Мастерство пластиковой экструзии: Процесс, материалы и ключевые применения

Наряду с литьем под давлением, пластиковая экструзия — один из наиболее широко используемых производственных процессов для формовки пластиков и наиболее широко используемый для термопластов. Она используется для создания объектов с непрерывным профилем, таких как трубы, трубки и дверные профили.

Термопластиковая экструзия в ее текущей форме существует почти столетие, но остается мощным инструментом для крупносерийного производства деталей с непрерывным профилем. Клиенты работают с компаниями по пластиковой экструзии для создания кастомной пластиковой экструзии для детали, обычно в больших объемах, но иногда — как с 3ERP — для малосерийного производства.

Эта статья охватывает основы пластиковой экструзии, включая то, как работает процесс, какие виды термопластов могут быть экструдированы, какие продукты делает пластиковая экструзия и сравнение пластиковой экструзии с алюминиевой экструзией.

Процесс пластиковой экструзии

Чтобы понять процесс пластиковой экструзии, полезно получить представление о том, что такое экструдер и как он работает. Обычно экструдер содержит следующие части:

• Бункер, где хранится сырой пластик
• Питательное горлышко, где пластик входит в барабан из бункера
• Нагретый барабан, содержащий винт, приводимый в действие двигателем винта, который выталкивает материал к подающей трубе
• Разрушительная пластина, оснащенная экранами для фильтрации материала и поддержания давления
• Подающая труба, где теперь расплавленный материал выходит из барабана и доставляется к матрице
• Матрица, которая формирует материал в желаемый профиль экструзии
• Отдельная система охлаждения, помогающая экструзии затвердеть равномерно

Процесс пластиковой экструзии начинается с заполнения бункера твердым сырьем в форме, например, гранул или хлопьев. Материал гравитационно подается через питательное горлышко и в барабан экструдера.

Как только материал входит в барабан, он начинает нагреваться через три или более тепловые зоны. (Тепловые зоны могут быть холоднее у питательного горлышка и горячее у матрицы, чтобы позволить плавлению постепенно.) Пока он нагревается, материал одновременно толкается к концу барабана матрицы возвратно-поступательным винтом, приводимым в действие мотором. Винт и давление также генерируют тепло, поэтому тепловые зоны сами по себе не должны быть такими горячими, как требуемая температура экструзии.

Расплавленный пластик выходит из барабана через экран, усиленный разрушительной пластиной. Этот экран удаляет загрязнения из материала и поддерживает равномерное давление внутри барабана. Материал проходит через подающую трубу в кастомную матрицу, которая была механически обработана с отверстием, формой как желаемый профиль экструзии, для создания кастомной пластиковой экструзии.

Когда выталкивается через матрицу, материал принимает форму отверстия матрицы, завершая процесс экструзии. Полностью проходя через матрицу, профиль экструзии охлаждается в водяной ванне или через набор охлаждающих роликов, вызывая его затвердевание.

Пластики для экструзии

Пластиковая экструзия работает с рядом разных термопластов. Эти материалы нагреваются до температуры достаточно высокой, чтобы расплавить материал, но не настолько высокой, чтобы вызвать термическое разложение. Эта температура отличается от одного пластика для экструзии к следующему.

Пластики для экструзии обычно подаются в экструдер в форме пластиковых гранул, похожих на используемые для литья под давлением. Другие формы включают порошки, хлопья и гранулы.

Распространенные пластики для экструзии включают:

• Полиэтилен (полиэтилен): Экструдируется между 400°C (низкой плотности) и 600°C (высокой плотности)
• Полистирол: ~450°C
• Нейлон: Между 450°C и 520°C
• Полипропилен: ~450°C
• ПВХ: Между 350°C и 380°C

В определенных случаях желаемый пластик для экструзии может быть эластомером или термореактом вместо термопласта.

Применения пластиковой экструзии

Компании по пластиковой экструзии могут делать разнообразие деталей, просто пока деталь имеет последовательный профиль. Профили пластиковой экструзии идеальны для трубок, дверных профилей, автомобильных деталей и многого другого.

Трубы и трубки

Пластиковые трубопроводы и трубки, иногда сделанные из ПВХ или вышеупомянутых термопластов, — распространенное применение пластиковой экструзии, потому что у него простой цилиндрический профиль. Наружные водосточные желоба — один пример экструдированных трубок.

Изоляция проводов

Многие термопласты имеют отличную электрическую изоляцию и термическую стабильность, делая их подходящими для экструдированной изоляции проводов и кабелей и оболочек. Компании по пластиковой экструзии могут также использовать фторополимеры для этой цели.

Оконные и дверные профили

Пластиковые дверные и оконные рамы высоко подходят для экструзии из-за их непрерывного профиля и длины. ПВХ — популярный материал для этого применения пластиковой экструзии и всех профилей пластиковой экструзии, связанных с бытовыми приспособлениями.

Жалюзи

Оконные жалюзи (шторы), состоящие из множества идентичных ламелей, могут быть экструдированы с использованием термопласта. Профиль обычно короткой длины, иногда с одной скругленной стороной. Полистирол обычно используется для фальшивых деревянных венецианских жалюзи.

Погодозащита

Компании по пластиковой экструзии часто делают продукты погодозащиты — заезжаторы, например, чьи профили пластиковой экструзии спроектированы для тесного прилегания к дверным и оконным рамам. Резины — распространенные материалы погодозащиты.

Дворники и скребки

Дворник автомобиля обычно экструдирован. Пластик для экструзии может быть синтетическим резиновым материалом вроде этилен-пропилен-диен-метилен, или компания по пластиковой экструзии может выполнять ко-экструзию синтетического резина с натуральным резином. Ручные скребки работают похожим образом на дворники.

Пластиковая экструзия против алюминиевой экструзии

Помимо термопластов, возможно экструдировать алюминиевые детали с непрерывным профилем.

Преимущества использования алюминия для экструдированных деталей включают легкость, проводимость и перерабатываемость, и распространенные применения алюминиевой экструзии включают прутки, трубки, проволоку, трубопроводы, ограждения, треки, рамы и радиаторы.

В отличие от пластиковой экструзии, алюминиевая экструзия может быть горячей или холодной: горячая экструзия происходит при температуре между 350°C и 500°C, а холодная экструзия происходит при комнатной температуре. Узнайте больше об алюминиевой экструзии.

3ERP — одна из небольшой группы компаний, предлагающих малосерийную кастомную пластиковую экструзию. Большинство компаний по пластиковой экструзии не примут малые заказы, но 3ERP и наша сеть партнеров могут удовлетворить ваши потребности в прототипировании и краткосрочном производстве. Свяжитесь для бесплатной котировки.