ناپایداری‌های عملکردی در فرآیند اکستروژن
بازگشت به راهنمای عیب‌یابی و تعمیرات اکسترودر ←
ناپایداری‌های عملکردی در فرآیند اکستروژن را می‌توان بر اساس ناحیه‌ای از اکسترودر که مشکل در آن ایجاد می‌شود، دسته‌بندی کرد. این ناپایداری‌ها شامل موارد زیر هستند:
۱. ناپایداری‌های انتقال مواد جامد (Solids-Conveying Instabilities)
این ناپایداری‌ها معمولاً ناشی از مشکلات جریان مواد در قیف تغذیه، تغییر شکل داخلی توده جامد در کانال ماردون، یا اصطکاک ناکافی بین مواد و سطح برل هستند. برای تشخیص این مشکلات، می‌توان از روش‌هایی مانند پوشش‌دهی ماردون با تفلون استفاده کرد. اگر این روش مشکل را برطرف کند، نشان‌دهنده مشکل در انتقال مواد جامد است. راه‌حل‌های دائمی‌تر شامل استفاده از برل‌های شیاردار یا ماردون‌های نیکل‌کاری‌شده با پلیمرهای فلوئوروکربن است. همچنین، یکنواختی اندازه و شکل مواد اولیه (مانند پلت‌ها) نقش مهمی در ثبات فرآیند دارد.
۲. ناپایداری‌های ذوب (Plasticating Instabilities)
این ناپایداری‌ها اغلب در ماردون‌هایی با نسبت تراکم بالا و طول بخش تراکم کوتاه رخ می‌دهند. اکسترودرهای کوتاه‌تر در نرخ‌های خروجی پایین‌تر با مشکلات ذوب مواجه می‌شوند. برای بهبود ذوب، می‌توان از پیش‌گرم کردن مواد اولیه، تنظیم دمای برل، کاهش سرعت ماردون یا تغییر طراحی ماردون (مانند افزایش زاویه مارپیچ یا کاهش فاصله فلایت) استفاده کرد.
۳. ناپایداری‌های انتقال مذاب (Melt-Conveying Instabilities)
مشکلات انتقال مذاب معمولاً به دلیل طراحی نامناسب بخش اندازه‌گیری (metering section) ماردون ایجاد می‌شوند. عمق کانال بیش از حد یا طول ناکافی این بخش می‌تواند باعث ناپایداری شود. در برخی موارد، استفاده از پمپ دنده‌ای بین اکسترودر و دای می‌تواند به حل مشکل کمک کند. سایر راه‌حل‌ها شامل کاهش فشار دای، افزایش طول اکسترودر یا استفاده از گرمایش داخلی ماردون است.
۴. ناپایداری‌های جداسازی مواد فرار (Devolatilization Instabilities)
این ناپایداری‌ها ممکن است به دلیل مسدود شدن پورت تخلیه، تغییرات در سطح خلاء یا تغییرات در میزان مواد فرار در مواد اولیه رخ دهند. برای بهبود کارایی جداسازی مواد فرار، می‌توان دمای برل در مرحله اول را افزایش داد، سطح خلاء را بالا برد، مواد اولیه را پیش‌گرم کرد یا از مواد جداکننده (stripping agent) استفاده کرد. طراحی ماردون نیز نقش مهمی در این فرآیند دارد.
۵. ناپایداری‌های مرتبط با اختلاط (Mixing Related Instabilities)
ناپایداری‌های ناشی از اختلاط ناکافی معمولاً به دلیل طراحی نامناسب ماردون ایجاد می‌شوند. افزودن بخش‌های میکس به طراحی ماردون می‌تواند ظرفیت اختلاط را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. بخش‌های میکس باید دارای ویژگی‌هایی مانند افت فشار کم، جریان روان، پاک‌سازی کامل سطح برل و سهولت در نصب و تعمیر باشند.
۶. ناپایداری‌های مرتبط با شکل‌دهی در دای (Die-Forming Instabilities)
این ناپایداری‌ها معمولاً به دلیل طراحی نامناسب دای یا شرایط نامناسب فرآیند ایجاد می‌شوند. برای کاهش این مشکلات، می‌توان از دای‌های با طراحی بهینه، کنترل دقیق دما و فشار، و اطمینان از اختلاط یکنواخت مذاب قبل از ورود به دای استفاده کرد.
در نتیجه، برای کاهش ناپایداری‌های عملکردی در فرآیند اکستروژن، توجه به طراحی ماردون، تنظیم پارامترهای فرآیند و استفاده از تجهیزات کمکی مانند پمپ دنده‌ای و بخش‌های میکس ضروری است. هر یک از این ناپایداری‌ها نیازمند رویکردهای خاصی برای تشخیص و رفع مشکل هستند تا عملکرد اکسترودر بهینه شود.
