عیب یابی پروفیل UPVC

پروفیل پی وی سی و انواع آن

پروفیل پی وی سی از جمله محصولات پر کاربرد در صنعت پلیمر می‌باشد. پروفیل‌های در و پنجره UPVC و پروفیل ساده و فنی از جمله داکت پی وی سی از جمله پروفیل‌های UPVC هستند. علاوه بر آن دیوارپوش و پانل‌های سقفی پی وی سی نیز فرآیند تولید مشابهی با سایر پروفیل‌ها دارند.

 

تجهیزات اصلی در تولید پروفیل UPVC و حدود قیمت آن

ماشین آلات توربو میکسر و اکسترودر دو ماردون پی وی سی از مهم ترین تجهیزات برای تولید پروفیل می‌باشد. از نظر اقتصادی قیمت یک دستگاه توربو میکسر سرد و گرم سایز 500/1000 در حدود 25 هزار دلار و قیمت یک اکسترودر دو ماردون کونیکال سایز CM65 در حدود 65 هزار دلار می‌باشد. البته این قیمت حدودی و بر مبنای ماشین آلات چینی می‌باشد. تجهیزات ترک یا اروپایی می‌توانند بازه قیمتی چند برابر از قیمت ذکر شده را داشه باشند.

 

میکسر مناسب تولید UPVC

میکسر توربو با سایز 500/1000 از متداول ترین میکسرها در تولید پروفیل UPVC می‌باشد. نکات مهم در این تجهیزات رعایت اصولی طراحی تیغه میکسر بخصوص برای تولید محصولات با کربنات کلسیم بالا می‌باشد.

 

اکستروژن پروفیل UPVC

اکستروژن پروفیل UPVC در اغلب موارد با اکسترودر دو ماردون کونیکال و در برخی موارد با استفاده از اکسترودر دو ماردون پارلل تولیدی می‌شود. البته در مورد پروفیل‌های نرم می‌توان از اکسترودر تک ماردون نیز استفاده کرد. به طور کلی اکسترودر تک ماردون برای محصولات نرم و سایزهای پایین کاربرد داشته و مواد اولیه مورد استفاده نیز باید به صورت گرانول باشد. نکات مهم در این اکسترودرها نحوه صحیح تنطیم دمایی، فیلرگیری اصولی مارپیچ و...می‌باشد.

 

برخی از عیوب متداول در تولید پروفیل UPVC

تولید پروفیل UPVC  شامل سه بخش اصلی میکس پی وی سی با افزودنی‌ها، مرحله اکستروژن و قالبگیری و کالیبره شدن پروفیل است. وجود نقص در هرکدام از این سه بخش می‌تواند کیفیت محصول را تحت تاثیر قرار دهد. کاهش کیفیت پروفیل می‌تواند به صورت مشهود باشد و یا پنهان بوده و پس از گذشت زمان آشکار شود. در نتیجه کنترل فرآیند در هر کدام از این سه بخش ضروری می‌باشد. در این مقاله به اصول اساسی برای کنترل فرآیند در این سه بخش پرداخته شده و سپس به برخی از مشکلات متداول در تولید پروفیل UPVC  راهکارها پیشنهادی برای آن پرداخته خواهد شد.

 

1-بخش میکس در تولید پروفیل UPVC

بخش میکس در تولید پروفیل نقش مهمی را ایفا می‌کند، اگر میکس پی وی سی با افزودنی‌ها به خوبی انجام نشود. بسیاری از خواص از جمله مقاومت ضربه، پایداری حرارتی و ... کاهش می‌یابد. میکسر پی وی سی مناسب برای تولید پروفیل از نوع توربو میکسر می‌باشد و باید در طراحی پره میکسر دقت شود تا بهترین پراکندگی و توزیع افزودنی در زنجیره پلیمر رخ دهد. دمای میکسر از اهمیت بالایی برخوردار است و باید با دقت و توسط ترموکوبل مناسب تنظیم شود. پیشنهاد می‌شود در سرویس‌های دوره ای ترموکوبل کالیبره شود تا دمای دقیق را نشان دهد. نفود افزودنی در زنجیره پلیمر وابسته به دما است در نتیجه بهترین معیار برای میکس ایده آل دما می‌باشد. با این حال در شرایط ایده آل میکس پی وی سی باید در حدود 10 دقیقه انجام شود. ترتیب میکس مواد نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. در مقاله تخصصی به بررسی روش میکس پی وی سی در توربو میکسر پرداخته شده است.

2-بخش اکستروژن

اکستروژن پروفیل UPVC  و بخصوص پروفیل در و پنجره UPVC  با اکسترودر دو مارپیچ ناهمسوگرد انجام می‌شود. هر دو نوع اکسترودر کونیکال و پارلل برای تولید پروفیل قابل استفاده هستند. اکسترودر پارالل عمدتا برای فرمولاسیون‌های با فیلر کمتر توصیه می‌شود.

کار با اکسترودر اگر چه پیچیده به نظر می‌رسد اما از اصول مشخصی پیروی می‌کند که برای هر دستگاه متفاوت بوده با این حال تجربه در آن نقش مهمی دارد. به همین خاطر پیشنهاد می‌شود اگر به تازگی خط پروفیلی را راه اندازی کرده اید حتما از اپراتور با تجاری کاری در زمینه اکستروژن استفاده نمایید.

در فرآیند اکستروژن پی وی سی به شکل مذاب درآمده و وارد قالب می‌شوند. اکسترودر عموما دارای چهار الی پنج زون حرارتی است که در محدوده 165 تا 185 درجه سانتی گراد تنظیم می‌شود. با این حال باید توجه کرد که بیشتر گرمای مورد نیاز جهت ذوب پی وی سی از طریق تنش برشی انجام شده توسط مارپیچ صورت می‌گیرد. این بدان معنی است که برای پخت مناسب پی وی سی باید بر روی تنظیم بودن میزان سرعت و آمپر دستگاه تمرکز شود. یک اکسترورد استاندارد پی وی سی شامل چهار بخش خوارک گیری، ناحیه ذوب، ناحیه گاز گیری و ناحیه سنجش است.

اهمیت پخت در پی وی سی

پخت، فیوژن یا ژل شدن پی وی سی در اکستروژن انجام می‌شود. کم بودن میزان پخت سبب پارگی یا کاهش خواص مکانیکی شده و از طرف اگر پخت بیش از حد باشد ممکن است سبب زرد شدن و کاهش برخی خواص شود. در نتیجه پخت باید به خوبی انجام شود و از چیدمان دمایی متناسب با فرمولاسیون و دستگاه استفاده شود. چیدمان دمایی برای هر اکسترودر و فرمولاسیون متفاوت بوده با این حال پیشنهاد می‌شود افزایش دما بیش از 5 درجه صورت نگیرد.

 

مرحله گاز گیری

در این قسمت از دستگاه اکسترودر گاز HCl  توسط پمپ خلاء خارج می‌شود. در این ناحیه فشار باید صفر باشد و دما بالا بوده چرا که میزان خروج گاز وابسته به دما است. همچنین طراحی مارپیچ باید از نظر عمق مناسب باشد تا گاز گیری به شکل مناسبی انجام شود.

 

زون آخر یا پیش از قالب

در این ناحیه که با نام آداپتور نیز شناخته می‌شود. باید اکسترودر دما و فشار مناسبی داشته باشد تا مذاب با فشار ایده آل و در حالت کاملا مذاب وارد قالب شود و به خوبی تمامی نواحی قالب را پوشش دهد. در این ناحیه می‌توان با نصب برخی تجهزات از جمله توری فلزی میزان فشار و یکنواختی مذاب را بیشتر کرد.

 

مشکلات و عیب یابی اکستروژن پروفیل

برای رسیدن به اکستروژن بهتر، مواد در دریچه خروجی به جای ظاهری ذوب شده باید دارای ظاهری پنری شکل باشد.

در شرایط پنیری پودر به صورت کامل از گازهای موجود در آن تخلیه گشته است. پره های ماردون در قسمت تغذیه اکسترودر باید به طور مناسب پر شده باشد به طوری که گلویی قسمت تغذیه به طور کامل پوشانده شده باشد.

 

3-بخش قالب

قالب وظیفه شکل دهی به مذاب پی وی سی را دارد. دما در این ناحیه باید به دقت کنترل شود و دقت ترموکوبل‌ها در این ناحیه بالا باشد.

 

شکنندگی محصول

علت	راه کار
پخت ناکافی	افزایش دمای مذاب، بررسی مقدار فیلر یا پرکننده فرمولاسیون
اصلاح کننده ضربه ناکافی	افزایش مقدار افزودنی اصلاح کننده
حباب و آلودگی	بخش" حفره/حباب " را ببینید.
خط سرد قالب	افزایش دمای مذاب
پخت زیاد	دمای بهینه فرایند را شناسایی کنید.

 

زرد شدگی یا رنگ رفتگی یکنواخت مواد

علت	راه کار
کم بودن مقدار استابیلایزر	بررسی فرمولاسیون و تعیین مقدار پایدارکننده مورد نیاز
زیاد بودن دمای مذاب	کاهش کلی دمای مذاب
روان کنندگی نامناسب	افزایش مقدار روان کنندگی
زیاد بودن دمای پشت سیلندر	کاهش دمای پشت سیلندر

 

براقیت کم پروفیل

علت	راه کار
روان کنندگی بیش از حد	کاهش مقدار روان کننده داخلی
مذاب سرد	افزایش دمای فرایند
پخت ناکافی	افزایش مقدار کمک فرایند
کاهش ابعاد قطعه	افزایش مقدار خلاء یا افزایش فشار هوا به منظور تضمین اندازه ابعاد قطعه
احتمال عدم کیفیت و درستی آمیزه	پارامترهای مرتبط با اختلاط بررسی شود.

 

سطح داخلی موج دار و چروک افتاده

علت	راه کار
سطح داخلی موج دار و چروک افتاده نشانگر تاریخچه های متفاوت برشی و حرارتی مذاب است.	دمای سیلندر و مارپیچ در ناحیه سنجش اکسترودر باید تقریباً یکسان باشد. افزایش ناچیز درجه حرارت هر دوی آنها به صاف شدن سطح داخلی کمک می کند.

آمپر بالای دستگاه

علت	راه کار
سرد بودن مواد	افزایش دمای سیلندر بررسی دقت عملکرد ترموکوپل های سیلندر
کم بودن روان کننده	افزایش روان کننده خارجی
خوراک گیری زیاد	افزایش سرعت مارپیچ یا کاهش سرعت خوراک گیری بررسی مجدد تناسب قالب و ماشین

 

نازک شدن ضخامت ها در مرحله کالیبراتور تحت خلاء

علت	راه کار
ورود نایکنواخت محصول به کالیبراتور	فاصله میان قالب و کالیبراتور را کاهش دهید. کاهش 5 تا 7 سانتی متر معمولاً مناسب است.
زیاد بودن دمای مذاب	کاهش دمای قالب
اصطکاک کششی بسیار زیاد	کاهش مقدار خلاء

 

ضخامت غیر یکنواخت دور پنل

علت	راه کار
اگر دیواره ضخیم و نازک در مقابل هم هستند	بوش قالب در مرکز قرار ندارد، کلیه پیچ های قالب را مجدداً تنظیم نمایید
نازک و ضخیم در مقابل هم نیستند	با استفاده از گرم کن های مجزای قالب، جریان مواد را تنظیم کنید. به عبارت دیگر دمای مواد در قالب یکسان نیست و بنابراین مواد به صورت یکنواخت در قالب حرکت نمی کنند.

 

کاهش یا افزایش ضخامت دیواره ها

علت	راه کار
عدم یکنواختی آمیزه خروجی از میکسر	سرعت کشنده را تنظیم کنید. کیفیت و یکنواختی مواد اولیه ورودی را بررسی کنید.
پل زدن و گرفتگی مواد در قیف خوراک دهی	بخش "فشار/ بار زیاد" را ببینید.

 

جمع شدگی زیاد محصول

علت	راه کار
عدم همخوانی قالب و کالیبراتور	افزایش قطر پین کاهش سرعت خط

 

خطوط خورشیدی محسوس روی قطر داخلی

علت	راه کار
نواحی خورشیدی و قالب ممکن است سرد باشند	بررسی دمای فرایندی
امکان روان کنندگی بیش از حد مواد وجود دارد	تنظیم مقدار روان کننده

 

وجود جسم خارجی در آمیزه

علت	راه کار
آلودگی در خوراک انبار شده	استفاده از آهن ربا برای جداسازی آلاینده های فلزی استفاده از الک یا توری

 

 

زبری (مشابه پوست پرتقال) سطح داخلی یا خارجی که منجر به سوختگی می شود.

 

علت	راه کار
حرارت زیاد	کاهش دمای مذاب کاهش دمای ناحیه خورشیدی
روان کنندگی کم فرمولاسیون	بررسی فرمولاسیون، افزایش میزان روان کننده

 

نتیجه نامطلوب آزمون دی کلرومتان

علت	راه کار
سردی مواد و عدم پخت کافی	دمای سیلندر و مارپیچ پایین است. افزایش دمای مذاب
فرمولاسیون حاوی روان کننده زیاد	کاهش مقدار روان کننده خارجی افزایش مقدار کمک فرایند برای بهبود فرایند پخت

 

سطح داخلی موج دار و چروک افتاده

علت	راه کار
سطح داخلی موج دار و چروک افتاده نشانگر تاریخچه های متفاوت برشی و حرارتی مذاب است.	دمای سیلندر و مارپیچ در ناحیه سنجش اکسترودر باید تقریباً یکسان باشد. افزایش ناچیز درجه حرارت هر دوی آنها به صاف شدن سطح داخلی کمک می کند.

 

نوسان در خروجی

علت	راه کار
سرعت خوراک دهی غیر یکنواخت	سیستم خوراک گیری را بررسی کنید.
زیاد بودن مقدار فیلر و کمبود پلیمر موجب گرفتگی جزئی کانال جریان می شود.	افزایش دمای فرایند بررسی مقدار فیلر فرمولاسیون

 

پل زدن در ناحیه خوراک گیری/ جریان نایکنواخت پودر ورودی به مارپیچ

علت	راه کار
جریان ضعیف و نامناسب در گلویی خوراک گیری	جریان آب خنک کن بخش گلویی را باز کنید. از قیف های نوع کرامر استفاده کنید. برای بهتر شدن جریان از ویبراتورها (لرزاننده) استفاده کنید.

 

پارگی اتفاقی قطعه از داخل

علت	راه کار
کشنده ها مواد را قبل از اینکه به اندازه کافی سرد شوند،    می کشند.	از زنجیر بلندتری استفاده کنید- حداقل 75% طول حمام خنک کن باشد.

 

وجود حفره و حباب در قطعه

علت	راه کار
تخریب	بررسی دمای سیلندر، مارپیچ و قالب. استفاده از خنک کن مارپیچ کاهش دمای مذاب
رطوبت یا هوای گیر افتاده	اطمینان یابید که مواد در ناحیه گازگیری ژل نشده اند. اطمینان از صحت عملکرد پمپ خلاء

 

 

جمع بندی و نتیجه گیری در مورد مشکلات تولید پروفیل UPVC

پروفیل UPVC بر اساس نوع و کاربرد به شکل متداولی با مشکلاتی چون زرد شدن قطعه، کاهش براقیت، نوسان ضخامت، نوسان خروجی و... روبه رو است. این مشکلات ممکن است به عواملی چون مواد اولیه، میکسر و یا اکستروژن مربوط باشند. عیب یابی بودن نظر متخصصی می‌تواند با حدس و خطا بسیاری همراه بوده و در نهایت نیز به نتیجه ایده آل نرسد، لذا در این موارد توصیه می‌شود با نظر یک کارشناس و متخصص اقدام به اصلاح و بهینه سازی خط تولید نمایید تا بهترین نتیجه مورد نظر حاص شود.