Расширенное руководство по полимерам. Производство пластиков. Фундаментальные основы. Часть 1

Важным фактором для производителя является получение наилучшей температуры обработки для используемых пластиков. Руководства по каждому пластику получены, как правило, путём прошлого опыта от аналогичного производителя материалов. Пластмассы с или без обширных добавок, наполнителей и / или армирующих веществ влияют на температурный режим. Кристаллические и аморфные термопласты имеют разные требования к температуре расплава, которые влияют на такие свойства, как механические. Этот тип информации о первоначальном запуске производственного оборудования важен, но содержит только руководство. Специалист по настройке определяет наилучшие условия (обычно требуются определенные профили температуры, давления и времени) для обрабатываемого пластика. Дело в том, что даже если один и тот же пластик используется с другой машиной (с идентичными эксплуатационными характеристиками), существует вероятность того, что потребуются новые настройки управления. Причина в том, что, как и материал, машины имеют переменные.

Важно понимать и измерять текучесть расплава или поведение пластмасс при нагреве. Это предоставляет данные для определения того, можно ли изготовить пластмассу в полезный продукт, такой, например, как пригодный для использования экструдат, полностью заполнить полость формы, обеспечить перемешивающее действие в шнековом пластификаторе, удовлетворить требования по габаритным характеристикам продукта (прежде всего толщине) и т. д. Значение потока расплава является указанием того, что его конечные свойства будут соответствовать свойствам, требуемым для продукта. При анализе потока расплава участвуют такие важные составляющие физики, как реология, молекулярно-массовое распределение (MWD), вязкость и термодинамика.

Первым мы будем рассматривать анализ текучести расплава. Измерение потока расплава важно по двум причинам. Во-первых, он предоставляет средство для определения того, может ли пластик быть сформирован в полезный продукт, например, полностью заполнить полость формы, пригодный для использования экструдат, обеспечить перемешивающее действие в шнеке, удовлетворить требования к толщине продукта и т. д. Во-вторых, характеристики потока расплава — это указание того, будут ли его конечные свойства соответствовать свойствам, требуемым для продукта. Цель состоит в том, чтобы обеспечить необходимый гомогенный расплав во время обработки, чтобы расплав работал полностью стабильно и в равновесии. На практике, даже несмотря на полное соблюдение технологии, эта идеальная стабильная ситуация, как правило, никогда не достигается, и есть переменные, которые влияют на результат. Если процесс проанализирован, можно решить, что два типа переменных влияют на качество и скорость производства. Их можно идентифицировать как: (1) переменные конструкции оборудования и (2) рабочие или динамические переменные, которые управляют работой машины.

Программное обеспечение обеспечивает моделирование желаемого процесса и сравнение с реальностью. Применяя анализ потока, можно получить полное представление о процессе заполнения потока расплава на основе управления процессом. Самые сложные компьютерные модели предоставляют подробную информацию о влиянии условий наполнения на распределение структур потока, а также векторов потока, напряжений сдвига, высоких и низких температур и давлений и других переменных. Менее сложные программы, которые моделируют меньше переменных, также доступны. Из этих данных можно сделать выводы относительно допусков, а также качества деталей с точки зрения таких факторов, как прочность и внешний вид. Расположение линий сварки и целостность линии сварки также могут быть предсказаны. Можно ожидать вероятности деформации поверхности, дефектов и снижения прочности из-за высокого напряжения сдвига. Исходя из этого могут быть выбраны лучшие условия заполнения. Примеров такого программного обеспечения достаточно, а для нахождения таких программ можно, например, сделать соответствующий запрос в интернете.