Добрый день. С вами компания Мировое оборудование. Сегодня мы поговорим на очень важную тему, а именно, о возможном браке полимерных изделий на производстве пластика, производимого методами литья под давлением и экструзией.
Следует отметить, что каждый брак при переработке сугубо индивидуален, и это зависит от множества факторов. В первую очередь, производители связывают брак изделия с низким качеством сырья. Но на практике, сырье — это самый последний фактор, который имеет смысл рассматривать при наличии брака.
Любой производственный брак начинается с работы и настройки оборудования. Это связано с тем, что образец, который отправлен на производство, запускают на прежних режимах. Технологи и операторы крайне редко заинтересованы в том, чтобы постоянно настраивать все на конкретный образец заново. Они любят работать, не напрягаясь, так как чаще всего работают за оклад. Новое сырьё — это всегда перенастройка режимов. Лучше не забывать о том, что для полноценной проверки, возможно, потребуется поиграть с температурными режимами и настройками охлаждения, рецептурами и так далее, а на это требуется дополнительные килограммы сырья.
Далее, в этой статье, мы рассмотрим отдельные виды брака в различных видах полимерной продукции и разберемся, что нужно сделать, чтобы исключить их появление в производстве. Или, по крайней мере, свести вероятность появления дефектов к минимуму.
Виды брака при переработке полимерных материалов методом экструзии
Первым делом рассмотрим то, с чем иногда приходится сталкиваться при переработке методом экструзии.
1. Виды брака при грануляции полимерных материалов
- В материале имеются включения, гарь.
Возможные причины брака:
1. Завышена температура по зонам.
2. Сбои в системе охлаждения.
3. Плохо очищен экструдер от предыдущей партии.
Способы устранения.
1. Понизить температуру по зонам
2. Проверить работу системы охлаждения.
3. Осуществить чистку. - Из фильеры выходит неоднородная масса, рвутся стренги.
Возможные причины брака:
1. Занижение температуры по зонам.
2. Большая скорость экструзии.
Способы устранения:
1. Повысить температуру.
2. Уменьшить число оборотов шнека. - Изменение цвета материала.
Возможные причины брака:
1. Завышена температура по зонам.
2. Не работает охлаждение неисправность приборов.
3. Неисправность приборов.
4. Попадание композиции другого цвета.
5. Неправильно осуществлялась чистка.
Способы устранения:
1. Понизить температуру по зонам.
2. Проверить работу системы охлаждения.
3. Проверить приборы;
4. выгрузить композицию
5.осуществить чистку. - Обильное выделение газообразных продуктов.
Возможные причины брака:
1. Завышена температура по зонам.
2. Не работает охлаждение зон.
Способы устранения:
1. Снизить температуру по зонам.
2. Проверить работу системы охлаждения.
Видео: производство гранул
2. Виды брака при производстве пленок
- Пониженная прочность пленки.
Возможные причины брака:
1. Перегрев расплава полимера, приводящий к термодеструкции.
2. Не кондиционированное сырье (повышенная влажность, загрязнения, неоднородный состав).
Способы устранения:
1. Понижение температуры по зонам.
2. Сушка в случае влажности, смена сетки или добавление дополнительной сетки в случае загрязнения, добавление первичного материала основной марки в случае неоднородности (например, композиция ПВД+СТР может проявиться понижением прочности, в этом случае, добавляют ПВД). - Повышенная разнотолщинность пленок.
Возможные причины брака:
1. Неравномерность щелевого зазора на голове по всему периметру, и как следствие - исходная разнотолщинность рукава. Продольная.
2. Повышенный уровень пульсации расплава или колебание скорости вращения тянущих валов.
Способы устранения:
1. Регулировка щелевого зазора при помощи микровинтов на положение губок головы.
2. Регулирование скорости вращения валов. - Оптические эффекты в виде «гелики», «рыбий глаз».
Возможные причины брака:
1. Попадание не проплавленных порций сырья в голову.
2. Материалы с разной плотностью (например, ПВД+стр).
3. Плохое промешивание расплава во 2 и 3 зонах экструдера и на сетках.
Способы устранения:
1. Регулирование промешивания сырья при помощи варьирования температуры и давления.
2. Добавление ПВД.
3. Увеличение температуры на 2, 3 зонах. - Пузыри или сплошные отверстия.
Возможные причины брака:
1. Влага или крупные включения.
Способы устранения:
1. Просушка и усиление очистки (сетки). - Спайка сложенного рукава, слипание.
Возможные причины брака:
1. Высокая температура пленки в зазор тянущих валков момент попадания.
Способы устранения:
1. Использование добавок анти-СЛИП (скользящие добавки, предотвращающие слипание) или регулирование системы охлаждения купола (внешнего охлаждения).
Видео: Линия производства стретча.
3. Виды брака при производстве труб
- Шероховатая наружная или внутренняя поверхность труб.
Возможные причины брака:
1. Наличие на материале повышенного содержания влаги или примесей.
2. Загрязнение поверхности формующей части головки.
3. Низкая температуры расплава, когда происходит неустойчивое течение расплава (эластическая турбулентность), и поскольку температура мала, то при калибровании крупные выступы на поверхности трубной заготовки не могут разгладиться, поверхность трубы, которая не калибруется, сохранит или даже усилит тот уровень шероховатости, который получился при экструзии заготовки.
4. Возможно появление дефектов внешнего вида, обусловленных нежелательной сшивкой полимера при слишком высокой температуре переработки.
Способы устранения:
1. Очистка материала или просушка.
2. Прочистка формующей части головы.
3. Увеличение температуры расплава
4. Понижение температуры переработки и в случае, если до этого имело место увеличение значений термопар сверх нормативных. - Несоответствие геометрических размеров изделия чертежам.
Возможные причины брака:
1. Разнотолщинность — из-за неотрегулированного формующего зазора щели.
2. Овальность — из-за смешения дорна относительно оси симметрии дорн-мундштук или из-за овальности калибрующей насадки.
Способы устранения:
1-2. Настройка и регулировка оборудования наладчиком. - Продольные трещины, как непосредственно видимые после изготовления, так и возникающие при контрольных испытаниях труб.
Возможные причины брака:
1. Плохая сварка потоков расплава полимера при его рассечении дорнодержателем.
Способы устранения:
1. Увеличение температуры расплава, а также повышением давления. - Концентрические складки, кольца по длине трубы.
Возможные причины брака:
1. Большая пульсация расплава полимера.
2. Неравномерная скорость отвода трубы тянущим устройством.
3. Неравномерное по времени охлаждения.
Способы устранения:
1-2. Увеличение температуры по зонам и регулирование скорости протяжного механизма.
3. регулирование системы охлаждения.
В основном, все возникающие трудности имеют отношение к наладке оборудования, настройке режимов переработки. А все то, что связано с низким качеством сырья легко излечивается либо заменой, либо установкой дополнительной сетки. В случае влажности – поможет следование ГОСТам переработки полимерных изделий (да, есть и такие). Там ясно написано, что любое сырье, даже первичное, необходимо выдерживать от 1 до 3 суток в сухом отапливаемом помещении в раскрытом виде. Последние 12 часов – в производственном помещении.
Виды брака при переработке полимерных материалов методом литья.
Теперь поговорим о браке, который может проявить себя при переработке методом литья.
- Спаи (холодные спаи, сварные швы, стыковые швы).
Возможные причины брака:
1. Спаи образуются в результате соединения двух (или нескольких) потоков расплава, образующихся при заполнении материалом формы. Образование спая возможно в результате обтекания материалом вставки, находящейся в форме. Вставка разделяет поток расплава на два потока. После вставки да раздельных потока соединяются. Вместе соединения потоков расплав сплавляется под действием давления литья и образуется монолит – спаи (стыковой шов). В месте соединения потоков (в спае) скапливается воздух и влага, которые содержатся расплаве. Приток новых порций расплава отодвигает образовавшийся спай (стыковой шов) к поверхности изделия.
Способы устранения:
1. Добиться улучшения сваривании двух потоков расплава и уменьшить содержание влаги и посторонних загрязнений в расплаве. Для улучшения сваривания температуру материала и температуру формы следует увеличивать, давление литья повышать, скорость впрыска увеличивать. Для снижения влаги материал нужно тщательно сушить перед переработкой.
2. Спай можно устранить декорированием поверхности изделия, если спай не удалось устранить при проектировании. В месте возможного образования спая делают так называемую «шагреневую кожу». Для чего и форме делают определенные рифления. - Серебристые полосы.
Возможные причины брака:
1. Влага.
Способы устранения:
1. Для устранения серебристых полос на поверхности изделий материал перед переработкой нужно тщательно сушить для уменьшения в нем влаги. Уменьшению «серебра» на поверхности изделий способствует понижение температуры материала снижение скорости заполнения формы. - Облой (подлив, грат).
Возможные причины брака:
1. Избыточное давление. Характерно для тонкостенных изделий и изделий с длинными путями течения. Половинки формы приоткрываются и в образовавшийся зазор затекает материал. На изделии образуется облой. Приводит к дополнительной обработке изделий (зачистке) и перерасходу материала.
2. Низкий ПTP, полимер проникает в зазоры половинок формы.
Способы устранения:
1. Организация режима формования со сбросом давления. Если это не удается реализовать, подобрать машину с большим усилием запирания формы, уменьшить давление литья и время выдержки под давлением. А также уменьшить текучесть материала и форме. Для этого можно понизить температуру материала и температуру формы. Устранению облоя способствует понижение давления литья и снижение объемной скорости впрыска. - Плохой съем изделий.
Возможные причины брака:
1. Прилипание материала к внутренним стенкам полости формы.
Способы устранения:
1. Применение модифицирующих добавок, которые создают адгезивный слой между полимером и внутренней поверхностью полости формы.
2. Технологические параметры литья корректируют таким образом, чтобы уменьшить прилипание материала к металлу формы и снизить затекание материала в неровности и шероховатости на поверхности формы. Для этого понижают температуру материала и температуру формы, снижают давление литья и время выдержки под давлением. Уменьшают продолжительность охлаждения. - Пригары.
Возможные причины брака:
1. При впрыске в конце формы образуются замкнутые воздушные полости, в которых материал, затекающий в форму, запирает воздух. При большой скорости впрыска сжатие воздуха происходит мгновенно. В результате, воздух разогревается до 400 – 600 градусов по Цельсию. Этот раскаленные воздух сжигает фронтальные слои материала.
Способы устранения:
1. Уменьшение объемной скорости впрыска. Уменьшении пригаров способствует также снижение давления литья. - Коробление (отклонение от базовой плоскости).
Возможные причины брака:
1. Неравномерное охлаждение участков формы.
Способы устранения:
1. Обеспечение температурной однородности охлаждения, а также, понижение температуры материала и температуры формы, уменьшение давления литья, увеличение объемной скорости впрыска - Недостаточный глянец.
Возможные причины брака:
1. Нарушение температурных режимов обработки.
Способы устранения:
1. Повысить температуру материала и температуру формы, а также увеличить давление литья и объемную скорость впрыска. Поверхность изделия становится более глянцевой, если она в большей мере копирует поверхность формы. Для обеспечения этого, время выдержки под давлением следует увеличивать. - Недоливы (неполное заполнение формы).
Возможные причины брака:
1. Недостаток ПТР материала.
2. Неисправности ТПА, нарушение дозирования материала (износ клапана шнека).
Способы устранения:
1. Повышение температуры материала и температуры формы, увеличение скорости впрыска, повышение давления литья, увеличение хода шнека.
2. Замена клапана наконечника шнека. - Пустоты (каверны и пузыри внутри изделия).
Возможные причины брака:
1. Нарушение дозирования расплава; нарушение технологических параметров литья.
Способы устранения:
1. Увеличить ход шнека (объем впрыска), проверить работу клапана наконечника шнека.
2. Увеличение подпитки материалом формы при охлаждении – повысить давление литья и время выдержки под давлением, а также, повысить температуру формы и размеров впрыска для лучшего заполнения. - Дырки.
Возможные причины брака:
1. Нарушение соосности деталей формы.
Способы устранения:
1. Устранение дефекта соосности деталей формы.
Вы наверняка заметили определенную логику и закономерности устранения брака при экструзии и литье. Теперь вы знаете основные принципы устранения брака в полимерных изделиях.