擠出機(jī)在生產(chǎn)工程聚合物，包括 PET、尼龍和聚碳酸酯等樹脂時(shí)，越來越多地使用水下切粒來生產(chǎn)。這些樹脂具有低粘度和/或快速冷卻或高熔體溫度等“困難”特性。
與拉條造粒相比，水下造粒具有顆粒質(zhì)量好、自動化程度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，與諸如聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯等不太敏感的商品樹脂相比，在生產(chǎn)諸如上段所提的工程樹脂時(shí)，模具凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)更大。
水下切粒機(jī)通常使用帶有10到20個(gè)孔甚至數(shù)百個(gè)孔的圓形模頭。系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)用于從幾百到近 20,000 磅/小時(shí)的任何地方進(jìn)行復(fù)合。(甚至更大的切粒機(jī)用于擠壓生產(chǎn)。)
模孔凍結(jié)的原因
?？字睆酵ǔ?.125英寸，但對于更小的粒子來說，可小至0.01英寸，也可大至0.20英寸。每個(gè)孔的產(chǎn)出大約為25-100磅/小時(shí)，但平均0.125英寸的?？酌啃r(shí)的產(chǎn)出量大約為30磅。
水下造粒的關(guān)鍵是通過?？纵斔妥銐虻臒崴芰?，使孔保持在樹脂的熔化溫度，同時(shí)熔體和模頭與溫度低幾百度的水接觸。金屬模具是一種非常好的熱導(dǎo)體，因此除非通過模具孔的聚合物流量足夠，否則水會冷卻孔，聚合物會在其中固化。然而，處理器無法立即知道發(fā)生了這種阻塞。
問題在于，如果一個(gè)或多個(gè)?？妆痪酆衔锒氯?，模頭的效率就會降低。最終，堵塞的孔會影響周圍孔的流動，成品顆粒會變大且形狀不規(guī)則，產(chǎn)量下降。最終，需要關(guān)閉生產(chǎn)線以清理?？住?br />
模具凍結(jié)的主要原因有以下三個(gè)：聚合物和水流以及切割器操作的啟動順序不當(dāng)；模具加熱和絕熱不足和工藝波動。不考慮材料配方(樹脂、填料水平和填料類型——吸熱或?qū)?也會導(dǎo)致問題。但是你不能改變配方來取悅切粒機(jī)，它應(yīng)該設(shè)計(jì)用于運(yùn)行大多數(shù)配方。
調(diào)整切粒機(jī)啟動流程
大多數(shù)?？變鼋Y(jié)發(fā)生在啟動期間，此時(shí)樹脂、冷卻水和切割器必須按正確順序啟動。如果樹脂在水到達(dá)模具面之前開始流過模具并且刀具嚙合，則會在水箱的孔外發(fā)生涂抹和樹脂堵塞。如果水在聚合物開始流動之前到達(dá)模頭面，過多的冷卻會導(dǎo)致孔凍結(jié)。
在早期的水下造粒系統(tǒng)中，熟練的操作員手動控制此順序。從 1990 年代初開始，啟動可以通過商用 PLC 控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化和控制。聚合物分流閥和工藝水旁路系統(tǒng)使 PLC 能夠更精確地控制聚合物和水進(jìn)入模具的時(shí)間。自 20 世紀(jì) 90 年代中期以來制造的造粒機(jī)提供使用液壓、氣動和伺服電機(jī)來控制切割壓力的自動切割系統(tǒng)。因此，今天的全自動系統(tǒng)可以在幾分之一秒內(nèi)控制啟動順序。
優(yōu)化模具設(shè)計(jì)
一旦生產(chǎn)線啟動并運(yùn)行，通過保持非常恒定的材料流過?？?，可以避免大多數(shù)模具凍結(jié)。但是一些凍結(jié)問題與模具設(shè)計(jì)本身有關(guān)。
模具由電筒式加熱器或熱油加熱。電加熱不會均勻，因?yàn)槟兄饕胖迷谀＞呖字車沫h(huán)中，靠近模具板的外邊緣。因此，管芯外部周圍的孔往往比中心的孔更熱。(模具制造商曾嘗試在模具中心添加筒，但工程證明很笨拙。)
因此，筒式加熱器可能不適用于大型模具或具有窄熔化溫度范圍的材料，例如尼龍，這可能傾向于凍結(jié)在模具的中心。
與筒式加熱器相比，油加熱可在更大面積上施加更均勻的熱量。油系統(tǒng)配置有多達(dá)八個(gè)模具區(qū)。但是油加熱比筒式加熱器貴。油熱通常用于樹脂制造商或大型共混廠的高輸出生產(chǎn)線。最近，它已在較小的系統(tǒng)上進(jìn)行應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)更好的溫度控制。
如果油閥堵塞，模具受影響區(qū)域的模具孔會變得更冷并可能凍結(jié)，但模具的其余部分會很好。一開始輸出可能不會改變。同樣，與筒式加熱器一樣，問題將表現(xiàn)為有缺陷的顆粒。
所有管芯都有某種類型的隔熱層。大多數(shù)模具使用附在模具面中間的特殊板。但是盤子可能會松動。然后水流到它們后面，冷卻模具，并可能導(dǎo)致凍結(jié)。
另一種絕緣方法是使用包含真空的間隙的“空心”模具設(shè)計(jì)。如果不是原始模板設(shè)計(jì)的一部分，它可以改裝到大多數(shù)系統(tǒng)上。真空是一種很好的絕緣體，不能像固體絕緣板那樣受到損害。
減少工藝波動
任何類型的擠出過程中斷或輸出波動都可能導(dǎo)致凍結(jié)。例如擠出低堆積密度的回收材料會導(dǎo)致擠出機(jī)輸出出現(xiàn)波動和波動，這會導(dǎo)致聚合物流動的不一致性，從而以隨機(jī)方式凍結(jié)?？?。聚合物熔體泵可用于防止這些波動并提供一致的模頭流量。
使用不連續(xù)的滑板式換網(wǎng)器也會導(dǎo)致流動中斷并截留空氣，從而導(dǎo)致流向?？椎木酆衔飼簳r(shí)流失?？赡軙?dǎo)致模孔隨機(jī)凍結(jié)。解決方案是使用連續(xù)換網(wǎng)器，它可以在不中斷過程或截留空氣的情況下即時(shí)更換臟網(wǎng)。
