Banyak proses mesti disediakan untuk mencapai penyemperitan yang benar-benar cekap.
Untuk mendapatkan kualiti tinggi, pengeluaran yang konsisten, anda memerlukan orang yang cemerlang untuk menjalankan talian dan menguruskan operasi, peralatan mestilah dalam keadaan baik, program penyelenggaraan pencegahan yang komprehensif harus disediakan, dan peralatan harus direka bentuk untuk membolehkan operasi yang cekap.
Penyemperitan yang cekap memerlukan disiplin industri yang baik, perhatian manusia terhadap perincian dan usaha berterusan untuk mencapai penambahbaikan proses. Penyemperitan yang berjaya tidak membuat dua atau tiga perkara betul -- ia mendapat beratus-ratus perkara betul.
Lakukan tiga "M"
Penyemperitan yang cekap memerlukan instrumentasi yang betul. Di sini, pembolehubah proses yang paling kritikal ialah "tiga M": tekanan cair, suhu cair, dan beban motor (tekanan cair, suhu cair, beban motor). Mereka adalah tanda-tanda penting proses penyemperitan. Mereka mesti diukur dan dipantau secara berterusan. Parameter berikut juga harus diukur dan dipantau:
●Suhu tong,
● kelajuan skru,
● penggunaan kuasa setiap zon pemanasan atau penyejukan,
● suhu persekitaran,
● kelembapan relatif,
● Suhu di mana bahan mentah memasuki penyemperit,
● kandungan lembapan bahan mentah yang memasuki penyemperit (jika penyerapan lembapan diperlukan),
● aliran air penyejuk,
● suhu air masuk,
● suhu air keluar,
● Vakum pada port ekzos (jika berkenaan).
Dapatkan semula data
Keupayaan Pemerolehan Data (DA) adalah penting untuk membangunkan proses penyemperitan yang mantap, mengekalkan konsistensi proses, mengoptimumkan proses dan menyelesaikan masalah dengan cekap. Nasib baik, dengan komputer yang murah hari ini dan perisian DA yang tersedia secara meluas, adalah mungkin untuk memasang sistem DA yang berkuasa pada talian penyemperitan sedia ada. Malangnya (dan membingungkan), sangat sedikit pemproses yang memanfaatkan ciri ini dengan berkesan.
Penulis bekerja dengan pemproses untuk memasang sistem DA berasaskan komputer pada talian penyemperitan yang agak lama. Sistem DA berharga kurang daripada $20,000. Dalam masa kira-kira tiga bulan, kadar sekerap talian menurun daripada kira-kira 15 peratus kepada 5 peratus. Akibatnya, sistem DA membayar sendiri dalam masa beberapa bulan dan kini membantu penukar berjalan secara konsisten dengan kadar sekerap yang jauh lebih rendah pada setiap baris.
Kadar skrap dikurangkan kerana proses boleh dioptimumkan seperti sebelum ini dengan sistem DA. Di samping itu, masalah yang mungkin membawa kepada produk tidak mematuhi boleh dikenal pasti dan diperbetulkan serta-merta sebelum ia benar-benar dihasilkan. Ini bukan teknologi aeroangkasa! Ia hanya mudah dan berkesan menggunakan alat luar biasa. Malah peralatan penyemperitan lama boleh menghasilkan produk berkualiti selagi ia diselenggara dengan baik dan mempunyai instrumentasi yang baik dan fungsi DA.
Pemilihan suapan
Ketekalan suapan dan aliran suapan ke penyemperit adalah penting untuk mencapai kestabilan proses. Perubahan dalam suapan (contohnya, darjah pengisaran semula yang berbeza) sentiasa mengakibatkan perubahan dalam proses penyemperitan. Malah isu yang kelihatan remeh seperti pengedaran saiz zarah boleh menjejaskan proses. Secara umum, taburan saiz zarah yang lebih sempit meningkatkan kestabilan proses penyemperitan.
Rajah 1. Suapan limpahan memenuhi saluran skru sepenuhnya dan menggunakan panjang penuh skru. Ia tidak memerlukan peralatan pemakanan tambahan, tetapi mengurangkan kawalan proses.
Terdapat dua kaedah pemakanan asas: memberi makan banjir dan memberi makan kelaparan. Dalam suapan limpahan, corong suapan diisi ke tahap tertentu dan bahan mengalir dalam aliran jisim (kebanyakan masa) ke penyemperit, yang menghisap sebanyak mungkin bahan. Saluran skru diisi hampir serta-merta (lihat Rajah 1). Hasilnya ialah, dalam suapan limpahan, panjang berkesan skru adalah lebih kurang sama dengan panjang penerbangan skru.
Rajah 2 Pemakanan kelaparan memerlukan penyuap, tetapi menyediakan kawalan proses yang lebih baik dan cenderung untuk mengurangkan suhu cair.
Dalam suapan kelaparan, polimer dimeterkan ke dalam penyemperit melalui peranti suapan (Rajah 2). Tiada timbunan dalam corong; sebaliknya, bahan itu jatuh terus ke dalam saluran skru, yang hanya sebahagiannya diisi pada pembukaan suapan. Apabila bahan dihantar ke hadapan, saluran skru akan diisi sepenuhnya pada jarak tertentu ke hilir suapan.
Dalam makan kelaparan, panjang berkesan skru adalah kurang daripada panjang penerbangan skru. Kelebihan penting ialah panjang skru berkesan boleh dilaraskan semasa penyemperit sedang berjalan. Ini membolehkan kawalan proses yang lebih luas daripada suapan banjir di mana panjang berkesan tidak boleh dilaraskan. Pemakanan kelaparan hanya berguna jika penyemperit cukup panjang untuk mencapai pencairan lengkap dan pencampuran yang berkesan. Oleh itu, makan kelaparan secara amnya tidak akan memperbaiki proses pada penyemperit pendek (25D panjang). Pemakanan kelaparan memerlukan penyuap, tetapi ia mengurangkan beban motor, suhu cair dan potensi untuk ketulan, penyambung dan pemisahan dalam corong.
Rajah 3 Contoh dari operasi penyemperitan paip ini menunjukkan bahawa beberapa tahap pemakanan kelaparan menghasilkan ketebalan dinding yang lebih seragam. Pemberian makanan banjir pada pengisian 100 peratus; yang kurang ialah memberi makan kelaparan.
Pemakanan kelaparan membolehkan tahap pengoptimuman proses yang tidak dapat dicapai dengan pemberian makanan limpahan. Rajah 3 menunjukkan contoh operasi penyemperitan paip di mana variasi ketebalan dinding diukur pada beberapa aras isian. Isi seratus peratus menunjukkan pemberian makanan banjir; kurang daripada ini menunjukkan makan kelaparan. Peratusan isian ialah kadar suapan sebenar berbanding dengan kadar suapan limpahan.
Adalah jelas bahawa keadaan proses optimum untuk meminimumkan variasi ketebalan dinding adalah kira-kira 98 peratus isian. Perubahan dalam ketebalan dinding pada kelaparan optimum adalah kira-kira separuh daripada penyusuan limpahan. Ini bermakna dalam keadaan optimum, kurang bahan boleh digunakan kerana ketebalan dinding paip boleh lebih hampir kepada minimum. Dalam kes ini, penjimatan bahan sahaja adalah lebih kurang $100,000/tahun.
Persekitaran dalam kilang juga memainkan peranan penting dalam proses penyemperitan. Perubahan dalam suhu bilik dan kelembapan relatif boleh menjejaskan proses, begitu juga aliran udara: membuka pintu atau tingkap boleh mengubah keadaan pemindahan haba di sekeliling penyemperit dan menyebabkan peralihan proses, dan menghidupkan atau mematikan kipas berhampiran penyemperit boleh menyebabkan perubahan proses yang serupa . Memandangkan peristiwa seperti ini biasanya tidak muncul pada papan pemuka, mungkin tidak mudah untuk mencari punca perubahan proses ini.
Kelajuan skru dan tetapan tong
Penyemperit beroperasi dengan paling cekap apabila skru menyediakan kira-kira 80 peratus hingga 90 peratus tenaga yang diperlukan untuk memanaskan dan mencairkan plastik. Dalam kes ini, pemanas tong menyediakan 10 hingga 20 peratus haba tambahan. Kadangkala skru menyediakan lebih daripada 100 peratus tenaga yang diperlukan untuk memanaskan dan mencairkan plastik. Kami mungkin memanggil ini skru "terlalu aktif". Penyejukan tong diperlukan di sini untuk mengawal suhu.
Rajah 4 Setiap resin mempunyai penggunaan tenaga pemanasan dan lebur tertentu (SEC). Sebaik-baiknya, skru menyediakan 80 peratus hingga 90 peratus tenaga. Jika ia menyediakan lebih daripada SEC, ia perlu disejukkan untuk mengeluarkan haba yang berlebihan, yang tidak cekap dan berpotensi merendahkan plastik. Titik penyemperitan diri ialah tempat skru menghantar tepat 100 peratus SEC ke plastik. Apa-apa sahaja di atas yang menunjukkan skru "terlalu aktif".
Penyejukan tong membazir tenaga, dan tenaga, jelas sekali, tidak percuma. Rajah 4 menunjukkan bagaimana penggunaan tenaga khusus (SEC) dalam kWj/kg berbeza dengan kelajuan skru. Setiap plastik mempunyai keperluan pemanasan dan tenaga lebur tertentu. Untuk plastik separa hablur nilai ini adalah lebih kurang 0.15 kWj/kg dan untuk polimer amorf nilai ini adalah lebih kurang 0.10 kWj/kg.
Lengkung dalam Rajah 4 mewakili gabungan haba geseran dan likat yang dihasilkan oleh skru. Ini sering dirujuk sebagai haba ricih, walaupun istilah ini tidak betul. Pada kelajuan skru rendah, haba yang dihasilkan oleh skru adalah sangat rendah, dan kesan pemanas tong adalah hebat. Pada kelajuan skru yang lebih tinggi, kebanyakan haba (80 peratus hingga 90 peratus ) dihasilkan oleh skru - ini adalah julat operasi pilihan.
Apabila kelajuan skru ditingkatkan lagi, ia melintasi garisan mendatar yang menunjukkan keperluan SEC plastik. Titik persilangan ini dipanggil titik penyemperitan autogen. Pada masa ini, semua haba dihasilkan oleh skru, dan pemanas tong tidak perlu menyediakan haba. Di sebalik titik autogen ini, skru menghasilkan lebih haba daripada yang diperlukan - ia menjadi terlalu aktif. Apabila kelajuan skru meningkat melebihi titik silang, tong perlu disejukkan untuk mengeluarkan haba berlebihan yang disediakan oleh skru.
Apabila tong menjadi sejuk, suhu cair dalam penyemperit akan lebih tinggi daripada titik tetapan suhu tong apabila haba mengalir dari bahagian dalam tong ke luar. Apabila sedikit penyejukan dilakukan, suhu cair mungkin 10 darjah F hingga 50 darjah F lebih tinggi daripada titik set. Dengan penyejukan sederhana, suhu cair mungkin 50 darjah F hingga 100 darjah F di atas titik set. Apabila penyejukan adalah pada kelajuan penuh sepanjang, suhu cair sebenar mungkin 100 darjah F hingga 150 darjah F lebih tinggi daripada titik set, atau lebih tinggi. Oleh kerana suhu cair pada ketika ini biasanya tidak boleh diukur, kebanyakan pemproses tidak menyedari bahawa keadaan ini boleh memudaratkan.
Adalah penting untuk memahami bahawa keperluan untuk penyejukan bermakna bahawa plastik terlalu panas. Ini meningkatkan risiko plastik merendahkan dan membentuk bintik hitam, gel dan perubahan warna. Ia juga mengurangkan kekuatan lebur di pintu keluar dan menjadikannya lebih sukar untuk penyemperit untuk menyejuk. Menjalankan penyemperit dengan penyejukan tong adalah seperti memandu kereta dengan brek dihidupkan - ia membazir tenaga dan menyebabkan kehausan yang berlebihan.
Penyemperitan yang cekap memerlukan pengoptimuman berhati-hati suhu tong. Banyak syarikat tidak memberi perhatian yang cukup kepada profil suhu tong. Terdapat beberapa cara untuk menetapkan suhu tong. Salah satu kaedah yang berkesan ialah pengoptimuman dinamik. Kaedah ini melibatkan membuat perubahan besar pada titik set dan menjejak bagaimana suhu dan tekanan sebenar berubah dari semasa ke semasa. Rajah 5 menunjukkan bagaimana tekanan berubah mengikut suhu apabila titik set dikurangkan daripada 390 darjah F kepada 300 darjah F.
Dalam kes yang ditunjukkan di atas, titik set suhu optimum untuk Zon Tong 1 ialah lebih kurang 330 darjah F. Kaedah mencari titik set optimum ini adalah lebih cepat daripada membuat perubahan masa nyata pada titik set dan menunggu penyemperit bertindak balas terhadap ubah. Untuk penyemperit besar, ia mungkin mengambil masa 30 minit atau lebih untuk mesin bertindak balas terhadap perubahan dalam setpoint. Jika anda membuat enam perubahan, penyemperit boleh mengambil masa tiga jam atau lebih untuk bertindak balas terhadap perubahan tersebut.
