Polimeroen Eraldaketa: Injekzioa eta Estrusioa

Injekzio-Moldeaketa Prozesua

Injekzio-moldeaketaren zikloak urrats hauek jarraitzen ditu:

1. Moldea aurrera: Ixte-unitatea presio baxuan mugitzen da.
2. Moldearen itxiera: Behin itxita, presio altua aplikatzen da injekzioan sortuko den barne-presioari aurre egiteko.
3. Injekzio-unitatea aurrera: Pita moldearen isurbidearekin kontaktuan jartzen da presio handipean.
4. Injekzioa eta mantentzea: Torlojuak materiala barrunbera bultzatzen du.
   • 1. Fasea (Injekzio bolumetrikoa): Barrunbea % 98ra arte betetzen da abiadura kontrolatuan. Metodo praktikoa: Konmutazioa programatzeko, pieza batzuk 2. faserik gabe (mantentze-presiorik gabe) injektatzen dira. Fluxu-frontea analizatzen da torlojuaren posizio desberdinetan, pieza ia erabat beteta dagoen puntua konmutazio-puntu gisa finkatuz.
   • 2. Fasea (Mantentzea): Behin barrunbea ia beteta, presio konstantea aplikatzen da hozteak sortutako uzkurdura konpentsatzeko.

   Presioak eta "kuxina": Zikloan zehar, presio-erregimena fase bolumetrikoaren (igoera azkarra) eta mantentze-fasearen (uzkurduraren konpentsazioa) artean banatzen da. Presioaren transmisio eraginkorra bermatzeko, ezinbestekoa da "kuxina" edo koltxoia ondo definitzea. Injekzioa bukatzean torlojuaren aurrean geratzen den material kopuru txiki honek bermatzen du torlojuak presioa transmititzen jarraitu ahal izatea; kuxinik gabe, torlojuak tope mekanikoa egingo luke eta ez litzateke presiorik iritsiko barrunbera.

5. Plastifikazioa: Torlojuak biratuz material berria prestatzen du.
6. Injekzio-unitatea atzeraka: Urrats hau aukerakoa da. Bere helburua molde hotzaren eta pita beroaren arteko kontaktua etetea da, pitan "tapoia" (materiala gehiegi hoztea) gerta ez dadin. Tapoirik gertatzen ez bada, mugimendu hau ezabatzea gomendatzen da ziklo-denbora optimizatzeko.
7. Moldearen irekiera eta kanporatzea: Pieza solidotua moldetik ateratzen da.

Materialen Portaera Uzkurduraren Aurrean

• Amorfoak: Uzkurdura txikiagoa dute. Hala ere, 2. fasea beharrezkoa da atzerako fluxua (backflow) ekiditeko sarrera (gate) solidotu arte.
• Semikristalinoak: Uzkurdura oso handia dute (% 15-20). 2. faseak materialaren tenperatura kristalizazio-puntutik behera egon arte iraun behar du uzkurdura konpentsatzeko.

Polimeroen Lehortze-Sistemak

Materialen hezetasuna kentzeko hainbat sistema erabiltzen dira:

• Labeak: Alternatiba merkeenak dira, baina lehortze ez-jarraia eskaintzen dute. Azaleko hezetasuna kentzeko soilik gomendatzen dira, inguruko baldintza higrometrikoen menpe baitaude.
• Deshumidifikadoreak: Airea zirkuitu itxi batean lehortzen dute. Material higroskopiko eta hidrolizagarrientzat ezinbestekoak dira, inguruko hezetasunetik isolatutako lehortze-maila altua lortzen baitute.
• Huts-labeak: Oxigenorik ezean lan egiten dutenez, nylonak bezalako materialen oxidazioa eta kolorazioa saihesten dute. Desabantaila nagusiak haien kostu altua eta izaera ez-jarraia dira.
• Aireztatutako zilindroak: Estrusioan lurrunkorrak zuzenean ateratzeko aukera ematen dute. Hala ere, lehortze-ahalmen mugatua dute eta ez dira egokiak material hidrolizagarrientzat. Gainera, egonaldi-denbora (residence time) luzatu egiten denez, materialaren degradazio termikorako arriskua handitzen da.

Estrusio-Puztea

Ontziratze-industrian funtsezkoa den teknika honek estrusioa eta moldeaketa pneumatikoa konbinatzen ditu. Prozesua "parison" izeneko tutu urtu bat estruitzean hasten da; ondoren, molde bat itxi egiten da parisonaren inguruan eta aire-presioa sartzen da, polimeroa moldearen paretetara egokitu dadin pieza hutsa (botilak, bidoiak) sortuz.

Estrusio-Gailuen Diseinu Mekanikoa

Gailuaren diseinu mekanikoak zuzeneko eragina du ekoizpen-errendimenduan, materialaren homogeneotasunean eta nahasketa-mailan. Makineriaren konfigurazioak eta diseinuak baldintzatuko dute, neurri handi batean, zein motatako produktu finala lortuko dugun.

Elikadura eta Ponpatze Sistemak

• Pistoizkoa: Funtzionamendu diskretua edo erdi-jarraitua du. Gaur egun erabilera mugatua du, material oso espezifikoentzat edo laborategi mailan.
• Gurpil horzdunak: Emariaren kontrol hiperzehatza behar denean erabiltzen dira (adibidez, zuntz-hilatzean), materiala hortzen artean harrapatuz ponpatzen baitute presio konstantean.

Torloju Konfigurazioak

• Torloju bakarreko estrusio-gailuak: Nagusitasun industrial handiena duen gailua da. Bere diseinu helikoidalari esker, materiala garraiatu, konprimitu, urtu eta plastifikatzeko gaitasun bikaina eskaintzen du modu eraginkorrean.
• Torloju anitzeko estrusio-gailuak: Nahasketa-gaitasun eta zizaila-kontrol handiagoa eskaintzen dute. Torlojuen kokapenaren eta biraketa-noranzkoaren arabera, honela sailkatzen dira:
  • Biraketa-noranzkoaren arabera: Biraketa kidekoak (co-rotating) edo kontra-biratzaileak (counter-rotating).
  • Mihiztatzearen arabera: Tangentzialak edo interpenetratzaileak.

Estrusio-Buruko Osagaiak

• Plater puskatzailea (Breaker Plate): Iragazki-paketea heltzen duen disko zulatua. Zilindrotik datorren fluxu kiribila hautsi eta fluxu lineal bihurtzen du.
• Iragazki-paketea: Purutasuna bermatzeko, poro-neurri progresiboki txikiagoa duten hainbat iragazki jartzen dira bata bestearen atzean, partikula solidoak modu eraginkorrean atxikitzeko.
• Estrusio-burua eta pita: Materiala uniformeki eta barne-tentsiorik gabe banatzea du helburu, degradazioa ekiditeko gune estankaturik gabeko diseinuak erabiliz.

Torlojuaren Parametro Geometrikoak

• L/D erlazioa: Luzera eta diametroaren arteko proportzioa. Ingeniaritza-erabakia: L/D erlazio altuagoak hautatzen dira material oso likatsuen homogeneotasun termikoa hobetzeko eta nahasketa-denbora handitzeko.
• Konpresio-erlazioa: Elikatze eta dosifikazio bolumenen arteko aldea. Polimeroaren trinkotze-beharren arabera doitzen da; erlazio altuegia aukeratzeak materialaren gehiegizko zizailaketa eta degradazio termikoa eragin dezake.
• Hariaren angelua: Gehienetan Square Pitch erabiltzen da, non hariaren neurria 1D den.
• Konstante teknikoak: Hariaren zabalera eta hari kopurua.