عملية بثق المطاط: كيف تعمل خطوط الإنتاج

تقوم كلتا العمليتين بدفع المواد عبر القالب لإنشاء شكل متواصل، لكن بثق المطاط يتطلب خطوة فلكنة (معالجة) لاحقة لا يتطلبها بثق البلاستيك. يظل المطاط متصلدًا بالحرارة بعد الفلكنة - فلا يمكن صهره وإعادة تشكيله - في حين يمكن إعادة معالجة التشكيلات البلاستيكية الحرارية. تعمل آلات بثق المطاط أيضًا بسرعات لولبية منخفضة وضغوط أعلى، وتكون لزوجة موني للمركب عند درجة حرارة المعالجة أعلى بكثير من ذوبان البلاستيك.

يعتمد وقت الإعداد بشكل كبير على مدى تعقيد تغيير القالب، وتشابه المركب الجديد مع المركب السابق، وما إذا كان الخط يستخدم نظام إدارة الوصفات. يمكن أن يستغرق تغيير ملف التعريف البسيط على خط منظم جيدًا مع تجهيزات التسخين المسبق ما لا يقل عن 20 إلى 30 دقيقة. يمكن أن يستغرق البثق المشترك المعقد بنظام مركب مختلف تمامًا، والذي يتطلب شطف وتطهير المركب، من 3 إلى 4 ساعات. إن الاستثمار في مشابك القالب سريعة التغيير ووصفات منحدر درجات الحرارة الموحدة يقلل من وقت التغيير بشكل كبير.

إن انتفاخ القالب (ويسمى أيضًا انتفاخ ما بعد البثق أو تأثير باروس) هو الاسترداد المرن لمركب المطاط أثناء خروجه من انقباض القالب. المطاط عبارة عن مادة لزجة مرنة - فهو يخزن الانفعال المرن أثناء التدفق عبر أرض القالب، ويتعافى هذا الانفعال بمجرد إزالة القيد، مما يتسبب في انتفاخ البثق إلى ما هو أبعد من أبعاد القالب. يمكن أن يتراوح تضخم القالب من نسبة قليلة إلى أكثر من 30% اعتمادًا على مرونة المركب، وطول أرض القالب، ودرجة حرارة المعالجة. يتم تعويض ذلك عن طريق تصميم فتحة القالب أصغر من أبعاد المظهر الجانبي المرغوبة - يتم تحديد عامل التعويض الدقيق تجريبيًا لكل مجموعة قالب مركب ويتم ضبطه عن طريق تعديل هندسة أرض القالب.

نعم، ولكن مع التعديلات. يتمتع مطاط السيليكون عالي الاتساق (HCR) بسلوك ريولوجي مختلف تمامًا عن المطاط العضوي المملوء بأسود الكربون - فهو أقل لزوجة بكثير عند درجة حرارة المعالجة وأكثر حساسية لانحباس الهواء. تستخدم خطوط السيليكون عادة أجهزة بثق للتغذية الباردة ذات نسب L/D أعلى (تصل إلى 20:1) وتنفيس فراغي لمنع المسامية. عادةً ما يستخدم نفق معالجة السيليكون الهواء الساخن عند درجة حرارة 200-220 درجة مئوية بدلاً من البخار، لأن السيليكون ليس مناسبًا تمامًا للمعالجة بالبخار. مطلوب أيضًا المعالجة اللاحقة (الفرن الثانوي) عند 200 درجة مئوية لعدة ساعات لإكمال التشابك وإزالة المنتجات الثانوية المتطايرة.

يعتمد الإخراج بشكل كبير على حجم الملف الشخصي والمركب وطريقة العلاج. قد يعمل خط EPDM للتغذية الباردة بقطر 90 مم، والذي ينتج شريطًا جويًا متوسط ​​التعقيد، بسرعة 8-15 م/دقيقة مع إنتاجية تبلغ 150-350 كجم/ساعة. قد يعمل خط أنابيب سيليكون طبي صغير (طارد 30 مم) بسرعة 2-6 م/دقيقة ولكنه ينتج منتجًا خفيفًا جدًا. يمكن أن تصل خطوط مداس الإطارات الكبيرة إلى معدلات إنتاج أعلى من 2000 كجم/ساعة على أجهزة بثق ذات أسطوانة دبوسية مقاس 200 مم. تتحدد سرعة الخط في النهاية بطول منطقة المعالجة والحد الأدنى من وقت المكوث المطلوب لكبريت المركب بالكامل.

الحرق هو عملية الفلكنة المبكرة للمركب بينما لا يزال داخل برميل الطارد أو القالب - قبل أن يتم تشكيله ومعالجته عمدًا. يظهر على شكل سطح خشن أو كتل أو جزيئات صلبة في البثق. يتم تحفيز الاحتراق بسبب درجة حرارة المركب المفرطة (عادةً ما تكون أعلى من 120-130 درجة مئوية للأنظمة المعالجة بالكبريت)، أو وقت البقاء المفرط (على سبيل المثال، عندما يتم إيقاف الخط مع المركب الساخن في البرميل)، أو عدم كفاية أمان الحرق في تركيبة المركب. تتضمن الوقاية: الحفاظ على درجات حرارة البرميل والقالب ضمن المواصفات، واستخدام مركبات تم تركيبها مع وقت حرق مناسب من Mooney (t5) لظروف العملية، وتطهير البرميل بسرعة أثناء أي توقف ممتد.

تخلق السيارات الكهربائية متطلبات جديدة لخطوط إنتاج بثق المطاط بما يتجاوز شرائط الطقس التقليدية. تتطلب وحدات البطارية موانع تسرب محيطية ذات مقاومة ضغط عالية جدًا (للحفاظ على قوة الختم على مدى عقود)، وحشيات قناة الإدارة الحرارية، وعزل الكابلات عالي الجهد المبثوق من السيليكون المانع للهب أو مركبات EPDM المتخصصة. تستخدم بعض أغطية بطاريات السيارات الكهربائية موانع تسرب EPDM مشتركة البثق مع طبقات توصيل متكاملة للتأريض، وهي وظيفة غير مطلوبة في المركبات ذات محركات الاحتراق الداخلي. يدفع سوق السيارات الكهربائية الطلب على تفاوتات أكثر صرامة في الأبعاد ومواصفات أداء مركب محسنة في سحب المطاط.

على خطوط البثق الدقيقة الدقيقة، والأسلاك والأنابيب المطاطية بأقطار خارجية صغيرة مثل 0.3-0.5 ملم يمكن إنتاجها، عادة في السيليكون، للتطبيقات الطبية أو أجهزة الاستشعار. تتعامل خطوط الإنتاج القياسية مع المقاطع العرضية التي تصل إلى حوالي 2 مم دون صعوبة كبيرة. تكون الملفات الشخصية الصغيرة جدًا محدودة بسبب إمكانية تصنيع القالب، واستقرار الأبعاد تحت السحب، وصعوبة الحفاظ على تغذية متسقة بمعدلات إنتاجية منخفضة للغاية.

يتضمن برنامج الصيانة المنظم عادةً ما يلي: الفحص اليومي للرحلات اللولبية وتجويف البرميل للتحقق من التآكل (موثق بمقياس الاستشعار أو المنظار)؛ التشحيم الأسبوعي لسلاسل نقل الحركة وبكرات الإقلاع؛ المعايرة الشهرية لأجهزة استشعار درجة الحرارة ومحولات الضغط؛ فحص ربع سنوي لخلوص المسمار إلى البرميل (يصل معدل التآكل الطبيعي إلى 0.003 × عمق قبل التوصية بالاستبدال)؛ والإصلاح السنوي لزيت علبة التروس الطارد وفحص محمل المحرك. يعتمد تكرار تنظيف القالب على المركب - قد تتطلب المركبات المملوءة بأسود الكربون تنظيف القالب كل 4-8 ساعات من التشغيل، بينما يمكن للمركبات الأنظف أن تعمل لمدة 24 ساعة بين عمليات التنظيف.

يتم تركيب مضخة تروس ذوبان (وتسمى أيضًا مضخة تروس مطاطية أو مضخة معززة) بين رأس الطارد والقالب. إنه يوفر تدفقًا حجميًا ثابتًا وخاليًا من النبض للمركب إلى القالب، بغض النظر عن تقلبات سرعة اللولب أو اختلاف الضغط الخلفي. يؤدي هذا إلى فصل وظيفة التلدين الخاصة بالطارد عن وظيفة قياس تدفق القالب، مما يقلل عادةً من اختلاف الأبعاد بمقدار 50-70% والسماح للطارد بالعمل عند ضغوط أقل وأكثر استقرارًا - مما يزيد من عمر اللولب والبرميل ويقلل من مخاطر الحروق. تعد مضخات التروس أكثر فعالية من حيث التكلفة بالنسبة للملفات عالية الدقة أو ذات القيمة العالية حيث يؤدي اختلاف الأبعاد بشكل مباشر إلى الرفض.