Care este principiul de funcționare al unei mașini de suflat film plastic?

Intrați în aproape orice unitate de ambalare, lanț de aprovizionare de supermarket sau agrobusiness și veți găsi la locul de muncă folii de plastic-produse de ambalare, căptușeală de coșuri de gunoi, produse de etanșare, protecția mărfurilor. Aproape toate mașinile din spatele filmelor sunt suflante cu membrană, cunoscute și sub numele de suflante cu membrană. Este unul dintre cele mai utilizate echipamente de prelucrare a materialelor plastice din lume și, deși principiul de funcționare este elegant din punct de vedere logic, implică mai multe procese mecanice și de tratare termică interdependente care merită-înțelese aprofundate. Această lucrare explică principiul de lucru almașină de suflat folie de plastic,contribuția fiecărei componente majore la procesul suflantei de film și modul în care variabilele din sistem interacționează pentru a determina proprietățile filmului final.

Concept de bază: Strângere pentru a face față inflației

La cel mai elementar nivel, celmașină de suflat folie de plasticare două funcții: topește rășina de plastic, apoi împinge plasticul printr-o matriță circulară pentru a forma un tub, care este apoi umflat cu aer pentru a forma o bulă de film continuă. Spuma se trage în sus (în majoritatea modelelor), se răcește, se prăbușește și se ondulează. Acest proces, cunoscut sub numele de extrudare a filmului prin suflare, este diferit de turnare, în care plasticul topit este așezat plat pe o rolă de răcire. Filmul suflat tinde să aibă proprietăți mecanice mai bune în ambele direcții ale filmului și, în general, o rezistență mai bună la uzură, motiv pentru care domină aplicațiile de ambalare.

Etapa 1: Hrănirea și topirea rășinii

Procesul începe cu buncărul. Peleții de plastic brut-cel mai frecvent polietilenă (LDPE, HDPE sau LLDPE), deși polipropilena și alte rășini sunt, de asemenea, procesate-sunt încărcate în buncăre și introduse gravitațional în cilindrul extruderului. În interiorul cilindrului se află un șurub rotativ acționat de un motor. Șurubul face mai mult decât să propulseze materialul înainte. Geometria sa-adâncimea zborului, raportul de compresie, pasul-poate realiza trei lucruri simultan:

Transportul particulelor solide din zona de alimentare la matriță

Comprimați treptat materialul, producând căldură de frecare

Topiți și omogenizați rășina pentru a ajunge la matriță într-o topitură uniformă, fără bule{0}

Tamburul este înconjurat de o bandă de încălzire electrică, care este împărțită în mai multe zone. Fiecare zonă este controlată independent, permițând setarea precisă a profilului de temperatură de-a lungul butoiului. Temperaturile tipice de topire în producția de film de polietilenă variază de la 160 de grade la 220 de grade, în funcție de gradul specific de rășină și de cerințele filmului. Presiunea crește pe măsură ce șurubul împinge înainte plasticul topit. Filtrele și placa de spargere din partea inferioară a butoiului captează poluanții și ajută la omogenizarea topiturii înainte de a curge în matriță.

Etapa 2: Tub-de turnare

Plastic topit de la extruder în matrița inelară, formând caracteristicile unice ale extrudarii filmului suflat. Spre deosebire de matrițele cu caneluri plate, o matriță inelară are o deschidere circulară-în esență un inel-prin care plasticul este împins într-un tub fără sudură. Geometria decalajului matriței este crucială. lățimea golului determină grosimea inițială a peretelui conductei înainte de extindere. Buzele turnate trebuie prelucrate precis si perforate uniform pe toata circumferinta; orice variație va avea ca rezultat o pată groasă sau subțire care trece prin rola de film. În centrul matriței inelare se află un dorn prin care aerul comprimat este introdus în interiorul unui tub de plastic. Acesta este mecanismul inflației și despre el vom vorbi mai târziu. Unelemașină de suflat folie de plasticmodelele folosesc matrițe cu un singur-strat; altele sunt concepute pentru a avea o capacitate de co-extruziune, stivuind mai multe canale de matriță inelare pentru a crea straturi de peliculă care fuzionează diferite straturi de rășină într-o singură structură. De exemplu, peliculele Barrier pot combina cinci, șapte sau chiar nouă straturi pentru a atinge obiective specifice de rezistență la oxigen sau umiditate.

Faza 3: Liniile de inflație și îngheț

Pe măsură ce topitura tubulară iese din matriță, aerul este suflat prin dornul matriței, suflând conducta în bule. Aceasta este sursamașină de suflat folie de plasticnumele lui, „Lovitura”, care este, de asemenea, un factor determinant pentru multe dintre caracterul fizic al filmului. Raportul dintre diametrul final al bulei și diametrul matriței se numește raport de sablare (BUR). De exemplu, un BUR 2,5:1 A înseamnă că bula se extinde la 2,5 ori diametrul matriței. Aceste orientări transversale de întindere ale filmului sunt mărite prin direcționarea moleculelor de polimer către direcția laterală a mașinii. În același timp, bulele au fost trase în sus de rolele turnului. Rata de tragere relativă la viteza sa de compresie se numește rata de tragere sau raportul de tragere. Această întindere longitudinală orientează moleculele care se deplasează în direcția mașinii. Combinația dintre rapoartele de tracțiune transversale și longitudinale conferă suflantei structura sa orientată biaxial și echilibrul mecanic unic. Aerul de răcire a suflat din inelul de aer deasupra matriței spre exteriorul bulei. Pe măsură ce bulele se ridică și se răcesc, există o limită vizibilă - - una în care plasticul trece de la translucid topit la opac solidificat. Aceasta se numește linie de îngheț sau linie de îngheț. Înălțimea sa deasupra matriței este un parametru cheie al procesului: o linie de îngheț mai mare înseamnă că rășina durează mai mult să se topească și are mai mult timp să se relaxeze, rezultând o peliculă mai moale, cu mai puțină rigiditate. Linia de îngheț inferioară înseamnă o solidificare mai rapidă, o mai bună orientare și o performanță mai bună de întindere. Controlul înălțimii liniei de îngheț implică ajustarea volumului vântului de răcire, a temperaturii aerului, a vitezei de extrudare și a vitezei de absorbție, iar operatorii cu experiență vor ști cum interacționează aceste variabile.

Etapa 4: Colaps și înfășurare

Deasupra inelului de aer, bulele se deplasează în sus printr-un cadru pliabil-o serie de plăci sau role convergente care aplatizează treptat bulele într-un tub plat dublu. Geometria corectă a colapsului este importantă: presiunea neuniformă sau geometria asimetrică a cadrului creează pliuri pe film, ceea ce devine o problemă persistentă de masă în aval. În partea superioară a secțiunii de pliere, tubul plat trece prin rolele de prindere pentru a îndeplini două funcții:

Sigilați aerul din interiorul bulei pentru a menține presiunea de umflare

Ei exercită tracțiune și controlează dimensiunea tracțiunii.

După rulourile de prindere, filmul este ghidat prin rolă și înfășurat pe miez. Tensiunea înfășurării trebuie controlată cu atenție: prea strâns și filmul se va întinde și se va răsuci; prea slăbit și tamburul va deveni moale și neregulat. Cele mai modernemașină de suflat folie de plasticmodelele includ bobinatoare de suprafață, bobinatoare centrale sau bobinatoare combinate în funcție de aplicație. Pentru filmele foarte subțiri sau rolele cu diametru mare, sistemele automate de schimbare a rolei permit producția continuă fără oprirea liniei de producție.

Variabilele cheie care determină proprietățile filmului

Înțelegerea modului în care amașină de suflat folie de plasticfuncționează înseamnă să înțelegeți că filmul final nu este doar produsul plasticului pe care îl puneți-ci și modul în care operați mașina. Principalele variabile ale procesului și principalele lor efecte:

Aceste variabile nu rulează independent. De exemplu, schimbarea vitezei de încărcare poate afecta înălțimea gabariturilor și înălțimea liniei de îngheț. Reglarea aerului de răcire afectează, de asemenea, rata de ieșire, linia de îngheț și transparența. Această interdependență face ca suflarea filmului să fie atât un proces, cât și o practică de inginerie.

De ce suflarea filmului este încă metoda de urmat

Liniile de turnare de film sunt mai rapide și pot produce filme cu o claritate optică mai mare, dar filmul suflat domină încă ambalajul din următoarele motive:

Echilibrarea proprietăților mecanice: Filmul de tracțiune biaxial poate rezista la ruperea și perforarea în toate direcțiile, nu doar în una.

Flexibilitate: lățimea tubului, grosimea filmului și BUR pot fi ajustate într-o gamă largă, fără schimbări majore de scule.

Producția de tuburi fără sudură: Pentru aplicațiile cu pungi, forma tubului fără sudură elimină o etapă de etanșare.

Capacitate multistrat: tehnologia filmului suflat cu co-extruziune poate stivui rășini diferite la un moment dat pentru a forma proprietăți care sunt dificil de atins prin alte metode.

Gânduri finale

Suflantele de folie de plastic funcționează într-un lanț continuu, controlabil de transformări: rășina solidă devine o topitură omogenă, topitura devine tub, tubul devine un balon, bula devine o peliculă, iar filmul devine un sul. Fiecare transformare este controlată de un parametru specific și fiecare parametru afectează mai multe proprietăți în aval. Pentru oricine implicat în realizarea de filme-fie că rezolvă probleme de calitate, optimizează producția sau desemnează echipamente pentru o nouă linie de producție-înțelegerea acestui lanț cauzal este fundamentală pentru orice altceva.