Являясь краеугольным камнем современной технологии переработки пластмасс, выдувание пленки в значительной степени способствовало инновациям в упаковке, сельском хозяйстве и промышленности.Машины для выдувания пленки серии ABAразличное выдувное оборудование является основным выбором для-мембранных воздуходувок высокого класса благодаря своей уникальной много-со-структуре совместной экструзии и эффективным производственным возможностям. В этой статье систематически анализируется основной принцип работы пленковыдувных машин серии ABA с помощью четырех ключевых этапов пластификации материала, много-со-экструзии, надувания пузырьков и устройства охлаждения, а также демонстрируются технические преимущества пленковыдувных машин серии ABA на примере практического применения.
1. Пластификация материала: точный контроль системы шнековой экструзии.
Машины для выдувания пленки серии ABAприводятся в движение системой шнековой экструзии, которая сочетает в себе материаловедение и гидродинамику. Система обычно состоит из двух независимо управляемых шнековых экструдеров (конфигурация A/B/A) для подачи, плавления и гомогенизации внешнего, среднего и внутреннего материалов соответственно и работает следующим образом:
1.1 Сегментированная конструкция винта
Каждый шнек разделен на зону подачи, зону плавления и зону дозирования. Конструкция степени сжатия используется в зоне подачи для обеспечения равномерной транспортировки материала. На поверхности гранул используются теплообмен в стволе и предварительное размягчение в стволе. Зона плавления достигается за счет постепенного уменьшения шага шнека и температуры вязкого течения (например, . 105-135 градусов в ПЭ и 164 – 175 градусов С в ПП) за счет сочетания механического сдвига и теплопроводности. В зоне измерения поддерживается постоянная температура, чтобы обеспечить равномерную вязкость расплава при последующей совместной -экструзии.
1.2 Контроль температурного градиента
Система обеспечивает зонирование нагрева и охлаждения вдоль оси шнека для установления точного температурного градиента. Температура подачи полиэтиленовых материалов составляет от 50 до 90 градусов, температура потока в зоне плавления постепенно увеличивается до вязкой температуры, а температура потока в зоне измерения стабильна. Зона контакта с формой должна быть на 10–30 градусов холоднее, чтобы предотвратить растрескивание мембраны. Эта стратегия динамического контроля температуры обеспечивает текучесть материала, одновременно снижая риск термической деградации.
1.3 Расширенные возможности микширования
Для переработанных материалов или смесей с большим количеством наполнителей шнеки имеют барьерную или штыревую конструкцию. Эти структуры вызывают более частый сдвиг расплава. Это помогает равномерно распределить красящую смесь и антистатики. В одном реальном случае использование усиленных шнеков-мешалок позволило производителю повысить содержание наполнителя из карбоната кальция с 30% до 60%. В то же время поверхность по-прежнему соответствовала стандартам отделки ISO 3.
2. Много-ко-экструзия: инженерный прорыв в проектировании трубопроводов.
Большая новая идея вМашины для выдувания пленки серии ABAэто их трех-совместная-структура экструзионной головки. Эта структура использует механику жидкости для создания функциональных композитных пленок.
2.1 Конструкция спирального потока
В матрице используются спиральные распределительные каналы для направления потока расплава A/B/A в отдельный спиральный канал. По сравнению с традиционными формами, конструкция увеличивает время плавления на 40%, обеспечивает динамическое равновесие межфазного натяжения между слоями и устраняет концентрацию напряжений. Экспериментальные данные показывают, что винтовые канавки могут повысить прочность межслойного соединения более чем до 2,5 Н/15 мм.
2.2 Регулировка соотношения толщины слоев
Регулируя зазор выходного канала матрицы (регулируемый в пределах 0,1–3,0 мм), система обеспечивает гибкое соотношение толщины слоя от 1:3:1 до 1:11:1. В пленках для упаковки пищевых продуктов 80 % переработанного материала + 20 % состав среднего слоя из ЛПЭНП в сочетании со 100 % оригинального внешнего слоя снижает затраты, сохраняя при этом возможность печати.
2.3 Расширение совместимости материалов
Узел матрицы, изготовленный из азотированной стали 38CrMoAl, представляет собой сверхточную обработку, позволяющую добиться шероховатости поверхности Ra0,2 мкм, что совместимо с ПЭ, ПП, ПА, EVOH и другими материалами. Один из примеров корпоративного применения показывает, что при настройке параметров одна пресс-форма может производить от 0,008 мм бария до 0,008 мм бария (консервационная пленка) и 0,2 мм промышленной упаковочной пленки.
3. Формование пузырьковым надуванием: синергетический контроль механики жидкости и термодинамики.
Переход от экструзии расплава к формированию пленки включает в себя сложные реологические и термические изменения во время надувания и растяжения пузырьков.
3.1 Управление коэффициентом увеличения-увеличения
Сжатый воздух поступает через оправку. Это заставляет пузырь расти. Диаметр пузырька становится в 2,5–4 раза больше диаметра матрицы. Это называется коэффициентом увеличения-. Система регулирования давления с замкнутым-контуром самостоятельно изменяет давление воздуха (от 0,1 до 0,5 МПа). Это происходит в зависимости от того, насколько эластичен и толст материал. Это позволяет поддерживать разность толщины пленки на уровне 3% или ниже. При изготовлении пленки CPP толщиной 0,015 мм степень раздутия- точно контролируется. Это дает соотношение прочности на растяжение в продольном и поперечном направлениях 1:1,2.
3.2 Оптимизация коэффициента вытяжки
тяговые ролики вызывают ориентацию молекулярных цепей, растягивая пузырьки в 4–6 раз быстрее скорости экструзии (коэффициент растяжения). Дифференциальное тяговое устройство с двойным-роликом с сервоприводом регулирует соотношение скоростей роликов (1:1,02) для устранения внутреннего напряжения. Результаты экспериментов показали, что оптимизированные коэффициенты вытяжки повышают ударную вязкость пленки на 18% и прочность термосваривания на 15%.
3.3 Повышение стабильности пузырьков
To address bubble oscillation during high-speed production (production line speed >100 м/мин), в системе реализована технология IBC (внутреннее пузырьковое охлаждение). Кольцевой воздуховод направляет охлаждающий воздух внутрь пузыря при температуре 15–25 градусов, уменьшая высоту линии замерзания на 60%. Это увеличивает производительность на 30% при сохранении отклонения толщины в пределах ±1,5%.
4. Настройка охлаждения: точное управление фазовым переходом
Физические свойства пленок зависят от процесса охлаждения, а кристаллическая структура контролируется машинами серии ABA с использованием многоступенчатой системы охлаждения.
4.1 Двойное-воздушно-кольцевое охлаждение
Верхнее кольцо подает охлаждающий воздух температурой 45 градусов, а нижнее кольцо подает воздух температурой 40 градусов и температурой 15 градусов Цельсия для сброса внутреннего давления. Контроль разницы температур поддерживает кристаллизацию на уровне 35–55%, удовлетворяя различным требованиям по светопропусканию и прочности.
4.2. Водяное-охлаждение
Для пленок с высокими барьерными свойствами дополнительные ролики с водяным-охлаждением контролируют температуру поверхности (20–40 градусов) и время выдержки (0,3–0,8 с), что приводит к увеличению кристалличности барьерного слоя EVOH на 20 %. Это снижает кислородопроницаемость до уровня менее 0,5 см3/(м2·24ч·0,1 МПа).
4.3 Онлайн-мониторинг толщины
Integrated β-ray or infrared thickness gauges provide real-time monitoring (sampling frequency >1000 раз/мин). В системе контроля качества с замкнутым-контуром, когда отклонение превышает заданное значение, система автоматически регулирует смещение (точность 0,001 мм) или скорость тяги болта матрицы. Данные производственной линии показали, что после реализации проекта значения Cpk увеличились с 1,0 до 1,67.
V. Технологические преимущества и сценарии применения
Основная ценность станков серии ABA заключается в балансе производительности и стоимости за счет структурных инноваций:
5.1 Оптимизация затрат на материалы
Промежуточный слой может быть на 80 процентов изготовлен из переработанного материала и защищен первичными внешними слоями, что снижает затраты на сырье на 10–15%. Сообщается, что одно предприятие по упаковке пищевых продуктов производит 50 000 тонн в год, экономя более 280 000 долларов в год.
5.2 Функциональный потенциал портфеля
Комбинации слоев также обладают высокими барьерными (EVOH), высокой ударной вязкостью (POE) и антистатическими (маточная смесь технического углерода) свойствами. Для упаковочных пленок для пестицидов PA/EVOH/PE структурируют паропроницаемость до 0,2 г/(м2·24ч), а также противостоят химической коррозии.
5.3 Повышение эффективности производства
Трех-структура, время смены материала сокращено на 70 %, автоматическая перемотка, 24-часовая непрерывная-работа. Одно тематическое исследование показало, что общая эффективность оборудования (OEE) увеличилась с 65% до 82% при использовании ABA.
Заключение:
Воздуходувки серии ABA достигают высокой эффективности, точности и гибкости благодаря совместным инновациям в области шнековой экструзии, много-совместной-экструзии, надувания пузырьков и системы охлаждения. Основная идея этой технологии — объединить материаловедение, гидродинамику и технику управления. Это помогает удовлетворить строгие требования к упаковке. Это также помогает поддерживать экономику замкнутого цикла и устойчивое развитие. По мере совершенствования био-материалов и нанокомпозитов технология ABA будет продолжать развиваться. Он будет стремиться к повышению производительности и снижению энергопотребления. Это определит будущее кинопроизводства.
