ما هو الطارد؟ كيفية إعداد جهاز البثق؟

ما هو الطارد؟

الطارد هو قطعة من المعدات المستخدمة على نطاق واسع في عملية التصنيع. وهي تُستخدم بشكل أساسي لتشكيل المواد الخام إلى منتجات ذات أشكال محددة عن طريق تسخينها وصهرها وبثقها، وتسمى هذه العملية بالبثق. وتسمى هذه العملية بالبثق وتستخدم عادةً لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد بما في ذلك البلاستيك ومنتجات المطاط والمعادن والمواد الغذائية وغيرها.

مبدأ العمل

يعتمد مبدأ عمل الطارد على عملية بسيطة وفعالة. أولاً، يتم تغذية المواد الخام (عادةً المواد الحبيبية) في الطارد من خلال نظام تغذية. داخل الماكينة، يدور برغي ويدفع المادة الخام إلى برميل ساخن. هنا، يتم تسخين المادة الخام وصهرها إلى حالة تدفق قابلة للبثق. وأخيرًا، يتم بثق المادة المنصهرة من خلال قالب لتشكيل شكل المقطع العرضي المطلوب، وأخيرًا يتم تبريدها وتصلبها في المنتج النهائي.

المكونات الرئيسية

يتكون الطارد بشكل أساسي من عدة مكونات رئيسية مثل نظام التغذية والبرغي والبرميل والقالب.

• نظام التغذية: مسؤول عن نقل المواد الخام إلى داخل الطارد.
• البرغي والبرميل: يدور البرغي في البرميل لضغط المواد الخام وتسخينها وصهرها.
• رأس القالب: يحدد الشكل النهائي للمادة المبثوقة. يمكن تصميم رؤوس القوالب بأشكال مختلفة وفقًا لمتطلبات المنتج.

مجالات التطبيق

• صناعة البلاستيك: تنتج العديد من المنتجات البلاستيكية، مثل الأنابيب والصفائح والأفلام وما إلى ذلك.
• صناعة المطاط: تصنيع موانع التسرب المطاطية والخراطيم وغيرها.
• معالجة المعادن: بثق المواد المعدنية لاستخدامها في البناء والسيارات وغيرها من المجالات.
• الصناعات الغذائية: إنتاج الأطعمة المختلفة، مثل المعكرونة والوجبات الخفيفة وغيرها.

جعلت المجموعة الواسعة من استخدامات آلات البثق من المعدات التي لا غنى عنها في التصنيع الحديث، كما أن كفاءتها ومرونتها تجعلها تلعب دورًا رئيسيًا في مختلف الصناعات. ومع التقدم المستمر للتكنولوجيا، فإن تصميم آلات البثق ونظام التحكم فيها يتطور باستمرار للتكيف مع احتياجات السوق المتغيرة.

أنواع مختلفة من آلات البثق

يمكن تقسيم آلات البثق إلى أنواع عديدة وفقًا لهياكلها ومبادئ عملها، ومن بينها آلات البثق أحادية اللولب وآلات البثق ثنائية اللولب وهما نوعان شائعان.

آلة بثق أحادية اللولب

الهيكل ومبدأ العمل:

يتكون الطارد أحادي اللولب من برغي يدور في برميل. ويدفع دوران البرغي المادة الخام إلى مخرج الطارد، حيث يتم تسخينها وصهرها لتشكيل شكل المنتج المطلوب في النهاية.

نطاق التطبيق:

تعد آلات البثق أحادية اللولب مناسبة لمعالجة بعض المواد البسيطة نسبيًا، مثل الكريات البلاستيكية العادية. وهي تستخدم عادة في إنتاج الأنابيب والأفلام والأسلاك وما إلى ذلك.

آلة بثق ثنائية اللولب

المزايا وسيناريوهات التطبيق:

يحتوي جهاز البثق ثنائي اللولب على برغيين يعملان معًا أو يدوران في اتجاهين متعاكسين. وبالمقارنة مع آلات البثق أحادية اللولب، فإن آلات البثق ثنائية اللولب تتمتع بكفاءة بثق أعلى وإمكانية تطبيق أوسع. فهي تتيح خلطًا ومعالجة أكثر اتساقًا لمجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك الخلطات المعقدة. لذلك، تُستخدم آلات البثق ثنائية اللولب على نطاق واسع في المطاط والسبائك البلاستيكية والأغذية والمعدات الطبية وغيرها من الصناعات.

قارن بين مزايا وعيوب آلات البثق أحادية اللولب:

بالمقارنة مع آلات البثق أحادية اللولب، فإن آلات البثق ثنائية اللولب تتمتع بتأثيرات خلط أفضل وقدرات إنتاجية أعلى. ومع ذلك، فإن هيكل الطارد ثنائي اللولب معقد، وقد تكون الصيانة والتشغيل مرهقة نسبيًا. عند اختيار نوع الطارد، هناك مفاضلات تعتمد على احتياجات الإنتاج المحددة وخصائص المواد.

كيف يتم إعداد الطارد؟

يتأثر أداء جهاز البثق وكفاءة إنتاجه بالعديد من المعلمات الرئيسية. إعدادات المعلمات الصحيحة هي المفتاح لضمان عملية بثق مستقرة وجودة منتج ممتازة.

التحكم في درجة الحرارة:

تأثير درجة حرارة البثق: تؤثر درجة الحرارة بشكل مباشر على ذوبان وسيولة المواد الخام، مما يؤثر تأثيرًا مهمًا على أداء المنتج النهائي ومظهره.

كيفية إعداده: قد تتطلب الأنواع المختلفة من المواد الخام والمنتجات درجات حرارة بثق مختلفة. وعادةً ما تحتوي أجهزة البثق على مناطق تسخين متعددة حيث يمكن ضبط درجات الحرارة بشكل فردي لضمان الذوبان والتشكيل المناسبين.

التحكم في الضغط والتدفق:

أهمية الضغط: يؤثر الضغط بشكل مباشر على سرعة البثق وشكل المواد الخام، وله تأثير مباشر على حجم المنتج ومظهره.

تحسين معدل التدفق: يمكن أن يؤدي تحسين معدل التدفق إلى تحسين كفاءة الإنتاج وضمان البثق المنتظم.

سرعة اللولب

يؤثر على سرعة البثق وتأثير الخلط: تؤثر سرعة دوران اللولب اللولبي بشكل مباشر على سرعة البثق وتأثير الخلط، ويجب تعديلها وفقًا لخصائص المواد الخام ومتطلبات المنتج.

طريقة الضبط: التحكم في سرعة دوران البرغي عن طريق ضبط سرعة المحرك.

نظام التبريد:

التحكم في سرعة التبريد: تؤثر سرعة التبريد بشكل مباشر على حجم المنتج ومظهره. قد يتسبب التبريد السريع جدًا أو البطيء جدًا في حدوث مشاكل.

طريقة الإعداد: اضبط تدفق المياه ودرجة حرارة نظام التبريد لضمان معدل تبريد مناسب.

تصميم القالب وتعديله:

يؤثر على شكل المنتج: يحدد تصميم وتعديل رأس القالب بشكل مباشر شكل المادة المبثوقة ويحتاج إلى ضبطه بدقة وفقًا لمتطلبات تصميم المنتج.

طريقة الضبط: التحكم في شكل المنتج عن طريق ضبط فتحة القالب وشكله.

سرعة تشغيل الماكينة:

كفاءة الإنتاج: ترتبط سرعة التشغيل ارتباطًا مباشرًا بكفاءة إنتاج الطارد ويجب ضبطها بشكل معقول وفقًا لمواصفات المنتج ومتطلبات الجودة.

ضغط الماسورة:

يؤثر على ذوبان المواد الخام: يرتبط إعداد ضغط الأسطوانة ارتباطًا مباشرًا بعملية انصهار المواد الخام في الأسطوانة، ويجب ضبطه وفقًا لنقطة انصهار وسيولة المواد الخام.

يمكن أن يؤدي ضبط هذه المعلمات الرئيسية بشكل صحيح إلى تحسين كفاءة إنتاج الطارد وضمان جودة المنتج المستقرة. عند ضبط المعلمات، من الضروري مراقبة حالة تشغيل الطارد عن كثب وإجراء التعديلات في الوقت المناسب وفقًا للحالة الفعلية لتلبية متطلبات المعالجة للمواد والمنتجات المختلفة.

كيفية تحديد معلمات اللولب للمواد الخام المختلفة؟

الكمبيوتر

سمات:

بلاستيك غير متبلور، لا توجد نقطة انصهار واضحة، درجة حرارة التحول الزجاجي 140 درجة مئوية ~ 150 درجة مئوية، درجة حرارة الانصهار 215 درجة مئوية ~ 225 درجة مئوية، درجة حرارة التشكيل 250 درجة مئوية ~ 320 درجة مئوية.

يتميز بلزوجته العالية وحساس لدرجة الحرارة. ويتمتع بثبات حراري جيد ضمن نطاق درجة حرارة المعالجة العادية. لا يتحلل بشكل أساسي عند بقائه عند درجة حرارة 300 درجة مئوية لفترة طويلة. يبدأ في التحلل عندما يتجاوز 340 درجة مئوية. اللزوجة أقل تأثراً بمعدل القص.

عالية الامتصاص.

اختيار معلمة البرغي:

• يتميز L/D بخصائص الاستقرار الحراري الجيد واللزوجة العالية. لتحسين تأثير التلدين، يجب اختيار نسبة عرض إلى ارتفاع كبيرة قدر الإمكان. وبسبب نطاق درجة حرارة الانصهار الواسع، يتم استخدام المسمار التدريجي. L1=30% من الطول الكلي، L2=46% من الطول الكلي.
• يجب أن تتكيف نسبة الضغط ε مع معدل الانصهار من التدرج A، ولكن لا يمكن حساب معدل الانصهار في الوقت الحالي. وفقًا لخصائص معالجة PC من الذوبان من 225 درجة مئوية إلى 320 درجة مئوية، يمكن أن تكون قيمة التدرج A متوسطة نسبيًا. القيمة العليا، عندما يكون L2 أكبر، يكون التدرج اللولبي العادي ε=2~3.
• يمكن أن تكون المعلمات الأخرى مثل e، وs، وφ والفجوة مع البرميل هي نفسها مثل البراغي العادية الأخرى.

ب م أ م أ

سمات:

• تبلغ درجة حرارة التحول الزجاجي 105 درجة مئوية، ودرجة حرارة الانصهار أكبر من 160 درجة مئوية، ودرجة حرارة التحلل 270 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة التشكيل واسع جدًا.
• لزوجة عالية، وسيولة ضعيفة، وثبات حراري جيد.
• امتصاص قوي للماء.

اختيار معلمة البرغي:

• يحدد L/D برغيًا متدرجًا بنسبة عرض إلى ارتفاع من 20 إلى 22. اعتمادًا على متطلبات الدقة لقولبة المنتج، بشكل عام L1=40% وL2=40%.
• يتم تحديد نسبة الضغط ε بشكل عام من 2.3 إلى 2.6.
• وبالنظر إلى قابليتها المحددة للماء، تم اعتماد هيكل حلقة الخلط في الطرف الأمامي للولب.
• يمكن تصميم المعلمات الأخرى بشكل عام وفقًا للولب العالمي، ويجب ألا تكون الفجوة مع البرميل صغيرة جدًا.

السلطة الفلسطينية

سمات:

• هناك أنواع عديدة من البلاستيك البلوري، والأنواع المختلفة لها درجات انصهار مختلفة، ونطاق درجة الانصهار ضيق. وتبلغ درجة انصهار PA66 شائعة الاستخدام 260 درجة مئوية ~ 265 درجة مئوية.
• لزوجة منخفضة، وسيولة جيدة، ونقطة انصهار واضحة نسبيًا، وثبات حراري ضعيف.

اختيار معلمة البرغي:

• يختار L/D برغيًا متحولًا بنسبة عرض إلى ارتفاع من 18 إلى 20.
• يتم اختيار نسبة الضغط بشكل عام من 3 إلى 3.5، من بينها h3=0.07 إلى 0.08D لمنع التحلل الزائد.
• وبسبب اللزوجة المنخفضة، يجب أن تكون الفجوة بين الحلقة غير المرتجعة والبرميل صغيرة قدر الإمكان، حوالي 0.05، والفجوة بين البرغي والبرميل حوالي 0.08. إذا لزم الأمر، اعتمادًا على المادة، يمكن تجهيز الواجهة الأمامية بحلقة غير مرتجعة، ويجب أن تكون الفوهة ذاتية الغلق.
• يمكن تصميم المعلمات الأخرى وفقًا للمسمار العام.

حيوان أليف

سمات:

• نقطة الانصهار هي 250 ℃ ~ 260 ℃، ودرجة حرارة التشكيل لـ PET بدرجة نفخ الصب أوسع، حوالي 255 ℃ ~ 290 ℃.
• يتميز البولي إيثيلين تيرفثالات البولي إيثيلين تيرفثالات PET بدرجة لزوجة عالية، وتؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على اللزوجة، كما أن ثباته الحراري ضعيف.

اختيار معلمة البرغي

• يؤخذ L/D بشكل عام على أنه 20، والتوزيع ثلاثي الأقسام L1=50%-55%، L2=20%.
• استخدم برغي ذو نسبة قص منخفضة ونسبة ضغط منخفضة. تكون نسبة الضغط ε بشكل عام من 1.8 إلى 2. وفي الوقت نفسه، يؤدي القص والسخونة الزائدة إلى تغير اللون أو التعتيم h3=0.09D.
• لا توجد حلقة خلط في الطرف الأمامي للولب لمنع ارتفاع درجة الحرارة وتراكم المواد.

PVC

سمات:

• ليس لها نقطة انصهار واضحة، وتصبح لينة عند 60 درجة مئوية، وتصبح لزجة مرنة عند 100 درجة مئوية ~ 150 درجة مئوية، وتنصهر عند 140 درجة مئوية وتتحلل في نفس الوقت، وتتحلل بسرعة عند 170 درجة مئوية، وتكون نقطة التليين قريبة من نقطة التحلل، وتتحلل وتطلق غاز HCl.
• الثبات الحراري ضعيف، ودرجة الحرارة والوقت يسببان التحلل، والسيولة ضعيفة.

اختيار معلمة البرغي:

• التحكم في درجة الحرارة صارم، ويجب أن يكون تصميم البرغي منخفضًا قدر الإمكان لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• يجب أن يكون البرغي والماسورة مقاومين للتآكل.
• يجب التحكم بدقة في عملية القولبة بالحقن.
• بشكل عام، معلمات البرغي هي L/D=16 ~ 20، h3=0.07D، ε=1.6 ~ 2، L1=40%، L2=40%.
• من أجل منع تراكم المواد، لا توجد حلقة عدم رجوع، ومستدق الرأس هو 20 درجة ~ 30 درجة، وهو أكثر ملاءمة للمطاط اللين. إذا كانت متطلبات المنتج أعلى، يمكن استخدام برغي منفصل بدون قسم قياس. هذا النوع من البراغي مناسب للـ PVC الصلب. إنه أكثر ملاءمة، ومن أجل التعاون مع التحكم في درجة الحرارة، تتم إضافة مياه التبريد أو فتحات الزيت داخل البرغي في قسم التغذية، ويتم إضافة الماء البارد أو خزان الزيت خارج البرميل. تبلغ دقة التحكم في درجة الحرارة حوالي ± 2 ℃.