يستخدم البثق بشكل متزايد تحبيب تحت الماء لإنتاج البوليمرات الهندسية ، بما في ذلك الراتنجات مثل PET والنايلون والبولي. هذه الراتنجات لها خصائص "صعبة" مثل انخفاض اللزوجة و/أو التبريد السريع أو درجة حرارة الذوبان العالية.
بالمقارنة مع تحبيب الشريط ، فإن الحبيبات تحت الماء لها مزايا جودة الجسيمات الجيدة ، ودرجة عالية من الأتمتة ، والتكلفة المنخفضة. ومع ذلك ، بالمقارنة مع راتنجات السلع الأساسية الأقل حساسية مثل البولي إيثيلين أو البولي بروبيلين أو البوليسترين ، هناك خطر أكبر من تجميد العفن عند إنتاج راتنجات هندسية مثل تلك المذكورة في الفقرة السابقة.
عادةً ما تستخدم الكوارث تحت الماء موتًا دائريًا مع 10 إلى 20 أو حتى مئات من الثقوب. يمكن تصميم النظام للمضاعفة في أي مكان من بضع مئات إلى 20000 جنيه في الساعة. (يتم استخدام الحبيبات الكبيرة لإنتاج البثق.)
أسباب تجميد فتحة العفن
عادة ما يكون قطر ثقب القالب 0.125 بوصة ، ولكن بالنسبة للجزيئات الأصغر ، يمكن أن يكون صغيرًا يصل إلى 0.01 بوصة أو أكبر من 0.20 بوصة. يبلغ إخراج كل ثقب حوالي 25-100 رطل في الساعة ، ولكن متوسط الناتج من فتحة القالب 0.125 بوصة حوالي 30 رطلاً في الساعة.
يتمثل مفتاح التحبيب تحت الماء في نقل ما يكفي من البلاستيك الحراري من خلال ثقوب القالب للحفاظ على الثقوب عند درجة حرارة انصهار الراتنج ، بينما يتلامس رأس الذوبان والقالب بالماء عند درجة حرارة أقل من مئات الدرجات. القوالب المعدنية عبارة عن موصلات حرارية ممتازة ، لذلك ما لم يكن هناك تدفق بوليمر كافٍ عبر ثقوب القالب ، فإن الماء سيبرد الثقوب وسيقوم البوليمر بالتوليد داخلها. ومع ذلك ، لا يمكن للمعالج على الفور معرفة أن هذا الانسداد قد حدث.
المشكلة هي أنه إذا تم حظر ثقوب العفن أو أكثر من البوليمر ، فستنخفض كفاءة رأس القالب. في نهاية المطاف ، ستؤثر الثقوب المحظورة على تدفق الثقوب المحيطة ، مما يؤدي إلى جزيئات الانتهاء الأكبر وغير المنتظمة وانخفاض العائد. في النهاية ، من الضروري إيقاف خط الإنتاج تمامًا لتنظيف ثقوب القوالب.
الأسباب الرئيسية لتجميد العفن هي كما يلي: تسلسل البداية غير لائق للبوليمر ، وتدفق المياه ، وتشغيل القاطع ؛ عدم كفاية التدفئة والعزل للقالب ، وكذلك تقلبات العملية. عدم النظر في صيغة المواد (الراتنج ومستوى الحشو ونوع الحشو - يمكن أن يؤدي امتصاص الحرارة أو إجراءها) إلى مشاكل. لكن لا يمكنك تغيير الوصفة لإرضاء الحبيبات ، يجب تصميمها لتشغيل معظم الوصفات.
اضبط عملية البدء في الحبيبات
يحدث معظم تجميد ثقب القالب أثناء بدء التشغيل ، عندما يجب أن تبدأ الراتنج وماء التبريد والقطعة بالترتيب الصحيح. إذا بدأ الراتنج يتدفق عبر القالب وتشارك الأداة قبل أن يصل الماء إلى سطح القالب ، فسوف يتسبب في تشويه اللطخ والراتنج خارج ثقوب خزان المياه. إذا وصل الماء إلى سطح القالب قبل أن يبدأ البوليمر في التدفق ، فإن التبريد المفرط يمكن أن يتسبب في تجميد المسام.
في أنظمة الحبيبات في وقت مبكر تحت الماء ، يتحكم المشغلون الماهرون يدويًا في هذا التسلسل. بدءًا من أوائل التسعينيات ، يمكن تحقيق الأتمتة والتحكم من خلال أنظمة التحكم في PLC التجارية. يمكّن نظام تحويل البوليمر ومعالجة نظام تجاوز الماء PLC من التحكم بشكل أكثر دقة في توقيت البوليمر والماء الذي يدخل القالب. توفر المحببات المصنعة منذ منتصف التسعينيات أنظمة القطع التلقائية التي تستخدم محركات الهيدروليكية والهواء المضادة والركض للتحكم في ضغط القطع. لذلك ، يمكن أن تتحكم الأنظمة الآلية بالكامل اليوم في تسلسل بدء التشغيل في جزء من الثانية.
تحسين تصميم القالب
بمجرد بدء تشغيل خط الإنتاج ، يمكن تجنب معظم القوالب من التجمد عن طريق الحفاظ على تدفق ثابت للغاية للمواد من خلال ثقوب القوالب. لكن بعض مشكلات التجميد مرتبطة بتصميم العفن نفسه.
يتم تسخين القالب بواسطة سخان المصباح أو الزيت الساخن. لن يكون التدفئة الكهربائية موحدة تمامًا لأن خراطيش الحبر يتم وضعها بشكل رئيسي في الحلقة حول ثقوب القالب ، بالقرب من الحافة الخارجية من لوحة القالب. لذلك ، غالبًا ما تكون الثقوب الموجودة حول الجزء الخارجي من الموت أكثر سخونة من الثقوب في الوسط. حاولت الشركة المصنعة للعفن ذات مرة إضافة أسطوانة في وسط القالب ، لكن الهندسة أثبتت أنها أخرق
لذلك ، قد لا تكون سخانات أسطوانية مناسبة للقوالب أو المواد الكبيرة ذات نطاق درجة حرارة ذوبان ضيق ، مثل النايلون ، والتي قد تميل إلى التجميد في وسط القالب.
بالمقارنة مع سخانات أسطوانية ، يمكن أن يطبق تسخين الزيت حرارة أكثر موحدة على مساحة أكبر. تم تكوين نظام النفط مع ما يصل إلى ثماني مناطق العفن. لكن تسخين الزيت أغلى من السخانات الأسطوانية. يستخدم تسخين الزيت بشكل شائع في خطوط إنتاج عالية الإنتاج من الشركات المصنعة للراتنج أو مصانع مزج كبيرة. في الآونة الأخيرة ، تم تطبيقه على أنظمة أصغر لتحقيق تحكم أفضل في درجة الحرارة.
إذا تم حظر صمام الزيت ، فستصبح ثقوب القالب الموجودة في المنطقة المصابة من القالب أكثر برودة وقد تتجمد ، لكن بقية القالب ستكون جيدة. في البداية ، قد لا يتغير الإخراج. وبالمثل ، مثل السخانات الأسطوانية ، فإن المشكلة سوف تظهر كجزيئات معيبة.
جميع الرقائق لديها نوع من طبقة العزل. تستخدم معظم القوالب لوحات خاصة متصلة في منتصف سطح القالب. لكن اللوحة قد تخفف. ثم يتدفق الماء خلفهم ، وتبريد القوالب وربما تسبب التجمد.
طريقة عزل أخرى هي استخدام تصميم القالب "المجوف" مع فجوات تحتوي على فراغ. إذا لم يكن جزءًا من تصميم القالب الأصلي ، فيمكن تعديله على معظم الأنظمة. الفراغ عازل جيد ولا يمكن أن يتلف مثل لوحات العزل الصلبة.
تقليل تقلبات العملية
قد يسبب أي نوع من انقطاع عملية البثق أو تقلب الإخراج التجمد. على سبيل المثال ، يمكن أن يسبب بثق المواد المعاد تدويرها مع كثافة التعبئة المنخفضة تقلبات في ناتج البثق ، مما يؤدي إلى تدفق البوليمر غير المتسق وتجميد ثقوب القالب بطريقة عشوائية. يمكن استخدام مضخات ذوبان البوليمر لمنع هذه التقلبات وتوفير تدفق متسق للموت.
يمكن أن يتسبب استخدام شاشة شاشة نوع التزلج المتقطعة أيضًا في انقطاع التدفق وفخه ، مما يؤدي إلى فقدان مؤقت للبوليمر يتدفق نحو ثقوب القالب. قد يسبب تجميد عشوائي من ثقوب العفن. يتمثل الحل في استخدام مغير شاشة مستمر ، والذي يمكنه استبدال الشاشات القذرة على الفور دون مقاطعة العملية أو محاصرة الهواء.