Класифікація та функціональний опис екструзійних матриць

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.є aвиробник механічного обладнанняз більш ніж 30-річним досвідомобладнання для екструзії пластикових труб, новий захист навколишнього середовища та обладнання з нових матеріалів. З моменту створення Fangli розроблявся відповідно до вимог користувачів. Завдяки безперервному вдосконаленню, незалежним науково-дослідним і дослідно-конструкторським роботам щодо основних технологій, перетравленню та засвоєнню передових технологій та інших засобів ми розробилиЕкструзійна лінія ПВХ труб, Лінія екструзії труб PP-R, Екструзійна лінія водопостачання / газових труб ПЕ, який було рекомендовано Міністерством будівництва Китаю для заміни імпортної продукції. Ми отримали звання  «Першокласний бренд у провінції Чжецзян».

Екструзійні матриці (також відомі якекструзійні інструменти або головки)є основним обладнанням у процесі екструзії. Вони нагрівають і плавлять такі матеріали, як термопласти, гума та метали, а потім використовують тиск екструдера, щоб проштовхнути розплав через канал потоку фільєри, безперервно формуючи продукти певної форми поперечного перерізу. Класифікація повинна враховувати такі параметри, як матеріал, що обробляється, структура продукту та вимоги до процесу. Базуючись на основних стандартах класифікації, нижче подано детальний опис визначення, структури та основних функцій різних типів екструзійних штампів.

I. Класифікація та функції за типом матеріалу

(А)Пластикові прес-форми

Пластикові екструзійні головки є найбільш широко використовуваним типом, сумісним з різними термопластами, такими як поліетилен (PE), поліпропілен (PP), полівінілхлорид (PVC) і ABS. Вони є основним обладнанням для виробництва труб, листів, профілів, плівок, оболонок кабелів.

Основні функції та структурні особливості:

1. Пластифікація матеріалу та керування потоком:Канал потоку матриці має прогресивну конструкцію, щоб забезпечити рівномірний розподіл розплавленого пластику з шнека екструдера, запобігаючи застою матеріалу або нерівномірному потоку. Поверхня потокового каналу відполірована (шорсткість Ra ≤ 0,2 мкм), щоб зменшити опір потоку та забезпечити гладку поверхню продукту.

2. Точне формування поперечного перерізу:Ключовими компонентами головки матриці є отвір матриці та оправка (для труб і порожнистих виробів) або пластина розподілу потоку (для листів і профілів). Високоточна механічна обробка (допуск розміру ≤ ±0,01 мм) забезпечує відповідність поперечного перерізу виробу конструкції, наприклад, контролюючи допуск внутрішнього діаметра ПВХ труб або однорідність товщини алюмінієво-пластикових композитних листів.

3. Синергія охолодження та калібрування:Вихідний отвір поєднується з охолоджуючими та калібрувальними пристроями (наприклад, калібрувальними роликами, охолоджуючими валками) для швидкого зниження температури продукту, запобігання деформації внаслідок усадки та забезпечення стабільності розмірів, що підходить для високошвидкісного виробництва безперервної екструзії.

Поширені підтипи та застосування:

- Штампи для екструзії труб:Використовується для виробництва труб водопостачання, дренажних труб, газових труб тощо. Їхня основна функція полягає в забезпеченні рівномірної товщини стінки та округлості з вбудованими механізмами позиціонування оправки для запобігання ексцентриситету.

- Профільні прес-форми:Використовується для виготовлення віконних/дверних профілів, декоративних накладок, складних форм. Конструкція потокового каналу повинна включати складні поперечні перерізи, включати розділювачі потоку та реберні направляючі структури для запобігання поверхневих пустот або бульбашок.

- Фільтри для екструзії плівки:Поділяються на матриці для плоскої плівки (для виробництва пакувальних плівок) і матриці для плівки з роздуванням (для виробництва плівки з роздуванням). Основною функцією є контроль рівномірності товщини плівки (відхилення ≤ ±5%). Фільєри для плівки з роздувом повинні забезпечувати стабільне утворення бульбашок.

(B) Гумові прес-форми

Гумові екструзійні матриці використовуються для еластичних матеріалів, таких як натуральний і синтетичний каучук, переважно для виробництва протекторів шин, шлангів, ущільнювачів і антивібраційних смуг для автомобільної, будівельної та машинобудівної промисловості.

Основні функції та структурні особливості:

1. Сумісність з високотемпературною вулканізацією:Матриці виготовлені з жаростійкої сталі (наприклад, 3Cr13), щоб витримувати температуру вулканізації (120-180°C). Протиковзкі канавки на внутрішніх стінках каналу покращують адгезію матеріалу та запобігають ковзанню під час екструзії під високим тиском.

2. Контроль формування еластомеру:З огляду на високу еластичність і в'язкість гуми, канал потоку є коротким і гладким, щоб зменшити нагрівання при зсуві та запобігти передчасній вулканізації. Конструкція отвору матриці повинна включати допуск на усадку (швидкість усадки гуми після охолодження приблизно 3-8%), щоб забезпечити розміри кінцевого продукту.

3. Синергія безперервної вулканізації:Вихідний отвір підключається до вулканізаційного обладнання (парові вулканізатори, мікрохвильові печі) для інтегрованого виробництва екструзії-вулканізації. Основною функцією є забезпечення еластичності, твердості та стійкості до старіння гумових виробів, таких як ущільнення та термін служби автомобільних амортизаторів.

(C) Металеві прес-форми

Металеві екструзійні головки використовуються для гарячого екструзії кольорових металів і сплавів, таких як алюміній, мідь і магній, в основному для виробництва металевих труб, прутків, профілів і складних форм для аерокосмічної промисловості, автомобільної промисловості та оздоблення будівель.

Основні функції та структурні особливості:

1. Конструкція для високих температур і високого тиску:Матриці виготовлені з високоміцних жаростійких сплавів (наприклад, гарячої інструментальної сталі Н13, вольфрамомолібденових сплавів), які витримують температуру плавлення металу (650-700 °С для алюмінію, 800-900 °С для міді) і тиск екструзії (100-500 МПа). Порожнини азотовані для підвищення зносостійкості.

2. Формування металу:Конічний проточний канал направляє металеву заготовку для рівномірної деформації, зменшуючи внутрішню напругу та запобігаючи тріщинам або розшаруванню. Оправлення та корпус матриці часто мають модульну структуру для легкої заміни та обслуговування, адаптації до різних поперечних перерізів виробів.

3. Контроль точності:Враховуючи жорсткість металів, допуск на розміри матриці контролюється в межах ±0,02 мм, щоб забезпечити допуски на товщину стінки труби та прямолінійність профілю, наприклад, у високоточних алюмінієвих профілях для аерокосмічної галузі.

II. Класифікація та функції за поперечним перерізом продукту

(А) Суцільні екструзійні матриці поперечного перерізу

Використовується для твердих виробів, таких як пластикові стрижні, гумові стрічки, металеві профілі (кутники, швелери). Основна функція використовує конструкцію каналу прямого потоку, щоб забезпечити рівномірне заповнення матеріалом і запобігти усадочним порожнинам або порожнечам. Напрямні пристрої на виході матриці забезпечують прямолінійність і узгодженість розмірів.

(B) Порожнисті екструзійні матриці поперечного перерізу

Використовується для порожнистих виробів, таких як пластикові труби, гумові шланги та металеві труби. Конструкція сердечника включає оправку, отвір матриці та гайкоподібну пластину (або розривну пластину). Павук розділяє потік розплаву перед тим, як він знову приєднається, тоді як оправка створює порожнистий канал. Основною функцією є контроль рівномірності товщини стінки для запобігання ексцентриситету або колапсу, наприклад, забезпечення опору тиску ПЕ газових труб.

(C) Композитні прес-форми поперечного перерізу (форми для спільної екструзії)

Використовується для композитних матеріалів або конструкцій, таких як алюмінієво-пластикові композитні труби, двоколірні пластикові профілі та гумоволокнисті композитні ущільнення. Основна структура — це багатоканальна головка для одночасної екструзії та склеювання кількох матеріалів. Основною функцією є забезпечення міцності зчеплення між різними матеріалами та контроль співвідношення товщини окремих шарів, наприклад, для бар’єрного та базового шарів у харчових пакувальних плівках.

III. Класифікація та функції за структурним типом

(А) Цільні (моноблочні) екструзійні матриці

Резьбонарізна головка є єдиною цілісною конструкцією. Проста конструкція, проста у виготовленні, придатна для масового виробництва одного продукту за специфікацією (наприклад, стандартні пластикові труби, звичайні гумові стрічки). Основна функція спрощує виробництво та підвищує ефективність, але універсальність низька; зміна технічних характеристик продукту вимагає зміни всього штампа.

(B) Модульні (комбіновані) екструзійні матриці

Головка матриці складається із знімних компонентів (отвір матриці, оправка, гвинт, корпус), з’єднаних болтами або дюбелями. Основна функція підвищує універсальність; зміна отвору матриці та оправки дозволяє виготовляти різні перерізи та розміри, зменшуючи витрати на матрицю. Також полегшує технічне обслуговування та очищення, скорочуючи час простою, підходить для багатосортного дрібносерійного виробництва.

(C) Регульовані екструзійні матриці

Базуючись на модульних конструкціях, вони включають механізми регулювання (наприклад, регулювальні болти або блоки) для зміни зазору отвору матриці або положення оправки в режимі реального часу. Основна функція дозволяє динамічно коригувати розмірні відхилення, пристосовуючись до змін властивостей матеріалу або умов процесу, наприклад, контролюючи товщину плівки у виробництві пластикової плівки для підвищення продуктивності.

IV. Резюме

Класифікація екструзійних штампів в основному залежить від відповідності характеристик матеріалу – вимог до структури продукту та виробництва. Основна функція постійно обертається навколо безперервного, високоточного, стабільного формування: досягнення рівномірного потоку розплаву та пластифікації за допомогою оптимізованої конструкції каналу потоку, забезпечення форми поперечного перерізу та точності розмірів за допомогою високоточних компонентів і гарантування продуктивності продукту за допомогою допоміжних процесів, таких як охолодження та вулканізація. Завдяки використанню певних конструкцій і матеріалів різні типи екструзійних штампів задовольняють виробничі потреби в різних матеріалах (пластики, гума, метали) і формах продукції, що робить їх критично важливим обладнанням для великомасштабного стандартизованого виробництва в сучасній промисловості.