علل و اقدامات احتیاطی یکنواختی ضخامت در فیلم های ریخته گری

ضخامت جانبی فیلم یکنواخت و مجهز به دستگاه های تنظیم خودکار برای پیچ های انبساط حرارتی است. اصل کار این دستگاه گرم کردن و خنک کردن پیچ های کنترل کننده شکاف قالب و تنظیم شکاف قالب با استفاده از خواص فیزیکی انبساط و انقباض حرارتی است. هنگامی که مواد مذاب خارج شده از قالب تشکیل شده و توسط دستگاه ضخامت‌سنجی اندازه‌گیری می‌شود تا در ناحیه افقی خاصی از فیلم ضخیم‌تر باشد، دستگاه ضخامت‌سنجی اطلاعات ضخامت آن ناحیه را به کامپیوتر منتقل می‌کند. پس از پردازش اطلاعات بازخورد، کامپیوتر یک سیگنال گرمایشی به پیچ انبساط حرارتی مربوطه در آن ناحیه برای گرم کردن و بالعکس برای خنک کردن خروجی می‌دهد. اگرچه این کنترل تنظیم خودکار نسبتاً به موقع است، به دلیل انبساط و انقباض حرارتی کوچک پیچ انبساط حرارتی، این کنترل تنظیم خودکار فقط زمانی قابل تنظیم است که انحراف ضخامت خیلی زیاد نباشد. به طور کلی، محدوده تنظیم خودکار در 1.5 میلی متر است و تنظیم دستی باید زمانی انجام شود که از این محدوده فراتر رود. هنگام راه اندازی یا تغییر ضخامت تولید، ابتدا باید تنظیم دستی انجام شود. تنظیم دستی نباید عجله داشته باشد و باید به تدریج تنظیم شود. هنگامی که حداکثر انحراف در 1.5m باشد، دستگاه کنترل تنظیم خودکار را می توان فعال کرد. ضخامت ناهموار ناشی از شکاف نامناسب قالب به صورت ضخامت جانبی پایدار و ناهموار لایه نازک ظاهر می شود، یعنی نواحی ضخیم تر همیشه ضخیم تر و مناطق نازک تر همیشه نازک تر هستند.
چاقوی باد و جعبه خلاء: مواد مذاب به شدت به سطح غلتک خنک کننده می چسبد، که کلید تشکیل فیلم ریختگی است. اثر چسبندگی غلتکی فیلم مستقیماً بر کیفیت ظاهری و خواص فیزیکی فیلم تأثیر می گذارد. به منظور جلوگیری از تشکیل حباب بین فیلم و غلتک خنک کننده، از یک چاقوی گردش هوا برای دمیدن یکنواخت فیلم و غلتک خنک کننده در جهت مماس تماس استفاده می شود، به طوری که فیلم و سطح غلتک محکم به هم بچسبند. به منظور بهبود اثر باندینگ، از دستگاه جعبه خلاء نیز استفاده می شود که از اصل خلاء برای استخراج هوا بین فیلم و غلتک ریخته گری استفاده می کند تا هیچ حبابی بین فیلم و غلتک ریخته گری ایجاد نشود. عرض چاقوی بادی به اندازه طول غلتک ریخته گری و عرض جعبه وکیوم به اندازه عرض سر قالب است. هنگام کار با چاقوی بادی، حجم هوای چاقوی بادی باید به طور مناسب کنترل شود. اگر حجم هوا خیلی زیاد باشد، باعث تکان دادن بیش از حد فیلم مذاب و افزایش انحراف ضخامت فیلم می شود. اگر حجم هوا خیلی کم باشد و فشار ناکافی باشد، اثر چسبندگی غلتک بدتر می شود و فیلم دچار نوسانات جانبی می شود. انحراف ضخامت فیلم زیاد است و سطح فیلم به طور ناهموار تغییر شکل می‌دهد و تولید آن را غیرممکن می‌کند (این امر هنگام حرکت چاقوی هوا به غلتک ریخته‌گری در طول تولید مشهود است). زاویه و موقعیت تیغه باد برای غلتک همرفت نیز بسیار مهم است. زاویه نامناسب همچنین می تواند باعث ایجاد حباب در سطح فیلم شود و در نتیجه چسبندگی غلتک ضعیف تری ایجاد کند. این زاویه باید طوری تنظیم شود که جهت جریان هوای چاقوی هوا بر مماس دایره مقطع غلتک ریخته گری در نقطه تماس بین فیلم ذوب شده و غلتک ریخته گری عمود باشد. موقعیت تیغه باد به نقطه توقف خروجی تیغه باد (که به آن لبه تیغه باد گفته می شود) اشاره دارد. موقعیت های مختلف تیغه باد باعث ایجاد خطوط تماس متفاوتی بین فیلم و غلتک ریخته گری می شود. هرچه موقعیت تیغه باد به لبه قالب نزدیکتر باشد، خط تماس به لبه قالب نزدیکتر باشد، تنفس کوچکتر، اثر خنک کنندگی سریع فیلم مذاب بهتر است، دامنه تکان دادن فیلم مذاب کمتر می شود. و یکنواختی ضخامت فیلم پس از تشکیل فیلم بهتر است. بنابراین، هر چه لبه تیغه باد به لبه قالب نزدیک‌تر باشد، برای کنترل یکنواختی ضخامت فیلم مفیدتر است.
جریان هوا از طریق چاقوی باد باید به طور یکنواخت روی فیلم مذاب دمیده شود. اگر اجسام خارجی به لبه چاقوی باد متصل باشد که بر یکنواختی جریان هوا تأثیر بگذارد، ضخامت عرضی فیلم ناهموار خواهد بود. فیلم مربوط به جسم خارجی تحت اثر حرارتی نازک‌تر خواهد بود و به دلیل تفاوت در درجه سرد شدن سریع، سطح فیلم دارای مه بیشتری خواهد بود و نوارهای پیوسته با شفافیت طولی کم را روی سطح فیلم تشکیل می‌دهد. بنابراین چاقوی باد باید اطمینان حاصل کند که هیچ ضمیمه ای وجود ندارد که بر جریان هوا تأثیر بگذارد. عملکرد جعبه خلاء عمدتاً بر تنظیم سرعت استخراج هوا برای مطابقت با شرایط تمیز کردن واقعی تولید متمرکز است. اگر سرعت استخراج هوا خیلی زیاد باشد، به راحتی باعث ایجاد سوراخ در فیلم مذاب می شود. اگر سرعت استخراج هوا خیلی کم باشد، نمی تواند به طور موثر هوای بین فیلم و غلتک ریخته گری را حذف کند. هنگام تولید محصولات با ضخامت یکسان، یک جعبه خلاء با سرعت تولید بالاتر، سرعت باد بالاتری نسبت به سرعت تولید کندتر دارد. در همان سرعت تولید، جعبه وکیوم با ضخامت محصول ضخیم تر، سرعت باد بیشتری نسبت به جعبه خلاء با ضخامت محصول نازک تر دارد.
2. علل فرآیند
عملکرد حرارتی خود رزین خام، یا تنظیم دمای هر ناحیه گرمایش سر قالب، ممکن است باعث شود که مذاب به طور ناهموار و با سرعت ثابت جریان یابد. تغییرات سرعت مذاب پلاستیک (مانند سرعت پیچ و سرعت کشش) نیز بر توزیع مذاب تأثیر می گذارد و در نتیجه بر ضخامت جانبی لایه پلاستیکی تأثیر می گذارد.
تنظیم دما: با توجه به دماهای مختلف پردازش مورد نیاز برای مواد مختلف رزین خام، تنظیم دمای بشکه اکسترودر به طور کلی از پایین به بالا در امتداد جهت جریان مواد تنظیم می شود. محدوده تنظیم دمای معمولی (با تفاوت دمای قابل توجه بین پلی اتیلن و پلی پروپیلن) این است: دمای نزدیک به بخش خنک کننده و تغذیه بشکه 150-215 ℃، قسمت میانی بشکه 190-230 ℃، قسمت جلویی بشکه است. بشکه 210-240 ℃ است، بدنه اتصال و سر قالب 200-230 ℃، و لبه قالب 210-240 ℃ است. هنگامی که دمای اکستروژن به طور نامناسب تنظیم شود، بر ناپایداری مقدار اکستروژن تأثیر می گذارد و تأثیر بر ضخامت فیلم به عنوان ناپایداری ضخامت طولی آشکار می شود. هنگامی که تنظیم دمای سر قالب معقول نباشد، بر سرعت جریان مواد مذاب خارج شده از دهانه قالب در جهت عرض دهانه قالب تأثیر می گذارد و در نتیجه ضخامت جانبی ناهموار پس از تشکیل فیلم ایجاد می شود. درجه حرارت در جهت عرض سر قالب در وسط پایین و در دو انتها کمی بالا تنظیم شده است. در کل جهت عرض، نقشه توزیع دما شبیه یک زین است.
سرعت کشش: عمدتاً به سرعت عملکرد غلتک ریخته گری اشاره دارد. هنگامی که مقدار اکستروژن ثابت می ماند، هرچه سرعت غلتک ریخته گری سریعتر باشد، فیلم نازک تر تولید می شود. هرچه سرعت اجرای غلتک ریخته گری کندتر باشد، فیلم ضخیم تر تولید می شود. بنابراین، زمانی که سرعت غلتک ریخته گری ناپایدار است، ضخامت طولی فیلم تولید شده نیز ناپایدار است. سرعت غلتک ریخته گری که در اینجا به آن اشاره شد به سرعت خطی آن اشاره دارد. بنابراین، سرعت اجرای غلتک ریخته گری به دو جنبه بستگی دارد: اول، منظم بودن دایره مقطع طولی غلتک ریخته گری. دومی سرعت زاویه ای شعاع مقطع طولی غلتک ریخته گری است. در شرایط عادی، سرعت کار آسیاب نورد نسبتاً پایدار است. اگر در طول فرآیند تولید ناپایداری دوره ای در ضخامت طولی فیلم مشاهده شود و طول طولی فیلم مربوط به یک چرخه نزدیک به محیط بخش طولی غلتک ریخته گری باشد، باید از ابزار اندازه گیری سرعت استفاده شود. سرعت خطی غلتک ریخته گری را تشخیص دهد.
ناخالصی های موجود در حفره قالب یا مواد سوخته روی لبه قالب: وجود ناخالصی ها در حفره قالب می تواند به طور قابل توجهی بر یکنواختی ضخامت جانبی فیلم تأثیر بگذارد. ناخالصی های موجود در حفره قالب مانع از جریان مذاب در حفره قالب می شود. هنگامی که مواد مذاب از لبه قالب از طریق یک حفره با زباله خارج می شود، سرعت جریان مواد مذاب در جهت عرض لبه قالب ناهموار خواهد بود. نرخ جریان متناظر مواد مذاب در منطقه دارای زباله کمتر از آن در منطقه بدون زباله است. این منجر به نازک شدن قابل توجهی پس از تشکیل فیلم می شود و یک نوار پیوسته با شفافیت طولی بالاتر (به دلیل درجه نازک شدن زیاد) روی سطح فیلم ایجاد می کند. علاوه بر این، یک دنده ترکیده در نوار مربوطه روی سطح سیم پیچ ظاهر می شود که به طور جدی استفاده از رول فیلم را تحت تأثیر قرار می دهد. هنگامی که زباله ها در حفره قالب باقی می مانند، باید به موقع تمیز شوند. دهانه لبه قالب را برای اکستروژن زیاد کنید و همزمان یک قطعه برنجی را داخل حفره قالب قرار دهید و از وسط به دو طرف در جهت پهنای لبه قالب خراش دهید تا زباله ها و مواد اکسترود شده از داخل خراشیده شوند. لب قالب اگر بلوک‌های سوخته روی لبه قالب وجود داشته باشد، می‌تواند بر یکنواختی ضخامت افقی فیلم نیز تأثیر بگذارد که نسبتاً ملایم است و معمولاً به عنوان کشش سیم شناخته می‌شود (به موارد شدید خط غشایی می‌گویند). راه حل این است که لبه قالب را تمیز کنید.
فاصله بین لبه قالب و غلتک ریخته گری: فاصله بین لبه قالب و غلتک ریخته گری باید تا حد امکان کنترل شود تا به حداقل برسد، زیرا مواد در حالت اکسترود شدن از لبه قالب در حالت مذاب هستند. اگر فاصله بین لبه قالب و غلتک ریخته گری خیلی زیاد باشد، مواد مذاب به راحتی تحت تأثیر عوامل خارجی (مانند باد محیط) قرار می گیرد و تکان می خورد و در نتیجه تغییر در ضخامت لایه و یکنواختی ضعیف ضخامت فیلم ایجاد می شود.
3. منشاء مواد
چگالی، شاخص مذاب و نسبت مواد خام نیز می تواند بر یکنواختی ضخامت فیلم ریخته گری تأثیر بگذارد.
انقباض: در طول فرآیند تولید فیلم ریخته‌گری، ممکن است پدیده‌ای از انقباض (همچنین به عنوان گردن‌بندی شناخته می‌شود) وجود داشته باشد که در آن عرض فیلم کوچک‌تر از عرض قالب باشد. هنگامی که فیلم ریخته گری مذاب به صورت گرم در هوا کشیده می شود، فیلم باریک می شود و در نتیجه لبه های ضخیم تر فیلم ایجاد می شود. تفاوت بین عرض فیلم و عرض قالب معمولاً به عنوان انقباض تعریف می شود. هر چه انقباض بزرگتر باشد، لبه های فیلم ضخیم تر می شود، بنابراین تولید محصول به نسبت با افزایش مواد لبه ضخیم کاهش می یابد. انقباض مربوط به کشش سطحی و مدول الاستیک فیلم مذاب است و به دلیل انقباض فیلم ایجاد می شود. درجه انقباض به ویژگی های رزین مانند چگالی رزین و شاخص مذاب مربوط می شود. این به شرایط ریخته گری مانند دمای فیلم مذاب، شکاف هوا و عرض لبه قالب مربوط می شود. هنگامی که شرایط ریخته گری بدون تغییر باقی می ماند، هر چه چگالی یا شاخص مذاب بیشتر باشد، انقباض بیشتر می شود. با توجه به شرایط ریخته‌گری، هرچه شکاف هوا بزرگ‌تر باشد، لبه قالب بازتر باشد، سرعت استخراج سریع‌تر باشد و هر چه دمای فیلم ذوب بالاتر باشد، انقباض بیشتر می‌شود.
مؤلفه ای که کاهش دامنه تجهیزات ریخته گری را کنترل می کند، دستگاه تنظیم لبه است. دو نوع متداول دستگاه تنظیم لبه وجود دارد: تنظیم لبه هوا با ولتاژ بالا و تنظیم لبه تخلیه با ولتاژ بالا. لبه هوا با فشار بالا برای شرایطی که سرعت وسیله نقلیه نسبتاً کم است یا فیلم های نسبتاً ضخیم تولید می شود مناسب است. تنظیم لبه الکترونیکی ولتاژ بالا برای کنترل پایدار و یکنواخت ضخامت فیلم، به ویژه در تولید محصولات با عرض لبه قالب نسبتاً وسیع، بسیار مهم است. پایداری تنظیم لبه به طور قابل توجهی بر یکنواختی ضخامت در هر دو انتهای محصول تأثیر می گذارد. منبع کنترل یکنواختی ضخامت در هر دو انتهای محصول، کنترل کاهش پایدار و نسبتاً کم دامنه است. از مطالب فوق، می توان دریافت که انتخاب ویژگی های رزین پردازش و شرایط ریخته گری نیز می تواند انقباض را کنترل کند، اما به طور کلی عمدتا توسط دستگاه تنظیم لبه کنترل می شود. هسته اصلی عملیات تنظیم لبه تخلیه با ولتاژ بالا، تعیین موقعیت سوزن تنظیم لبه است. بر اساس ویژگی های رزین فرآوری شده و شرایط ریخته گری، تنظیمات دقیق و در مقیاس کوچک انجام دهید. تعیین موقعیت مناسب سوزن تثبیت لبه به نیاز فرآیند ضخامت لبه غشای داخلی پایدار تحت عمل آن، بدون نوسان پایدار یا بسیار کم لبه غشاء اشاره دارد.
نسبت فرمول: نسبت ناهموار مواد خام و تغذیه و اختلاط ناپایدار می تواند باعث تغییراتی در ترکیب فرمول شود و همچنین بر تغییرات دمای مذاب و ویسکوزیته تأثیر بگذارد. این همچنین جریان را در زیر قالب مذاب پلاستیک تغییر می دهد و در نتیجه ضخامت فیلم تغییر می کند.