펠릿 압출기:펠릿과 첨가제를 직접 혼합할 수 있습니까?

펠렛 인쇄 , 융합 과립 제조라고도 함(FGF )는 주로 사출 성형과 관련이 있지만 특히 전문적 또는 산업적 조건에서 FDM 3D 프린팅에도 널리 사용됩니다. 사용자가 맞춤 믹스를 만들 수 있습니다. 선택한 기본 폴리머 및 첨가제를 기반으로 , 모두 펠렛 형태입니다. FGF는 대형 인쇄 및 원형 제작을 위한 이상적인 방법론입니다. , 필라멘트 자체 제조 . 펠릿을 사용한 3D 프린팅에는 펠릿 호퍼가 장착된 3D 프린터가 필요했습니다. 및 펠렛 압출기 , 예:고유량 Dyze Pulsar Pellet Extruder , 대부분의 대규모 3D 프린터와 호환되거나 로봇 팔에 설치됩니다.

펠릿을 사용한 3D 프린팅은 다양한 장점을 제공합니다. . 필라멘트 3D 프린팅에 비해 생산 비용이 상당히 낮습니다(60 - 90%). 펠릿은 필라멘트보다 더 광범위하게 사용 가능하고 가공 횟수가 적어 생산 비용과 시간을 단축하기 때문입니다. . 또한 FGF는 재활용 재료의 사용을 허용합니다. , 공사 등 대형 인쇄에 적합합니다. 대규모 AM 장비에 통합된 펠릿 압출기의 좋은 예는 CEAD Flexbot 시스템의 일부를 구성하는 펠릿 압출기 로봇입니다. .

이미지 1. CEAD AM Flexbot을 사용한 대형 3D 펠릿 인쇄. 출처:CEAD.

플라스틱 컴파운딩

플라스틱 산업에서 매우 일반적인 관행은 플라스틱 컴파운딩입니다. . 개선되거나 향상된 열역학적 특성을 달성하기 위해 용융 폴리머와 다양한 첨가제를 혼합하는 것으로 구성됩니다. 그런 다음 혼합물이 압출물로 형성됩니다. (플라스틱 가닥), 냉각 , 압출물을 펠렛으로 자르는 과립기로 전달됩니다. . 플라스틱 컴파운딩은 3D 프린팅 재료의 특성을 개선하는 좋은 방법입니다.

이미지 2. PETG 마스터배치 믹스 샘플. 출처:Dyze 디자인.

색상 마스터 배치를 추가하면 됩니다. 폴리머의 색상을 변경하거나 첨가 마스터배치 플라스틱의 열역학적 성능(더 나은 인쇄성, 더 높은 유속 또는 더 높은 강성)을 개선하거나 특수한 특성을 부여하기 위해 . 펠렛 혼합으로 얻을 수 있는 것보다 일부 속성 다음과 같습니다:

• 힘과 유연성 :폴리머는 탄소 섬유와 혼합될 수 있습니다. 또는 향상된 열역학적 특성을 위한 유리 섬유.
• 자외선 내성 :혼합물에 UV 방사선으로부터 보호하는 화합물을 추가하여 플라스틱 열화를 늦출 수 있습니다.
• 식품 안전 첨가제 :식품과 접촉하도록 설계된 플라스틱이 해당 목적에 안전한지 확인해야 합니다.
• 항균 기능 :플라스틱 컴파운딩은 플라스틱 표면의 세균 성장을 억제하는 블렌드를 만드는 데에도 사용되며, 이는 의학에서 매우 중요한 기능입니다. .
• 화재 지연 :일부 폴리머는 자동차 또는 항공우주 산업에서 매우 유용한 품질인 화재 확산을 방지하거나 억제하는 물질로 풍부합니다.
• 자기 감지 :폴리머 펠릿과 자기 감지 가능한 펠릿 혼합 가능 자기 감지 가능한 필라멘트를 얻기 위해.
• ESD 보호 :ESD 안전 펠릿 혼합 폴리머 베이스를 사용하면 ESD 안전 소재가 됩니다.
• 색상 :플라스틱 컴파운딩으로 거의 무제한의 색상 혼합이 가능합니다.

컴파운딩은 전문 장비의 도움을 받아 전문 회사에서 수행합니다. 공동 혼련기, 트윈 스크류 등 (동시 회전 및 역회전) 및 내부 혼합기 폴리머와 첨가제의 적절한 혼합을 보장합니다. 결과 이 프로세스의 펠릿 압출기가 장착된 3D 프린터에서 사용할 준비가 된 펠릿입니다. .

펠렛 혼합

펠릿의 혼합은 나사 혼합으로 이루어집니다. 앞에서 언급했습니다. 믹싱 스크류에는 3가지 영역이 있으며 각 영역은 믹싱 과정에서 수행할 역할이 있습니다.

1. 피딩 구역 , 펠릿이 압출기 아래로 이송됩니다.
2. 전환(압축) 영역 , 펠렛 혼합물이 가열되고 녹는 동안 공기가 제거됩니다.
3. 측정 영역 , 그의 임무는 압력을 높이고 출력 흐름을 안정화하는 것입니다.

변경된 측정 섹션이 있는 나사가 있는 위 모델의 변형이 있습니다. , Maddock 스크류와 같이 용융물의 혼합 및 균질화를 더욱 개선합니다.

Image 3. (1) Feed, 2) Transition, (3) Venting, (4) Metering 섹션이 있는 믹싱 스크류의 종류. 출처:Dyze 디자인.

스크류의 계량 섹션에 있는 추가 혼합 섹션에는 단점(토크 요구 사항, 추가 전단 동작으로 인한 가열)이 있으며 스크류의 성능과 출력에도 영향을 미칠 수 있습니다.

플라스틱 펠렛을 혼합하는 데 가장 적합한 스크류 유형은 트윈 스크류입니다. . 플라스틱 합성에 가장 일반적으로 사용되는 솔루션입니다. 트윈 스크루의 예는 두 개의 인터록 스크루가 함께 회전하는 것입니다. 용융물의 적절한 혼합과 균일한 출력을 보장하기 위해 닫힌 배럴 내부.

동영상 1. 트윈 스크류 압출 시스템을 사용한 컴파운딩 시뮬레이션. 출처:EnginSoftSpa.

단일 스크류 압출기에 비해 트윈 스크류 압출기의 장점은 2개의 스크류가 있는 압출 시스템에서 , 두 개의 나사가 펌핑 효율을 증가하기 때문에 좋은 재료 흐름은 재료의 흐름 특성에 의존하지 않습니다. . 또한 트윈 압출기 시스템에서 열 전이 배럴에서 재료까지 더 고르고 빠르게 하나의 나사 시스템보다.

일부 나사에는 나사의 무게와 길이를 줄이기 위해 혼합 섹션이 없습니다. . 스크류에 혼합 섹션이 없는 펠릿 압출기의 예로는 Dyze Pulsar Pellet Extruder가 있습니다. . Pulsar에는 특별한 흘림 방지 메커니즘이 있습니다. 노즐 가까이에 추가됩니다. 이 추가는 용융물이 노즐을 통과하기 직전에 약간의 혼합 경로와 고정 분리를 추가하여 혼합을 크게 개선합니다. 진물 방지 메커니즘과는 별도로 Pulse는 나사 자체에 우수한 전단력을 가지고 있습니다. .

동영상 2. 작업 중인 Dyze Pulsar Pellet Extruder. 출처:Dyze 디자인.

이 두 가지 기능이 결합되어 스크류의 혼합 단계 부족을 보완하고 폴리머 혼합물의 적절한 균질화를 보장합니다. 실험 Dyze Pulsar Pellet Extruder, PETG 펠릿 및 1.6% 컬러 펠릿의 마스터배치를 포함하여 탁월한 색상 일관성 및 재료 균질성으로 만족스러운 결과를 얻었습니다. .

이미지 4:PETG 펠릿과 1.6% 컬러 펠릿의 마스터배치인 Dyze Pulsar Pellet Extruder를 사용한 실험. 출처:Dyze 디자인.

펠렛 혼합을 통한 플라스틱 컴파운딩 중대형 제조업체가 생산 시간과 비용을 절감할 수 있도록 하는 기술입니다. 뿐만 아니라 폴리머 혼합에 대한 더 많은 제어 플라스틱 펠릿을 기본으로 하고 색상 또는 첨가제 마스터 배치를 추가하여 특수 펠릿과 필라멘트를 만들 수 있기 때문에 특정 용도에 적합합니다.

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