciśnienia przy różnych szybkościach podawania;

Wpływ przeciwciśnienia na wzrost ciśnienia przy 100% szybkości podawania. Przy szybkości podawania 100% wraz ze wzrostem przeciwciśnienia wzrasta ciśnienie we wszystkich pozostałych strefach, co jest typowe dla procesu wytłaczania.

Wpływ przeciwciśnienia na wzrost ciśnienia przy szybkości podawania 25%. Dla szybkości podawania 25% podobnie jak w poprzednim przypadku ze 100% szybkością podawania, wraz ze wzrostem przeciwciśnienia można zaobserwować ogólny wzrost profilu ciśnienia dla różnych prędkości ślimaka. Wraz ze zmniejszaniem się szybkości podawania, strefa ciśnienia w kilku pierwszych sekcjach wytłaczarki ulega rozhermetyzowaniu. Wzrost przeciwciśnienia zwiększa ciśnienie w wytłaczarce. W przypadku niskich szybkości podawania długość przeciwciśnienia zwiększa się wraz ze wzrostem przeciwciśnienia.

Wpływ szybkości podawania na specyficzny pobór energii;

Wpływ szybkości podawania na właściwy pobór energii dla różnych prędkości ślimaka. Wraz ze zmniejszaniem się szybkości podawania będzie wzrastał jednostkowy pobór energii. Wysoka wartość SEI wskazuje, że w materiał zostaje włożone więcej energii mechanicznej, co może skutkować poważną degradacją materiału. W przeciwieństwie do temperatury stopu, specyficzny pobór energii dla niższej prędkości ślimaka również znacznie wzrasta wraz ze zmniejszaniem się szybkości podawania. Może to oznaczać, że przy niższej prędkości ślimaka zespół chłodzący maszyny działa zbyt wydajnie i kompensuje zwiększony pobór energii mechanicznej, ale nie będzie w stanie tego zrobić przy większej prędkości ślimaka. Z tego powodu w przypadku wytłaczarek laboratoryjnych tak ważne jest stosowanie regulatorów temperatury o precyzyjnym działaniu dla ogrzewania i chłodzenia cylindra.

Degradacja materiału w procesie wytłaczania;

Wpływ prędkości ślimaka i szybkości podawania na degradację. Większy stopień degradacji będzie widoczny dla większych prędkości i szybkości podawania 25%, to przy niskich obrotach praktycznie nie wystąpi, niezależnie od szybkości podawania. Degradacja może być spowodowana długim czasem przebywania materiału wewnątrz wytłaczarki (degradacja termiczna) lub dużymi naprężeniami ścinającymi lub dużymi szybkościami ścinania (degradacja mechaniczna).

Rozkład czasu przebywania;

Przy niższych prędkościach ślimaka wpływ prędkości podawania jest szczególnie wyraźny. Wraz ze zmniejszaniem się szybkości podawania zwiększa się szerokość funkcji rozkładu czasowego przebywania. Wzrost funkcji rozkładu czasu przebywania powoduje zwiększone mieszanie przez wydłużanie. Średni czas przebywania wykazuje znaczny wzrost przy zastosowaniu trybu głodzenia dla różnych prędkości ślimaka. Skumulowany czas przebywania wzrasta znacząco zarówno wraz ze zmniejszaniem się prędkości ślimaka, jak i szybkości podawania. Zwłaszcza w przypadku bardzo małych dawek karmienia czas przebywania bardzo się wydłuża. 

Analiza wydajności topienia;

Zmniejszenie szybkości podawania powoduje przyspieszone topienie materiału z powodu dłuższego czasu przebywania. Dla różnych prędkości ślimaka optymalną szybkość podawania pod względem wydajności topienia będzie ok 50%. Dla szybkości podawania wynoszącej ok 25% wydajność topienia spadnie w porównaniu z szybkością podawania wynoszącą ok 50%. Przy szybkości podawania wynoszącej 25% ślimak nie jest pod ciśnieniem w sekcji wlotowej oraz następnych strefach. 

Jednorodność wytłaczanego materiału;

Wyniki wyraźnie pokazują, że proces wytłaczania z dozowaniem znacząco poprawia jednorodność próbek pod względem liczby cząstek, średniej wielkości cząstek. Ponadto zmniejszenie szybkości podawania zmniejsza wielkość cząstek dla mniejszych prędkości ślimaka.

Podsumowanie;

Zachowanie wytłaczarek zasilanych w trybie dozowania różni się całkowicie od zachowania wytłaczarek zasilanych zalewowo. Zmniejszenie szybkości podawania powoduje znaczny wzrost temperatury stopu z powodu większego ścinania i znacznie dłuższego czasu przebywania. Ponadto wzrost ciśnienia przy stałym przeciwciśnieniu jest zupełnie inny w przypadku wytłaczarek z zasilaniem głodowym. Można zaobserwować zupełnie odmienne zachowanie wzrostu ciśnienia w trybie głodzenia. Wydłużenie czasu przebywania i temperatury stopu przy niższych szybkościach podawania może skutkować lepszym mieszaniem i topieniem wytłaczarki. Ponieważ wytłaczanie głodowe można przeprowadzić dość łatwo, jest to odpowiednia metoda wytłaczania materiałów w nauce i przemyśle. Wytłaczanie materiałów w trybie dozowania może być odpowiednim sposobem na zwiększenie jednorodności wytłaczanych materiałów.  

Odgazowanie cylindra ważny system wytłaczarki oraz operacja wymagana przy mieszaniu polimerów w celu uzyskania pożądanych właściwości chemicznych i fizycznych.

Odgazowanie jest jedną z kilku operacji wymaganych przy łączeniu (mieszaniu) polimerów między sobą oraz z dodatkami i wypełniaczami w celu uzyskania pożądanych właściwości chemicznych fizycznych. Powstały związek w postaci granulatu musi być wolny od pustych przestrzeni i resztkowych substancji lotnych. W przypadku polimerów higroskopijnych które są podatne na hydrolizę lub degradację masy cząsteczkowej w wyniku obecności wilgoci, skuteczne odpowietrzanie podczas mieszania ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia akceptowalnych właściwości fizycznych.

Otwory wentylacyjne w cylindrze wytłaczarki mogą pracować pod ciśnieniem atmosferycznym lub pod próżnią, w zależności od wymagań procesu. Większość typowych procesów mieszania obejmuje oba typy odpowietrzania. Wytłaczarki mogą być wyposażone w wiele otworów odpowietrzających do usuwania dużych ilości pary wodnej, rozpuszczalników lub monomerów, jednocześnie zapewniając niski poziom resztkowych substancji lotnych w gotowym produkcie. Opracowano różnorodne konstrukcje otworów wentylacyjnych dla współbieżnych wytłaczarek dwuślimakowych, aby dostosować się do szerokiego zakresu zastosowań i materiałów; obejmują one otwory wentylacyjne w górnej lub(i) bocznej części cylindra wytłaczarki. Każdy z tych projektów ewoluował, aby przezwyciężyć pewne problemy związane ze standardowymi konstrukcjami otworów wentylacyjnych, które znajdują się na górze cylindra wytłaczarki. Warunkiem stabilnej pracy systemów odgazowania, zarówno atmosferycznych, jak i próżniowych, jest niski stopień wypełnienia ślimaków w strefach odgazowania oraz bariera wysokiego ciśnienia (wypełniony stopionym polimerem ślimak) przed otworem wentylacyjnym.

Efekt pracy systemu odgazowania cylindra wytłaczarki, po lewej stronie prawidłowo odgazowany stop, po prawej efekt wytłaczania bez odgazowania.

Rys.2 Efekt pracy systemu odgazowania cylindra wytłaczarki, po lewej stronie prawidłowo odgazowany stop, po prawej efekt wytłaczania bez odgazowania.

Problemy z wentylacją cylindra wytłaczarki można podzielić na dwie kategorie:
  1. Problemy operacyjne, w wyniku których polimer (lub/i inny surowiec) wydostaje się z otworów wentylacyjnych wytłaczarki. To zakłócenie procesu zwykle wymaga interwencji operatora w celu udrożnienia otworów wentylacyjnych.
  2. Resztkowe substancje lotne/gazy pozostają w mieszanym polimerze w wyniku niewystarczającego odgazowania cylindra wytłaczarki. W takim przypadku należy poprawić wydajność odpowietrzania poprzez zmianę konfiguracji ślimaków i cylindra wytłaczarki, aby uzyskać akceptowalną jakość produktu.

Każdy z tych problemów ma unikalne rozwiązania, jak opisano poniżej.

  • Stop polimerowy wychodzi z otworu wentylacyjnego ekstrudera. Ta kategoria problemów jest powszechna w przypadku wszystkich wytłaczarek dwuślimakowych. Otwory atmosferyczne służą do uwalniania powietrza, wilgoci i innych lotnych gazów po początkowym stopieniu polimerów. Prędkość powietrza lub/i oparów wypływających z tych otworów wentylacyjnych jest funkcją objętościowego natężenia przepływu i otwartej powierzchni wentylacyjnej. Gdy prędkość gazu jest zbyt duża w wyniku zbyt dużej objętości lub zbyt małej otwartej przestrzeni, przepływające przez otwór gazy będą miały tendencję do porywania ciał stałych, co spowoduje wydostawanie się stopu przez otwór wentylacyjny. Rozwiązaniem jest zapewnienie zwiększonej powierzchni wentylacyjnej, co może wymagać skorzystania z dodatkowych otworów wentylacyjnych.
  • Otwory atmosferyczne są wymagane w przypadku bocznego podawania wypełniaczy w postaci cząstek (talku, wypełniaczy mineralnych, CaCO3.) do stopionego polimeru. Otwory te mają za zadanie odprowadzać powietrze, które dostaje się do cylindra poprzez boczny podajnik razem z proszkami. Im mniejsza jest gęstość nasypowa wypełniacza, tym więcej powietrza wprowadza się do cylindra wytłaczarki, które należy usunąć. Jeśli powierzchnia otwarcia otworu wentylacyjnego jest zbyt mała w stosunku do objętości powietrza, które należy usunąć, wynikająca z tego duża prędkość wylotowa będzie miała tendencję do przenoszenia drobnych cząstek i proszku do otworu wentylacyjnego. Rozwiązanie tego problemu wymaga powiększenia obszaru wentylacyjnego poprzez dodanie dodatkowych otworów wentylacyjnych.
  • Obecność niestopionego polimeru w strefie pierwszego podajnika bocznego powoduje również wydobywanie się wypełniacza z otworu odgazowania atmosferycznego powiązanego z tym bocznym podajnikiem. Aby zdiagnozować czy to jest przyczyną problemu, należy przeprowadzić fizyczną kontrolę jakości stopu w strefie otworu odgazowania tego podajnika bocznego, aby sprawdzić, czy obecna jest niestopiona żywica. W takim przypadku rozwiązanie wymaga modyfikacji konstrukcji ślimaka w części, w której topi się polimer przed otworem odgazowującym.
  • Otwory odgazowania próżniowego są zwykle umieszczone w pobliżu głowicy i są zaprojektowane tak, aby uwalniać wszelkie resztkowe opary w warunkach próżni. Częstym problemem jest wypływanie stopu z tego otworu wentylacyjnego i jego blokowanie. Kiedy to nastąpi, gazy nie są usuwane ze stopionego materiału, a wytłoczyna staje się porowata i zawiera puste przestrzenie. Zablokowanie odpowietrznika wymaga ręcznego udrożnienia przez operatora. Istnieje kilka możliwych przyczyn i rozwiązań tego problemu:
    • Stop może przedostawać się do otworu podciśnieniowego bezpośrednio w wyniku zwiększonej długości strefy ślimaka potrzebnej do wytworzenia wymaganego ciśnienia).
      Gdy ciśnienie na sicie lub matrycy wzrasta, długość strefy ślimaka potrzebna do wytworzenia wymaganego ciśnienia odpowiednio się zwiększa, aż do osiągnięcia otworu odpowietrzającego w cylindrze wytłaczarki. Stop będzie wypływał w sposób ciągły z otworu wentylacyjnego, nawet bez podciśnienia. Rozwiązaniem tego problemu jest zmniejszenie ciśnienia w matrycy, zwiększenie długości strefy pompowania wytłaczarki poprzez przesunięcie otworu próżniowego o jedną strefę od głowicy lub dodanie strefy cylindra za otworem odgazowania próżniowego. Można też zainstalować pompę stopu w celu zapewnienia ciśnienia w głowicy i uwolnienia wytłaczarki od tego zadania. Ten sam stan wystąpi w przypadku zużycia elementów ślimaka w strefie pompującej na końcu cylindra wytłaczarki.
    • Stop będzie również wypływał z otworu podciśnieniowego, jeżeli ciśnienie uszczelnienia ze stopionego polimeru jest mniejsze niż ciśnienie podciśnienia. Stan ten powoduje wyciąganie stopionego polimeru z cylindra wytłaczarki, ponieważ pompa próżniowa będzie wtedy zasysała powietrze przez cylinder wytłaczarki wraz polimerem. Wskazówką, że to jest przyczyna problemu, jest obserwacja wakuometru (próżniomierza). Jeśli wskaźnik nie zmienia się w czasie, oznacza to, że układ próżniowy jest szczelnie zamknięty. Jeśli widzisz wzrost ciśnienia, oznacza to, że przez układ przepływa duża ilość powietrza a otwór odgazowania będzie wypełniał się stopionym plastikiem. Jeśli stop wypływa z otworu podciśnieniowego dopiero po zastosowaniu podciśnienia, jest to objaw tego, że uszczelnienie ślimaka stopionym polimerem jest niewystarczające. Rozwiązaniem jest zmiana konfiguracji segmentów ślimaków w celu zastosowania bardziej restrykcyjnych elementów budujących ciśnienie.
  • Należy wspomnieć o tym, że istnieją materiały termoplastyczne, które wykazują unikalne właściwości po poddaniu ich oddziaływaniu niskiego ciśnienia w wysokiej temperaturze. Takie materiały mają tendencję do zwiększania objętości i pienienia po dotarciu do strefy odgazowania i nie będą łatwo spływać z powrotem do ślimaków. Takie materiały wydostaną się z cylindra w każdych warunkach, jeśli używane są konwencjonalne otwarte otwory wentylacyjne. Materiały te można przetwarzać przy użyciu mechanicznych systemów dwuślimakowych zapobiegających rozszerzaniu się stopu poza cylinder wytłaczarki, a jednocześnie umożliwiają przepływ gazów wzdłuż ślimaków systemu mechanicznego odgazowania, który jest zainstalowany w otworze odpowietrzającym od góry lub boku cylindra. Systemy odgazowania mechanicznego podobne są w swojej konstrukcji do podajników bocznych, lecz maja krótsze ślimaki. Do tego celu może być wykorzystany masz podajnik boczny o po zmianie cylindra i ślimaków na co pozwala jego modułowa konstrukcja.
  • Odgazowanie stopu można zwiększyć jeszcze w następujący sposób:
    • Jeśli czas przebywania stopu w próżni jest czynnikiem ograniczającym (ograniczona dyfuzja), jedną z opcji jest zmniejszenie wydajności w celu wydłużenia średniego czasu przebywania.
    • Inne rozwiązanie wydłużające czas przebywania wymaga wydłużenia stref odgazowania kosztem pozostałych stref i dokonania zmiany konfiguracji ślimaków, aby je dostosować do tych zmian.
    • Zwiększenie poziomu podciśnienia poprzez zastosowanie innej pompy próżniowej.
    • Zmniejszenie stopnia wypełnienia stopem polimeru strefy odgazowania poprzez zwiększenie skoku transportowych segmentów ślimaków. Mniejsze wypełnienie kanału ślimaków tworzy cieńsze warstwy stopu i ułatwia dyfundowanie gazu.
    • Zmiana konfiguracji cylindra poprzez dodanie dodatkowych otworów wentylacyjnych. Może to wymagać wydłużenia cylindra w celu dodania dodatkowego otworu wentylacyjnego, jeśli w istniejącym nie ma wystarczającej ilości L/D. Cylindry laboratoryjnych wytłaczarek SiTEch3D standardowo maja długość L/D=40 i mogą mieć maksymalnie dziewięć otworów wentylacyjnych w górnej części cylindra i trzy w bocznej części cylindra. Natomiast cylindry wytłaczarek o długości L/D=48 i mogą mieć maksymalnie jedenaście otworów wentylacyjnych w górnej części cylindra i cztery w bocznej części cylindra. Położenie bocznych otworów można zmieniać bez konieczności demontażu całego cylindra.

Zastosowanie wytłaczarek laboratoryjnych w systemach współwytłaczania lub pracy kaskadowej

  • Proces współwytłaczania (koekstruzji) tworzyw sztucznych polega na wytłaczaniu dwóch lub więcej materiałów przez pojedynczą matrycę, tak aby materiały łączyły się w jedną strukturę przed schłodzeniem. Zaletą stosowania współwytłaczania jest to, że każdy zastosowany materiał zachowuje swoje pożądane charakterystyczne właściwości (takie jak sztywność, nieprzepuszczalność lub odporność na środowisko), których nie można byłoby osiągnąć w przypadku żadnego pojedynczego materiału polimerowego. W procesie współwytłaczania konieczne jest zastosowanie wielu wytłaczarek. Badania nad zrozumieniem mechaniki, zastosowań wytłaczania oraz nad nowymi materiałami będącymi mieszaninami i kompozytami polimerów zwłaszcza tych biodegradowalnych rzuca światło na znaczenie wytłaczania w nowoczesnej produkcji. W miarę postępu technologii wytłaczania i wzrostu zapotrzebowania na zrównoważone procesy produkcyjne badania procesów wytłaczania będą kontynuowane, przyczyniając się do powstania bardziej wydajnego, innowacyjnego i świadomego ekologicznie krajobrazu przemysłowego.
  • Wytłaczarka kaskadowa przeznaczona do badań nad materiałami pochodzącymi z recyklingu lub innych, które mają nieregularne kształty, postać płatków lub pasty, które dodatkowo mogą być zabrudzone, zadrukowane, i o podwyższonej wilgotności noże wymagać zastosowania układu kaskadowego do karmienia wytłaczarki dwuślimakowej. Dodatkowa wytłaczarka kaskadowa zapewnia odpowiednią wstępną homogenizację i zagęszczenie materiału. Stop polimeru wychodzący z wytłaczarki wstępnej wprowadzany jest do strefy karmienia wytłaczarki dwuślimakowej. Kaskadowe elementy wytłaczane uzupełniają naszą ofertę produktów w zakresie produkcji wytłaczarek. Projektujemy, produkujemy i montujemy elementy kaskadowe wytłaczania do końcowego zastosowania. Składają się one zasadniczo z dwóch wytłaczarek – wytłaczarki do topienia i wytłaczarki do homogenizacji i ewentualnego odgazowania stopu. Powodem stosowania elementów wytłaczania kaskadowego jest oddzielenie etapów procesu topienia i homogenizacji, co pozwala na lepszą optymalizację poszczególnych etapów procesu. Zastosowanie układu kaskadowego wytłaczarek pozwala również uzyskać wydłużony czas przebywania stopu u układzie uplastyczniającym.
  • Nasze wytłaczarki laboratoryjne to małe, wszechstronne urządzenia. Ich zadaniem jest ograniczone wykorzystanie materiałów, aby osiągnąć znaczące rezultaty badań. Dlatego doskonale nadają się do opracowywania produktów, pobierania próbek materiałów i produkcji małych partii produktów. Naszymi klientami są instytucje badawcze i uczelnie, producenci wyrobów z tworzyw sztucznych i firmy chemiczne. Podstawową konstrukcję można rozszerzyć o wiele wariantów wyposażenia oraz konstrukcje specjalne, aby sprostać indywidualnym wymaganiom klienta. Konstrukcja wytłaczarek o konstrukcji modułowej i nie modułowej oparta jest o innowacyjne założenia konstrukcyjne nowoczesne komponenty i jest oparta o wieloletnie doświadczenie zebrane w przemyśle przetwórstwa tworzyw. 

SiTech3D jest producentem wytłaczarek laboratoryjnych dwuślimakowych o średnicach ślimaków: 2x12 mm oraz 2x16 mm.

  • Wytłaczarki LE-2CC 2x24 mm oraz LE-2CC 2x24 mm mogą pracować jako współbieżne oraz po zmianie trybu pracy jako przeciwbieżne o zakresie długości cylindra L/D do 48.
  • Wytłaczanie dwuślimakowe współbieżne jest stosowane głównie w procesach mieszania tworzyw, napełniana, odgazowywania czy wytłaczania reaktywnego. W wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej tworzywo przepływa z jednego ślimaka na drugi i przemieszcza się wzdłuż linii mającej kształt ósemki dzięki czemu droga tworzywa w cylindrze jest wydłużona i co zatem idzie czas przebywania również jest wydłużony. Ponadto w szczelinie między ślimakami wytłaczarki występuje ruch przeciwbieżny w wyniku, którego są w tym obszarze generowane duże naprężenia ścinające. Dlatego też, ten sposób wytłaczania znajduje zastosowanie w wielu procesach przetwórstwa tworzyw termoplastycznych.
  • Wytłaczanie dwuślimakowe przeciwbieżne, zapewnia dobre karmienie wytłaczarki tworzywem zwłaszcza w przypadku materiałów w postaci proszku czy tworzyw wykazujących właściwości poślizgu. W porównaniu z wytłaczarką współbieżną krótszy i mniej zróżnicowany jest czas pobytu cząstek polimeru w cylindrze wytłaczarki. Przepływ tworzywa w wytłaczarce dwuślimakowej przeciwbieżnej jest całkowicie inny niż przepływ w wytłaczarce dwuślimakowej współbieżnej. Kluczowym czynnikiem tego przepływu jest podobny do działania pompy tzw. mechanizm wyporu, który nie występuje w innych rodzajach wytłaczarek. Stopień występowania mechanizmu wyporu zależy od stopnia zazębienia ślimaków wytłaczarki. Występuje w przypadku wytłaczarek przeciwbieżnych ściśle zazębiających się. Nie występuje tutaj przepływ wleczony.
  • Kluczowym czynnikiem decydującym, o jakości i wiarygodności badań nad procesem wytłaczania jest kontrola i wiarygodny pomiar temperatury stopu w każdej ze stref wytłaczarki.
  • Cylinder wytłaczarki jest dzielony wzdłuż osi podłużnej w celu uzyskania możliwości optycznej kontroli procesu uplastyczniania i mieszania stopu.
  • Cylinder wytłaczarki jest wyposażony w porty dla dozowników bocznych oraz porty w górnej części cylindra do dozowania płynów lub gazów. Grzałki są rozmieszczone w taki sposób, aby ciepło było rozprowadzane równomiernie w każdej strefie grzewczo chłodzącej cylindra wytłaczarki.
  • Czujniki mierzące temperaturę są rozmieszczone w taki sposób, aby zapewniać wiarygodny pomiar temperatury i ograniczać zakłócenia pomiaru pochodzące od grzałek pracujących w wyższej temperaturze niż układ uplastyczniający.
  • Aby uniknąć niekontrolowanych wzrostów temperatury każda strefa cylindra jest wyposażona w wydajny i szybki układ chłodzenia, który współpracuje z układem grzania cylindra wytłaczarki tworzyw sztucznych.
  • Precyzyjną kontrolę temperatury układu uplastyczniającego wytłaczarki zapewnia wielostrefowy regulator temperatury zaprojektowany przez naszą firmę.
  • Układ sterowania temperaturą posiada możliwość kalibracji i kształtowania charakterystyki ogrzewania i chłodzenia układu uplastyczniającego przez badacza.
  • Zaprojektowaliśmy cylindry z wymiennymi wkładkami stanowiącymi powierzchnię roboczą cylindra wytłaczarki. W praktyce oznacza to, że możemy poprzez wymianę wkładek cylindra w ciągu krótkiego czasu przystosować wytłaczarkę do pracy z innymi materiałami. Wymienne wkładki pozwalają na szybką i relatywnie tanią regeneracje układu uplastyczniającego. Wkładki w zasadzie mogą być wykonane z dowolnego materiału i w technologii, która się nadaje do tego celu. Komplet ślimaków jest łatwy do wymiany na inny. Można prowadzić badania nad praktycznie wszystkimi materiałami obejmującymi przemysł tworzyw sztucznych, medyczny, farmaceutyczny oraz materiałów ceramicznych.
  • Wytłaczarki z przekładnią Vertex II zastępują dwie wytłaczarki, rozszerzając możliwości prowadzenia badań. Nasze wytłaczarki są wyposażone w przekładnie rozdzielającą moment obrotowy, które mogą pracować, jako współbieżne oraz przeciwbieżne, zmiana kierunku wirowania jest dokonywana automatyczne z pulpitu operatora.
  • Wytłaczarki badawczeSitech3D mogą być wyposażone w precyzyjny tensometryczny pomiar siły działającej na ślimaki wzdłuż, mechanizm ten dodatkowo rozszerza możliwości prowadzenia badań.
  • Wytłaczarki z przekładnią Vertex II zastępują dwie wytłaczarki, rozszerzając możliwości prowadzenia badań. Nasze wytłaczarki są wyposażone w przekładnie rozdzielającą moment obrotowy, które mogą pracować, jako współbieżne oraz przeciwbieżne, zmiana kierunku wirowania jest dokonywana automatyczne z pulpitu operatora.

Nasze systemy wytłaczania opierają się na doświadczeniu. W naszej szerokiej ofercie znajdują się laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe w kilku rozmiarach – od małych wytłaczarek po duże wytłaczarki aplikacyjne.  W projektowaniu wytłaczarek funkcjonalność i jakość są naszym najwyższym priorytetem. W naszych wytłaczarkach stosowane są wyłącznie komponenty wysokiej jakości, co z kolei gwarantuje i promuje jakość wytłaczanego stopu, a tym samym produktów końcowych. Od indywidualnie zaprojektowanych wytłaczarek po gotowe do użycia linie do wytłaczania laboratoryjnego. Chętnie będziemy do Twojej dyspozycji jako partner od opracowania, przez produkcję, aż po uruchomienie wytłaczarki lub linii do badań.


Nasze laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe oferują elastyczne konfiguracje od małych partii do produkcji w skali pilotażowej lub produkcji małoseryjnej i doskonale nadają się do badań i rozwoju w sektorach polimerów, farmacji, biologii i nanotechnologii.  Nasze wytłaczarki laboratoryjne spełniają szeroki zakres wymagań procesowych nawet w przypadku najtrudniejszych preparatów.

Celem zastosowania opisanych rozwiązań zastosowanych w wytłaczarkach dwuślimakowych jest uzyskanie możliwości prowadzenia badań na dowolnych tworzywach termoplastycznych, polimerach oraz innych materiałach w dużym zakresie temperatur oraz momentów obrotowych ślimaków. Wydajny system grzania i chłodzenia układu uplastyczniającego w połączeniu z możliwościami szybkiego otwarcia i czyszczenia cylindra oraz ślimaków pozwala na dostosowanie wytłaczarki do konkretnego zadania w krótkim czasie. Wytłaczarka szybko reaguje na zmianę temperatur poprzez operatora. Bogate wyposażenie dodatkowe oraz możliwość zmiany konfiguracji dodatkowo rozszerzają możliwości prowadzenia badań.

X

Poproś o kontakt

Imię i nazwisko:

Nazwa Firmy

e-mail

Telefon

Treść:


chat logo
Zadzwoń