산업기술
산업 제조
플라스틱은 다목적성, 수명, 단순한 제조 요구 사항으로 인해 어디에나 있습니다. 사출 성형과 함께 플라스틱 압출은 대량 생산을 위한 가장 일반적인 공정 중 하나입니다. 일반적으로 파이프, 튜브, 도어 프로파일 및 기타 부피가 큰 품목을 사용하는 연속 프로파일에는 압출이 일반적입니다.
플라스틱 압출의 산업적 응용은 한 세기 전에 시작되었으며 시간이 지남에 따라 계속 발전했습니다. 오늘날에도 단순하고 효율적이며 정확한 결과를 제공하기 때문에 많은 플라스틱 제조 프로젝트에서 사용되는 방법입니다.
다음 텍스트에서는 플라스틱 압출 공정의 기본 사항을 살펴봅니다. 장점, 제한 사항, 유형 및 최종적으로 다양한 산업 분야의 공통 응용 프로그램입니다.
플라스틱 압출은 과립 플라스틱 조각이 압출기의 다른 구성 요소를 통과하여 열과 압력의 도움으로 연속적인 프로파일로 끝나는 공정입니다. 공정을 더 잘 이해하려면 먼저 압출기와 작동 원리를 이해하는 것이 중요합니다.
위의 그림은 다음과 같은 구성 요소가 있는 일반적인 플라스틱 압출기입니다.
플라스틱 압출 공정은 처리가 더 간단한 더 작은 플라스틱 조각으로 호퍼를 채우는 것으로 시작됩니다. 피드 스로트는 중력을 사용하여 해당 플라스틱을 추가 처리를 위해 배럴로 옮깁니다.
재료가 배럴에 들어가면 최소 3개의 강도 영역을 통해 가열되기 시작하며, 공급 스로트에서 멀어질수록 온도 강도가 증가합니다.
온도가 상승함에 따라 배럴은 지속적으로 회전하는 나사를 사용하여 용융된 플라스틱을 기계의 다음 구성 요소 쪽으로 밀어냅니다. 나사와 압력은 추가로 열을 생성하므로 강도 영역 자체는 기본적으로 예상 압출 온도만큼 뜨겁지 않아도 되므로 에너지를 절약하고 압출 공정을 용이하게 합니다.
액체 플라스틱은 브레이커 플레이트에 의해 지지되는 스크린을 통해 배럴을 떠납니다. 이 스크린은 재료의 이물질을 제거하고 내부 압력을 유지합니다. 재료는 공급 파이프를 통해 프로젝트에서 원하는 압출 프로파일과 동일한 모양을 가진 독특하게 제작된 다이로 들어갑니다.
다이를 통해 구속되는 지점에서 용융된 재료는 다이 개구부와 동일한 모양을 생성하여 압출 공정을 완료합니다.
다이를 완전히 통과하면 압출 프로파일이 워터 샤워 또는 냉각 롤을 통해 냉각되어 열가소성 압출 프로파일의 모양이 영구적으로 유지됩니다.
압출은 항상 대량 생산 공정이었습니다. Paul Troester가 최초의 플라스틱 압출기를 만들 때 독일에서 시작되었습니다. 그 이후로 프로세스의 기본 사항은 크게 변경되지 않았습니다.
그러나 효율성 및 자재 처리 기능과 관련하여 프로세스가 많이 개선되었습니다. 과거에는 압출 기계가 특정 유형의 플라스틱만 처리할 수 있었고 많은 요구 사항이 있었습니다. 시간이 지남에 따라 이 기능이 향상되었으며 오늘날 플라스틱 압출은 더욱 다재다능하고 유연하며 다양한 종류의 플라스틱을 함께 처리할 수 있습니다.
압출 플라스틱의 또 다른 일반적인 문제는 올바른 기계적 특성과 강도가 없다는 사실입니다. 이것은 과거에는 심각한 문제였지만 기술의 새로운 발전으로 상황이 개선되었습니다. 오늘날 맞춤형 플라스틱 압출 성형은 현대 산업 응용 분야에서 기대하는 품질, 일관성 및 기능을 제공하기 때문에 선택하는 공정입니다.
처리하는 압출 공정의 유형은 다이 모양에 따라 다릅니다. 플라스틱 압출의 기본 프로세스는 동일하게 유지되지만 다양한 유형의 프로세스를 통해 다양한 모양을 처리하는 복잡성과 복잡성을 효율적으로 처리할 수 있습니다.
다음은 오늘날 업계에서 사용하는 플라스틱 압출 공정의 4가지 주요 유형입니다.
이 프로세스는 긴 튜브, 파이프 및 기타 유사한 품목을 위한 것입니다. 일반적으로 중공 장비를 처리하는 것이 더 어려워집니다. 그럼에도 불구하고 이 압출 공정은 다이에 도달할 때까지 동일하게 유지됩니다. 이 단계에서 프로세스는 중공 부품을 처리하는 더 높은 전력 요구 사항을 극복하기 위해 양의 내부 압력을 사용합니다.
블로우 필름 압출 공정은 쇼핑백 및 기타 포장재와 같은 많은 일상 용품을 만들기 때문에 매우 일반적입니다. 다시 한 번, 이 프로세스는 다른 유형의 압출(알루미늄 압출 공정과 같은)과 같습니다. 그러나 주요 차이점은 재료가 다이를 떠나기 전에 냉각을 거치는 다이 단계에 있습니다.
그 단계에서는 재료가 완전히 굳지 않습니다. 그래서 나중에 불어서 추가 팽창 과정을 거친다. 이 공정은 더 얇은 플라스틱 필름에만 국한됩니다. 두꺼운 시트의 경우 다른 프로세스를 거쳐야 합니다.
이 공정은 앞서 언급한 블로우 필름 압출과 매우 유사합니다. 단, 불어내기에는 너무 두꺼운 워크용입니다. 이 경우 재료는 당기고 롤링하는 과정을 거쳐 원하는 모양을 얻습니다.
압연 공정은 또한 플라스틱을 냉각시키고 영구적으로 고형화할 수 있도록 합니다. 일반적으로 이 프로세스를 통해 아이스크림 상자, 주스 상자, 와인 상자 및 기타 두꺼운 플라스틱 포장을 쉽게 만들 수 있습니다.
다음 압출 유형은 절연 전선 및 플라스틱으로 전체를 덮는 기타 유사한 응용 분야를 위한 것입니다. 과정은 간단합니다. 코팅이 필요한 재료를 다이를 통해 당겨 플라스틱 덮개를 만듭니다.
요구 사항 및 응용 분야에 따라 플라스틱과 재료 사이에도 접착이 필요할 수 있습니다. 이 경우 압력 도구를 사용하기만 하면 됩니다. 이 간단한 추가 작업은 재료에 충분한 압력을 가하여 오랜 시간 지속되는 우수한 접착력을 제공합니다.
플라스틱 압출기에 투자할 생각이라면 단일 나사 또는 이축 압출기를 선택할 수 있습니다. 두 장치 모두 앞에서 설명한 모든 프로세스를 수행할 수 있는 동일한 기능을 가지고 있습니다. 그러나 압출기 유형은 생산 속도, 혼합 기능 및 전반적인 작업 유연성에 영향을 줄 수 있습니다.
다음은 각 압출기의 종류에 대한 세부 정보입니다.
이름에서 알 수 있듯이 단일 나사 압출기는 배럴에 하나의 회전 나사가 있는 간단한 장치입니다. 일반적으로 단축 압출기는 파이프 및 시트와 같은 단순한 프로파일이 필요한 상황에 이상적입니다. 단일 나사 기계는 잘 작동하지만 약간 느리고 잘 섞이지 않으며 복잡한 모양에 가장 적합한 선택이 아닐 수 있습니다.
이름에서 알 수 있듯이 이축 압출기의 배럴에는 평행 나사가 있습니다. 응용 프로그램에 따라 트윈 나사는 같은 방향 또는 다른 방향으로 회전할 수 있습니다. 설계로 인해 이축 압출기는 더 큰 안정성, 배기 성능, 속도 및 혼합 성능을 제공합니다.
압출은 다양성, 유연성 및 일관성의 완벽한 조합을 제공하는 인기 있는 대량 생산 방법입니다. 다음은 플라스틱 압출 공정의 주요 장점 중 일부입니다.
플라스틱 부품을 만드는 주요 방법 중 하나인 압출 공정의 전체 적용은 너무 광범위합니다. 그러나 다음은 플라스틱 압출 기술이 필수적인 역할을 하는 가장 두드러진 영역 중 일부입니다.
파이프와 튜브는 가장 일반적인 플라스틱 압출 제품 중 하나입니다. 다이 요구 사항은 또한 간단한 원통형 프로파일만 있으면 되기 때문에 가장 간단합니다. PVC 파이프도 업계에서 매우 일반적이지만 다른 대안도 찾을 수 있습니다. 어떤 재료를 사용하든 파이프와 튜브가 플라스틱 압출을 통과할 가능성이 높습니다.
플라스틱은 자연적으로 우수한 전기 절연 특성을 가지고 있습니다. 또한 자연적인 유연성과 열적 안정성으로 인해 활선 및 재킷을 절연하는 데 완벽한 선택입니다. 일반적으로 대부분의 재킷 및 단열 작업은 압출 공정이 가장 간편하고 오래 지속되는 결과를 제공하기 때문에 압출 공정을 사용합니다.
창틀은 압출 플라스틱의 또 다른 일반적인 용도입니다. 많은 사람들이 PVC를 그 목적으로 사용합니다. PVC는 오래 지속되고 태양의 자외선에 자연적으로 저항하기 때문입니다.
창문과 마찬가지로 도어 프레임은 연속적인 프로파일과 일정한 단면으로 인해 압출의 또 다른 일반적인 응용 분야입니다. 다시 한번 말하지만 PVC는 안정성과 우수한 기계적 특성으로 인해 도어 프레임 및 기타 가정용 부속품에 있어 상당히 인기가 있습니다.
이것은 압출이 얼마나 흔한지를 보여주는 또 다른 고전적인 예입니다. 블라인드와 쉐이드에는 기능을 위해 결합된 여러 개의 동일한 슬롯이 있는 경우가 많습니다. 인기 있는 플라스틱 소재인 폴리스티렌을 압출하여 일반 블라인드에서 흔히 볼 수 있는 인조 나무 모양을 연출할 수 있습니다.
와이퍼, 스퀴지 및 기타 청소 장비는 손잡이에 플라스틱을 사용합니다. 일부 제품에는 더 나은 청소를 제공하는 고무 같은 플라스틱이 있으며 대량으로 생산하려면 압출이 필요합니다.
플라스틱 압출은 상대적 단순성, 비용 효율성 및 다용성 때문에 일반적인 선택입니다. 그러나 이것이 누구나 프로세스를 시작할 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 압출 기술에는 일관된 결과를 보장하는 여러 전제 조건, 설계 요구 사항 및 기타 중요한 고려 사항이 있습니다. 또한 시작하려면 여러 유형의 장비와 기타 설정에 투자해야 합니다.
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압출은 플라스틱에만 국한되지 않습니다. 연속 프로파일이 있는 금속 부품에도 이 프로세스를 사용할 수 있습니다. 일반적으로 알루미늄은 재료의 강도, 밀도, 재활용성 및 기타 기계적 특성으로 인해 압출 공정을 거치는 가장 일반적인 금속 중 하나입니다.
오늘날 알루미늄 압출은 막대, 트랙, 파이프, 방열판 및 기타 수많은 품목과 같은 제품을 만드는 일반적인 제조 공정입니다. 일반적으로 알루미늄의 경우에도 연속 프로파일과 균일한 단면을 갖는 재료의 요구 사항이 적용됩니다.
또한 플라스틱 압출 공정과 알루미늄 압출 공정의 중요한 차이점은 온도입니다.
플라스틱과 달리 알루미늄 압출은 뜨겁고 차가울 수 있습니다. 냉간 압출은 일반적으로 강도가 높은 재료를 제공하지만 더 많은 힘이 필요합니다. 반대로 열간 압출은 350 o 사이에서 발생합니다. C ~ 500 o C는 가공하기 쉬워지지만 기계적 특성을 희생합니다.
산업기술
플라스틱 수지는 분해 과정으로 알려진 탄화수소를 가열하여 만듭니다. 여기서 목표는 더 큰 분자를 에틸렌, 프로필렌 및 기타 유형의 탄화수소로 분해하는 것입니다. 생성되는 에틸렌의 양은 크래킹 온도에 따라 다릅니다. 분해 과정이 완료되면 화합물은 중합체로 알려진 사슬로 형성됩니다. 다양한 폴리머를 결합하여 다양한 응용 분야에 필요한 특성을 가진 플라스틱 수지를 만듭니다. 플라스틱 수지는 일단 형성되면 다양한 종류의 제품을 만드는 데 사용됩니다. 필요한 특정 유형의 제품을 만들기 위해 적절한 유형의 플라스틱 수지가 선택됩니다
프로세스 레이아웃은 평면도가 유사한 프로세스 또는 기계가 함께 배치되어 배열되는 시설 레이아웃 유형입니다. 예를 들어, 밀이 함께 위치한 기계 공장, 함께 위치한 선반, 함께 위치한 톱 등이 프로세스 레이아웃으로 배열됩니다. 이는 조립 라인과 같이 제품 제조와 관련된 순차적 단계에 따라 장비가 배열되는 제품 레이아웃과 다릅니다. 프로세스 레이아웃 설계는 요구 사항 분석으로 시작됩니다. 이 분석은 최종 레이아웃이 시설의 모든 필요한 기능에 충분하도록 보장하기 위해 여러 요소를 고려합니다. 요구 사항 분석은 시설을 점유할 부서, 각