Polyamide (PA, nylon) và Polyoxymethylene (POM, acetal) là các loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật đặt ra những thách thức đặc biệt trong quá trình ép đùn tấm. Không giống như các loại nhựa thông thường như PS hoặc PP, những vật liệu này yêu cầu kiểm soát quy trình chặt chẽ hơn, thiết kế vít chuyên dụng và xử lý sau ép đùn cẩn thận. Hướng dẫn này tập trung vào những cân nhắc trong thực tế sản xuất và cung cấp các thông số tham khảo để có được giấy đầu ra ổn định, chất lượng cao.
PA (Polyamit)
Nhựa kỹ thuật bán tinh thể có độ bền cơ học tuyệt vời, chống mài mòn và ổn định hóa học.
Nhạy cảm với độ ẩm: PA hấp thụ độ ẩm từ khí quyển (lên tới 0,5% trong 24 giờ đối với một số loại), chất này bị thủy phân ở nhiệt độ nóng chảy, gây ra khuyết tật bề mặt và giảm trọng lượng phân tử -5.
Phạm vi nhiệt độ xử lý: thường là 230–280°C tùy theo loại.
POM (Polyoxymethylene / Acet)
Độ cứng cao, độ ma sát thấp, độ ổn định kích thước tuyệt vời và khả năng chống mỏi vượt trội—thường được sử dụng làm chất thay thế kim loại trong các ứng dụng ô tô và công nghiệp -5.
Rủi ro suy thoái nhiệt: POM có cửa sổ xử lý hẹp; nhiệt độ nóng chảy thường không được vượt quá 205–225°C đối với các loại chất đồng nhất.
Khả năng hấp thụ độ ẩm thấp hơn PA, nhưng vẫn nên sấy khô trước cho các ứng dụng quan trọng.
Cân nhắc thiết kế vít
Vít là trái tim của đường dây. Để ép đùn POM, nên sử dụng hình học trục vít ba phần với các thông số chung sau:
| tham số | Khuyến nghị chung |
|---|---|
| Chiều dài tổng thể (L/D) | 20–30 ngày |
| Độ dài phần nguồn cấp dữ liệu | 8–9 D |
| Chiều dài phần nén | 3–5 D |
| Chiều dài phần đo sáng | 9–12 D |
| Độ sâu bay của phần cấp liệu (hₑ) | 7–8 mm (đối với vít Ø 45–60mm) |
| Độ sâu bay của phần đo (hₐ) | 2,5–4 mm |
Những điểm chính:
Nên sử dụng vít có lỗ thông hơi (hai giai đoạn) để ép đùn POM. Vùng giảm áp cho phép hơi ẩm và chất dễ bay hơi thoát ra qua cổng chân không, giảm khuyết tật bề mặt và loại bỏ nhu cầu sấy khô trước riêng biệt trong nhiều trường hợp -4-10.
Vật liệu trục vít phải là 38CrMoAl được xử lý thấm nitơ (HRC 55–60, độ sâu thấm nitơ ≥0,6mm) để có khả năng chống mài mòn -2.
Thông số kỹ thuật máy đùn sản xuất/phòng thí nghiệm điển hình -2
| Thành phần | Phạm vi đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| Đường kính trục vít | Φ20mm (phòng thí nghiệm) đến Φ90mm+ (sản xuất) |
| Tỷ lệ L/D | 28:1–30:1 |
| Tốc độ trục vít | 0–285 vòng/phút (điều khiển tần số thay đổi) |
| Khu vực sưởi ấm thùng | 3–5 vùng |
| Khu vực gia nhiệt khuôn | 2–3 vùng |
| Hệ thống làm mát | Làm mát bằng quạt nhiều tầng hoặc làm mát bằng nước |
| Hệ thống điều khiển | PLC với màn hình cảm ứng màu, theo dõi nhiệt độ/áp suất |
Cài đặt nhiệt độ cho Tấm POM -3-4
| Vùng | Phạm vi nhiệt độ (° C) |
|---|---|
| Vùng vận chuyển rắn (thức ăn) | 170–175 |
| Vùng nóng chảy | 175–180 |
| Khu vực truyền tải nóng chảy | 180–185 |
| Bộ chuyển đổi/chuyển tiếp | 175–180 |
| chết | 175–185 |
| Nhiệt độ nóng chảy (mục tiêu) | 180–205 (copolyme), 205–225 (đồng trùng hợp) |
Lưu ý: Đối với các loại polyme đồng nhất POM (ví dụ: Delrin®), nhiệt độ nóng chảy không được vượt quá 225°C để tránh bị phân hủy. Đối với các tấm dày hơn, hãy duy trì nhiệt độ nóng chảy dưới 180°C để ngăn chặn các khoảng trống bên trong -3.
Cài đặt nhiệt độ cho tấm PA (Nylon)
| Vùng | Phạm vi gần đúng (° C) |
|---|---|
| Vùng thức ăn | 220–240 |
| Vùng nén | 240–260 |
| Vùng đo sáng | 250–280 |
| chết | 250–270 |
Nhiệt độ cuộn lịch -3
Đối với tấm POM, nhiệt độ của chồng ba cuộn thường dao động từ 130°C đến 170°C, tùy thuộc vào độ dày của tấm. Cuộn trên cùng thường được đặt cao hơn một chút so với cuộn giữa, cuộn dưới sẽ nguội nhất. Đối với PA, nhiệt độ cuộn phải cao hơn để tránh hiện tượng đông đặc sớm.
Ví dụ về sản xuất tấm POM -3
Máy: Máy đùn 90mm Ø, 30D
Kích thước tấm: 770mm × 1.6mm
Tốc độ trục vít: 25 vòng/phút
Tốc độ cất cánh: 0,63 m/phút
Công suất: ~68 kg/giờ
Ví dụ về sản xuất tấm POM (tấm dày) -3
Sản phẩm: Thanh có đường kính 60mm (áp dụng nguyên tắc tương tự cho tấm dày)
Tốc độ trục vít: 42 vòng/phút
Tốc độ cất cánh: 20 mm/phút (mỗi khoang)
Công suất: ~17 kg/giờ
Tốc độ khởi động và hoạt động bình thường -4
Tốc độ trục vít ban đầu trong quá trình khởi động: 3–4 vòng/phút
Tốc độ hoạt động bình thường: 10–12 vòng/phút (điều chỉnh dựa trên yêu cầu đầu ra và áp suất khuôn)
Quản lý độ ẩm
PA phải được làm khô trước (thường là 3–4 giờ ở 80–100°C) để ngăn chặn sự phân hủy do thủy phân. POM được hưởng lợi từ việc sấy khô (3 giờ ở 100–110°C) hoặc có thể sử dụng thiết kế máy đùn có lỗ thông hơi để loại bỏ độ ẩm trong dây chuyền -3-5.
Đối với POM, thiết kế vít có lỗ thông hơi giúp loại bỏ nhu cầu sấy khô trước riêng biệt, đơn giản hóa đáng kể quá trình sản xuất. Bằng sáng chế năm 2012 mô tả phương pháp này: hơi ẩm bốc hơi trong quá trình làm dẻo và được chiết xuất qua cổng chân không, giảm mức tiêu thụ năng lượng và chi phí thiết bị -4-10.
Thiết kế khuôn
Khuôn rãnh chữ T với môi có thể điều chỉnh là tiêu chuẩn. Đối với POM, thân khuôn phải được duy trì ở nhiệt độ đồng đều (ví dụ: 185°C trên khắp khuôn) để đảm bảo dòng chảy nhất quán -3.
Đối với các tấm chắn nhiều lớp kết hợp PA, có sẵn dây chuyền ép đùn đồng thời với 5–9 lớp, với công suất 500–800 kg/h và chiều rộng tấm là 800–1200mm -6-8.
Kiểm soát áp suất
Duy trì áp suất đầu vào khuôn nhất quán là rất quan trọng để có độ đồng đều về độ dày. Nên sử dụng máy bơm nóng chảy giữa máy đùn và khuôn cho các ứng dụng chính xác.
Cả hai tấm PA và POM đều thể hiện ứng suất bên trong do làm mát không đồng đều. Đối với các bộ phận có độ chính xác cao, ủ (xử lý nhiệt) là cần thiết -3-4.
Lịch trình ủ POM (Khuyến nghị) -4-10
| Sân khấu | Nhiệt độ (°C) | Thời lượng / Ghi chú |
|---|---|---|
| 1 | 40 | Tăng tốc, 20 phút |
| 2 | 70 | Tăng tốc, 20 phút |
| 3 | 70 | Giữ, 180 phút |
| 4 | 100 | Tăng tốc, 20 phút |
| 5 | 100 | Giữ, 180 phút |
| 6 | 135 | Tăng tốc, 20 phút |
| 7 | 135 | Giữ: độ dày (mm) × 2 × 60 phút |
| 8 | 100 | Hạ nhiệt, 20 phút |
| 9 | 100 | Giữ, 180 phút |
| 10 | 70 | Hạ nhiệt, 20 phút |
| 11 | 70 | Giữ, 180 phút |
| 12–13 | 40 | Làm nguội và giữ lần cuối |
Quy tắc ủ POM chung -3
Nhiệt độ: 140–145°C (nhiệt độ cao hơn không có tác dụng; nhiệt độ thấp hơn không làm giảm căng thẳng)
Thời lượng: 10 phút trên 1mm độ dày của tường
| Vấn đề | Nguyên nhân có thể xảy ra | Giải pháp |
|---|---|---|
| Bề mặt vệt bạc/bong bóng | Độ ẩm tan chảy | Làm khô PA thật kỹ; kiểm tra hoạt động của vít thông hơi cho POM |
| Ố vàng/đổi màu | Quá nóng (POM) | Giảm nhiệt độ thùng/khuôn; kiểm tra nhiệt độ nóng chảy |
| Sự thay đổi độ dày | Biến động áp suất | Lắp đặt máy bơm tan chảy; kiểm tra độ ổn định tốc độ trục vít |
| Dấu cuộn/dính | Nhiệt độ cuộn quá cao/thấp | Điều chỉnh độ dốc nhiệt độ ba cuộn |
| Độ ổn định kích thước kém | Căng thẳng bên trong | Tờ ủ theo lịch trình khuyến nghị |
| Sự hình thành/xuống cấp của khuôn | Thời gian cư trú quá mức | Giảm tốc độ vít; thanh lọc trước khi tắt máy |
Phòng thí nghiệm / Dây chuyền thí điểm -2
Vít: Φ20mm, 28:1 L/D
Đầu ra: phụ thuộc vào vật liệu
Tốc độ: 0–285 vòng/phút
Tốc độ con lăn: 0–15 vòng/phút (lịch), 0–20 vòng/phút (cất cánh)
Nguồn điện: 380V, 50Hz, 3 pha
Trọng lượng: ~175 kg
Dây chuyền sản xuất (Nhiều lớp) -8
Model máy đùn: 120/75/50/60/75 (cấu hình 7 lớp)
Chiều rộng sản phẩm: 800–1200mm
Phạm vi độ dày: 0,05–0,5mm
Công suất: 500–800 kg/h
Dòng tấm POM dày-9
Có khả năng sản xuất tấm có độ dày lên tới 25–70mm
Thích hợp cho các tấm POM dày dùng làm vật liệu thay thế kim loại trong các ứng dụng máy móc
Việc ép đùn tấm PA và POM đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc hơn về hành vi của vật liệu so với các loại nhựa thông thường tiêu chuẩn. Các yếu tố thành công chính bao gồm:
Lựa chọn vít thích hợp—thiết kế có lỗ thông hơi để quản lý độ ẩm
Kiểm soát nhiệt độ chính xác—đặc biệt quan trọng đối với POM để tránh sự xuống cấp
Ủ sau ép đùn—cần thiết để giảm căng thẳng và độ chính xác về kích thước
Độ ổn định áp suất nóng chảy—đạt được thông qua máy bơm tan chảy và cấp liệu ổn định
Với việc kiểm soát thông số cẩn thận và cấu hình thiết bị phù hợp, dây chuyền ép đùn tấm PA và POM có thể tạo ra các tấm kỹ thuật chất lượng cao một cách đáng tin cậy cho các ứng dụng ô tô, công nghiệp và chính xác.
-
