برای اپراتورها و مهندسین واحد جهت بهبود تولید با اکسترودر دومارپیچه تکنیک‌هایی وجود دارد. از آنجایی که این اکسترودرها طبیعتی غیر معمول دارند، این تکنیک‌ها و دستورالعمل‌ها در مقالات و حتی کتاب‌ها نوشته نشده است. اما گاهی مواقع توجه به یکسری جزئیات باعث می‌شود پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه تولید به وجود بیاید.
در این مقاله به مواردی اشاره شده است که در سه گروه طبقه‌بندی می‌شوند:
- روش‌های فرآیند
- بهینه‌سازی ماشین‌آلات
- روش‌های نگهداری
پیشنهاد مطالعه: پلیت اوت در فرآیند اکستروژن PVC – بخش اول: آنالیز پلیت اوت
۱- نصب واشر عایق دمایی بعد از بخش خوراک
در تمامی موارد، بخش خوراک (feed barrrel) توسط آب خنک می‌شود. اما به دلیل اتصال به صورت فلنچ با بخش سیلندر که گرم می‌شود، امکان انتقال گرما به آن بسیار زیاد است. در نتیجه دمای سیلندر هدر خواهد رفت. در حالت عادی، دمای تنظیم شده اولین ناحیه حرارتی سیلندر ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد است، اما در عمل می‌بینیم که به دلیل افت دما، این ناحیه دمایی بیشتر از ۱۳۵ درجه سانتی‌گراد نخواهد داشت. برای رفع این مشکل می‌توان از راحت‌ترین راه یعنی نصب یک واشر عایق بین فلنچ‌های اتصال این دو است.
در اکسترودر دومارپیچه استاندارد و جدید، این عایق‌ها نصب شده‌اند اما اکثر کاربران از اهمیت عملکرد آن آگاه نبوده و پس از دمونتاژ کردن دستگاه، آن را دور امی‌اندازند. علاوه بر این واشر مزبور پس از چند بار استفاده باید تعویض شود.
۲- تنظیم دمای نواحی ۱ و ۲ در دماهای بالاتر جهت کاهش سایش مارپیچ
در اکثر فرآیندهای اکستروژن پلاستیک‌ها، بعد از خوراک‌دهی، ذوب مواد انجام می‌شود. این امر باید سریع و در طول کوتاهی از ماشین انجام می‌شود تا طول بیشتری را برای ادامه فرآیند باقی بگذارد.
به منظور پلاستیک شدن پیوسته مواد سردی که وارد ماشین می‌شوند، انرژی زیادی باید به ماده اعمال شود. این انرژی شامل انرژی‌های مکانیکی (برشی، اصطکاکی، کشش و فشار) و همچنین انرژی گرمایی است.
در اکسترودر دومارپیچه هر دو انرژی مکانیکی و گرمایی به ماده اعمال می‌شوند. اما کاربران به دلیل تکیه بر انرژی‌های مکانیکی، از اهمیت انرژی گرمایی غافل می‌شوند و آن را به طور مؤثر به کار نمی‌برند.
این امر سبب می‌شود ماشین گشتاور بسیار بالایی را فقط برای ذوب بکار برد. همچنین این امر سبب افزایش سایش دستگاه می‌شود. چرا که با گشتاور بالا می‌خواهیم مواد سرد را ذوب کنیم.
۳- چه مواردی باید هنگام خوراک دهی جانبی رعایت شود؟
در اکسترودر دومارپیچه خوراک دهی جانبی کاربرد بسیار زیادی دارد. اکثر کاربران تمایل به اضافه کردن مقدار زیادی فیلر به مواد دارند. بارگیری نهایی توسط دو عامل دارای محدودیت است.
ظرفیت حجمی خوراک‌گیری جانبی و ماپیچ اصلی و همچنین ظرفیت تخلیه هوای اکسترودر، ظرفیت حجمی به ظرفیت مارپیچ‌های جانبی و اصلی و همچنین به RPM آن دو بستگی دارد.
همچنین بخش تخلیه هوا سبب خروج آسان هوا می‌شود. بهترین راه این است که این بخش بلافاصله در بالا دست سیلندر جانبی تعبیه شود.
۴- عایق‌بندی بخش‌های گرمادهی و قالب
به دلیل اینکه ماشین‌ها به صورت عایق نشده به تولیدکننده فروخته می‌شوند. تعداد کمی از تولیدکنندگان ادبتورها و قالب‌های خود را عایق‌بندی می‌کنند.
برای مشاهده عملکرد عایق‌بندی، می‌توانید یکی از نواحی حرارتی را در دمای دلخواه تنظیم کرده و میزان تغییرات آن را در حالت بدون عایق‌بندی شده مشاهده کنید. در حالت بدون عایق، نوسانات دمایی به شدت بالا است اما در حالت عایق‌بندی شده دمای آن ناحیه ثبات بیشتری خواهد داشت. دلیل آن هم این است که شما با عایق بندی از اتلاف حرارتی و انتقال آن به محیط جلوگیری کرده‌اید.
یکی از مزایای عایق‌بندی دستیابی به حرارت یکسان در طول ناحیه حرارتی است. چرا که با کاهش افت دما، تمام بخش‌های آن ناحیه حرارتی دمای ثابت و یکسانی خواهد داشت. همچنین با عایق‌بندی، شما زودتر به دمای تنظیم شده می‌رسید و از اتلاف زمان جلوگیری می‌شود. علاوه بر آن، عایق‌بندی، ایمنی بیشتری را برای کاربران دستگاه فراهم می‌سازد. چرا که بیشترین آسیب کاربران دستگاه‌های اکسترودر، سوختگی در اثر برخورد با المنت‌های دستگاه است.
۵- استفاده از ترموکوپل با عمق متحرک
پلیمر در هنگام ذوب در سطح مقطع اکسترودر دارای دمای یکسانی نیست. معمولاً این مذاب دارای گرادیان دمایی بوده و دمای آن در عمق اکسترودر بیشتر است. این گرادیان دمایی بسته به شرایط می‌تواند قابل صرفنظر کردن بوده و یا برعکس در حدود ۴۰ درجه سانتی‌گراد و یا بیشتر باشد. در هر صورت اختلاف دمای مذاب می‌تواند سبب بروز مشکلاتی شود که یکی از آن‌‌ها اختلاف ویسکوزیته مواد ورودی به قالب در یک سطح مقطع است.
اگر می‌خواهید گرادیان را در دمای مذاب در سطح مقطع اکسترودر را اندازه‌گیری کنید، می‌توانید از یک ترموکوپل با عمق متحرک استفاده کنید. البته این وسیله سابقه خوبی در صنعت ندارد، زیرا به دلیل ساختار خود دارای طول عمر پائینی است ولی اگر حتی یک نیز کار کند، می‌تواند اطلاعات ارزشمندی را به شما بدهد.
یک از فواید دستیابی به گرادیان دما، این است که در می‌یابید نواحی حرارتی را در چه دمایی تنظیم کنید. به عنوان مثال فرض کنید شما دمای ناحیه حرارتی را در ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد تنظیم کرده‌اید، اما دمای مرکز سطح مقطع مذاب ۲۲۵ درجه سانتی‌گراد است. در این حالت شما با افزایش دمای تنظیمی به محدوده ۲۲۵-۲۲۰ درجه سانتی‌گراد جریان مذاب یکسان‌تری خواهید داشت، چرا که گرادیان دما را کاهش داده‌اید. اگر چه دمای دلخواه شما پائین‌تر از این است، اما تجربه نشان داده که در هر دو حالت فوق بیشتر مذاب در همان دمای بالا خواهد بود.
