دستگاه اکسترودر چیست؟

اکسترودر (Extruder) یکی از دستگاه های صنعتی برای تولید وسایل پلاستیکی است. اکسترودر دستگاه صنعتی ماردون شکلی است که مواد گرانول با حرکت و حرارت به داخل فرستاده تا هنگام خروج، مواد به شکل خمیری یا نواری از انتهای دستگاه بیرون بیاید. در ادامه به بررسی بیشتر دستگاه اکسترودر می پردازیم.

دستگاه اکسترودر

دستگاه اکسترودر برای تولید موارد پلاستیکی مثل نایلون بکار می رود. این دستگاه با استفاده از مواد اولیه وسایلی که قرار است تولید شوند، طی فرآیندی خمیری تولید می کند. در مراحل بعدی روی این خمیر شکل دهی انجام می شود، سرد می شود و نایلون تولید می شود. البته این دستگاه انواع مختلف با کاربرد های مختلف دارد که در ادامه بیان شده است.

انواع دستگاه اکسترودر

تمام اکسترودر های موجود به طور کلی به دو دسته تک ماردونه و دو ماردونه تقسیم بندی می شوند. البته می توان در یک گروه دیگر از لحاظ دمای ماده اولیه تفکیک کرد که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

اکسترودر تک ماردونه

یکی از رایج ترین روش های شکل دهی به پلاستیک ها، اکستروژن (Extrusion) است که از یک ماردون ساخته شده است. دستگاه اکسترودر مدل تک ماردونه می تواند فرآیند اکستروژن مواد بدون تلرانس را انجام دهد به طوری که همزمان قادر به بهینه سازی مصرف مواد و انرژی است. عمر طولانی، ظرفیت بالا و کیفیت مطلوب محصولات از دیگر ویژگی های این دستگاه است. این دستگاه دارای ۵ بخش اصلی می باشد:

1. سیستم محرک
2. سیستم خوراک
3. سیلندر (همان ماردون سیستم های گرم کننده)
4. مجموعه قالب و هد (کلگی دستگاه)
5. سیستم کنترل

طرز کار اکسترودر تک ماردونه

مواد اولیه این دستگاه به صورت گرانول داخل قیف ریخته و از آنجا هم وارد ماردون می شود. سپس این مواد توسط حرارت حاصل از گرم کننده های دستگاه (Barrel Heaters) و برش ناشی از حرکت بر روی لبه های ماردون گرم می شود. در طول مسیر ماردون،  عمق معبر کاهش یافته و مواد فشرده می شود. در آخر این دستگاه، مواد ذوب شده از قالب های مختلف و مورد نظر عبور می کنند و شکل گیری انجام می شود. اکسترودر های تک ماردونه بیشتر برای تولید انواع لوله های پلی اتیلن استفاده می شوند.

ویژگی های اکسترودر تک ماردونه

یکی از ویژگی های مهم در اکسترودر ها، نسبت طول به قطر (L/D) است. خروجی این دستگاه به (L/D) بستگی دارد. برای مثال، دو اکسترودر داریم با قطر های یکسان و L/D های کاملا متفاوت، در نتیجه اندازه خروجی ها یکی نیست.

ظرفیت ذوب و مخلوط اکسترودر های بلندتر بیشتر از بقیه است و همچنین می توانند با سرعت بیشتری کار کنند.
سرعت خروجی اکسترودر ها به قطر آنها بستگی دارد؛ یعنی هرچه قطر ماردون اکسترودر بیشتر باشد سرعت خروجی آن نیز بیشتر است. معمولا سرعت اکسترودر های تک ماردونه نسبت به دو ماردونه بیشتر است ولی قدرت همگن سازی کمتری دارند. معمولا در ساخت این دستگاه از دو اکسترودر پشت سر هم استفاده می شود که یکی از آنها فرآیند ترکیب و همگن سازی و دیگری فرآیند اکسترود را انجام دهد.

اکسترودر دو ماردونه

یکی دیگر از انواع اکسترودر ها، تک ماردونه است. نام دیگر این اکسترودر، دوقلو است و به همین نام هم مشهور است. اندازه ماردون های این اکسترودر یکسان نیست. حتی ماردون های برخی از این دستگاه ها در دو جهت مخالف و برخی در یک جهت موافق با هم عمل می کنند و ممکن است به صورت جفت شده (Conjugated) یا جفت نشده (Non-Conjugated) باشند.
ظرفیت تولید این دستگاه سه برابر اکسترودر تک ماردونه است ولی با همان قطر و سرعت کار می کند و می تواند ۶ تن بر ساعت محصول تولید کند. اخیرا استفاده از اکسترودر های دو ماردونه رایج شده است. تفاوت این دستگاه با اکسترودر تک ماردونه، در آهنگ خروجی، بازده اختلاط و حرارت تولید شده است.

روش کار اکسترودر دو ماردونه

اتفاقی که در اکسترودر دو ماردونه می افتد، این است که با چرخش ماردون ها مخالف یکدیگر، به مواد فشار می آید و دچار برش خوردگی می شوند یعنی مواد بین غلتک هایی با جهت چرخش متفاوت فشرده می شوند. در حالت چرخش موافق، مواد از ماردونی به ماردون دیگر منتقل می شود.
این دستگاه برای مواد حساس به حرارات مناسب است، به دلیل اینکه مواد در این دستگاه، به سرعت بدون اینکه ته نشینی  موضعی (Entrapment) اتفاق بیافتد، منتقل می شود. همچنین حرکت مواد اطراف ماردون های جفت نشده آهسته تر و نیروی پیشران آن (Propulsive) بزرگ تر است.

ویژگی های اکسترودر دو ماردونه

دستگاه اکسترودر دو ماردونه دارای ویژگی های بسیاری می باشد و نسبت به تک ماردونه ها بهتر عمل می کنند. در ادامه برخی از این ویژگی ها شرح داده شده است:

1. دستگاه ماردون ساده با استفاده از مواد اولیه کار می کند، اما میزان مواد اولیه مورد نیاز اکسترودر دو ماردونه را می توان جدا از میزان ماده اولیه ورودی و نوسانات میزان تولید داخل ماردون تنظیم کرد.
2. اکسترودر دو ماردونه قادر به انتقال مواد با رطوبت بالا یا مواد دیگری که در دستگاه اکسترودر تک ماردونه می لغزند است. در واقع یکی از ویژگی های این دستگاه در انعطاف پذیری بیشتر در تولید است.
3. برای کنترل فشار در مخزن این دستگاه، آن را به جلو یا عقب جا به جا می کنند.
4. در قسمت تخلیه کم دستگاه، فشار مورد نیاز برای عملیات اکستروژن تأمین شده و در اختیار بخش کوچکتر دستگاه قرار می گیرد.

انواع دستگاه اکسترودر بر اساس دمای مواد اولیه

همانطور که در اوایل مقاله گفته شد، نوع دیگر اکسترودرها که بر اساس دمای مواد اولیه هم تقسیم می شوند وجود دارد که در ادامه نام برده شده است:

• اکسترودر تغذیه گرم
• اکسترودر تغذیه سرد

معمولا مواد اولیه مورد نیاز دستگاه های اکسترودر گرم را طی فرآیندی به صورت جداگانه گرم می کنند و برای اکستروژن گرم، از یک میل برای این کار استفاده می شود. هدف از این فرآیند، به حداقل رساندن زمان تعویض مواد، برگرداندن دستگاه به وضعیت عملیاتی مناسب و پاکسازی آسان و سریع برای آلودگی  ها است. اکسترودر های سرد با یک نوار لاستیکی یا لاستیک های دانه ای مثل گرانول پلی اتیلن، گرانول پلی پروپیلن و… در دمای محیط اطراف کار می کنند.
مواد به وسیله حرارت دهنده های دستگاه (Barrel Heaters) گرم می شوند. اگر دستگاه برای مدتی با ترکیبات لاستیکی کار کند، ماردون، هد و قالب طوری طراحی می شوند که هم میزان خروجی مواد از دستگاه بالا باشد و هم کنترل کافی از نظر ابعاد داشته باشد.

روش های شکل دهی با اکسترودر

اکستروژن یک روش بسیار انعطاف پذیری است که با استفاده از حدیده مناسب میتوان بسیاری از تولیدات را انجام داد. برخی از روش های پر کاربرد در زیر آمده است:

• تولید دانه گونه (گرانول شکل)
• تولید پروفیل
• تولید ورق های بسیار نازک به طریق دمشی
• قالب گیری دمشی

جمع بندی
به طور کلی اکسترودر دستگاهی است برای تولید برخی وسایل پلاستیکی. این دستگاه با استفاده از مواد پلاستیکی و خمیر کردن آن ها توسط ماردون دستگاه و شکل دهی، وسایل پلاستیکی را تولید می کند. اکسترودر انواع و مدل های مختلف با کاربرد های متفاوتی دارد و هر کدام خصوصیات خود را دارند. همچنین روش های مختلفی برای اکستروژن وجود دارد.
وکیوم آرتا پلاست با ارائه خدماتی مانند وکیوم فرمینگ، ظروف بسته بندی طلقی، ظروف طلقی استوانه ای​، دیامات و… می‌تواند شما را در تولید محصولات مورد نیازتان یاری کند.