Руководство по экструзии

Теория и практика экструзии полимеров (Ким В. С., 2005г)

Эээ , Был такой пост:

http://3dtoday.ru/blogs/pashka-khv/typical-problems-in-print-quality-and-methods-of-their-elimination-fro/
“Типовые проблемы качества печати и методы их устранения от Simplify3D от 30 Октября 2015 от Автора: Pashka_Khv ”

По просьбам народа 3 DTODAY начинаю перевод этого справочника, который будет в дальнейшем, возможно дополняться.

Print Quality Troubleshooting Guide – (off-line version by ski)

Copyright © 2015 Simplify3D, All rights reserved.

UnAuthorized Translation © 20151101 skianimal@mail.ru. No rights reserved.

https://www.simplify3d.com/support/print-quality-troubleshooting/

ИМХО — Библия 3D-мэйкера, Сапера по 3D-Граблям, и т.д. и т.п.

Итак,

…начну свой подстрочник с конца:

23 Шага к Победе,

Руководство По Обеспечению Качества 3 D -Печати, и

23.0. Неравномерная Экструзия ~ Объем Экструзии, как правило, является постоянной величиной и не достаточно равномерен, чтобы воспроизвести точную форму.

Для того, чтобы Ваш принтер имел возможность создавать точные детали, он должен быть способен экструдировать очень постоянное количество/объем пластика.

Если эта экструзия изменяется в разных частях Вашей печати, она будет влиять на конечное качество печати.

Непоследовательность экструзии обычно можно идентифицировать, наблюдая принтер вблизи, как он печатает.

Например, если принтер печатает прямую линию, 20 мм длиной, но при этом Вы заметите, что экструзия кажется довольно разухабистой/шишковатой, или, как покажется, различается по размерам, то Вы, вероятно, испытаете эту проблему.

Мы суммировали наиболее распространенные причины непостоянных экструзий, и объяснили, как каждая из них может быть решена.

23.1. Нить застревает или запутывается ;

Первое, что Вы должны проверить, это – выбранная Вами катушка пластика филамента, который подается в Ваш 3D-принтер.

Вы должны убедиться, что эта катушка может свободно вращаться и, что пластик легко сворачиваются, сбрасывается и сматывается с катушки.

Если нить запутывается или катушка имеет слишком много сопротивление свободному вращению, то это влияет на то, насколько равномерно нить будет выдавливается(=экструдироваться) через сопло.

Если Ваш принтер оснащен трубкой подачи филамента типа Боудена (небольшой полой трубки, через которую пропущена нить), Вы должны также проверить, чтобы убедиться, что нить может легко перемещаться через эту трубку, не слишком большого сопротивления.

Если трубка сильно сопротивляется филаменту, Вы можете попробовать прочистить её или применить некоторые смазки внутри трубки, подшлифовать до зеркального блеска все переходы и пушфиты.

23.2. Засорение экструдера;

Если нить филамента не запуталась и может быть легко затянута экструдером, то следующая вещь, чтобы проверить – это само сопло.

Вполне возможно, что есть некоторые небольшие мусоринки или чужеродный пластик внутри сопла, что может мешать нормальной экструзии.

Самый простой способ проверить это – использовать в ПО Simplify3D виртуальную панель управления механизма принтера чтобы “вручную” вытолкнуть некоторое количество пластика из сопла принтера.

Наблюдайте, чтобы убедиться, что пластик экструдируется равномерно и последовательно.

Если Вы заметили проблемную необычность, Вам, возможно, потребуется прочистить сопло. Пожалуйста, обратитесь к производителю(или в соотв.форум 3Dtoday.ru) за инструкциями о том, как правильно чистить внутреннюю часть Вашего сопла.

23.3. Очень малая высота слоя ;

Если нить крутится с катушки свободно и экструдер не засорен, может быть полезно, чтобы проверить несколько параметров в ПО Simplify3D.

Например, если Вы пытаетесь печатать при крайне малой высоте слоя, например, 0,01 мм, там очень мало места для пластика, покидающего сопло.

Этот зазор составляет всего 0,01 мм в высоту(под соплом) и это означает, что пластику может быть очень трудно выходить из экструдера к соплу(имеется механич.сопротивление=препятствие на выходе из сопла).

Дважды проверьте, чтобы убедиться, что Вы используете разумно рассчитанную/выбранную высоту слоя для распечатки Вашим принтером.

Вы можете просмотреть этот параметр, нажав “Edit Process Settings” (‘Изменить настройки процесса’;) и выбрав вкладку “Layer”(“Слой”).

Если Вы печатаете при очень малой высоте слоя, попробуйте увеличить эту величину/значение, чтобы увидеть, если проблема исчезнет.

23.4. Неправильная ширина экструзии ;

Другой параметр для проверки в Simplify3D – это ширина экструзии, кот.Вы указали для Вашего экструдера.

Вы можете найти эту настройку, нажав кнопку “Edit Process Settings” (‘Изменить параметры процесса’;) и перейдя на вкладку “Экструдер”.

Каждый экструдер может иметь свою собственную уникальную ширину экструзии, поэтому убедитесь, что Вы выбрали правильный экструдер из списка(расположенного в левой части экрана), чтобы проверить настройки для ЭТОГО КОНКРЕТНОГО экструдера.

Если ширина экструзии значительно меньше, чем Ваш диаметром сопла, это может вызвать проблемы при экструзии пластика.

Как общее правило, ширина экструзии должна составлять 100-150% диаметра сопла.

Если ширина экструзии гораздо значительно меньше диаметра сопла (например, 0,2 мм ширина экструзии для 0.4mm сопла), то Ваш экструдер будет не в состоянии выдвинуть равномерный поток расплава филамента нити.

23.5. Плохое качество нити ;

Одна из самых распространенных причин для неравномерной экструзии, кот.мы еще не упомянули, является качество нити, которой Вы печатаете.

Низкокачественный филамент может содержать дополнительные присадки/добавки, которые влияют на консистенцию/состав пластика.

Другие могут иметь изменяющийся диаметр сечения нити филамента, который также вызовет неравномерность экструзии.

И наконец, многие пластики имеют тенденцию к ухудшению своих параметров с течением времени.

Например, PLA имеет тенденцию поглощать влагу из воздуха, и с течением времени, это может привести к деградации качества печати.

Вот почему многие катушки из пластика включают в себя осушитель СИЛИКАГЕЛЬ внутри упаковки, чтобы помочь удалить влагу из катушки филамента.

Если Вы думаете, что Ваш филамент может быть виной, попробуйте поменять текущую катушку на новую, ранее закрыто-запечатанную, катушку высококачественного филамента, чтобы наглядно увидеть, исчезнет ли Ваша проблема.

23.6. Механические проблемы экструдера.

Если Вы проверили все вышеперечисленное и все еще возникают проблемы с неравномерной экструзией, Вы можете проверить Ваш экструдер на механические проблемы.

Например, многие экструдеры используют ведущую шестерню с острыми зубами, которые сильно вгрызаются в нить филамента.

Это позволяет экструдеру легко перемещать нить вперед/назад.

Эти экструдеры также обычно имеют регулировку прижима этой шестерни к нити.

Если эта регулировка слишком ослаблена, зубцы шестерни привода экструдера не будет зацепляться достаточно глубоко за нить филамента, что влияет на способность экструдера точно контролировать положение нити филамента.

Проконсультируйтесь с изготовителем(с соотв.форумом 3Dtoday.ru), чтобы узнать, есть ли у Вашего принтера аналогичная настройка.

[]

… продолжение последует неизбежно!

Экструзия применяется для производства пленок, труб, профилей, листов из полимеров. Кроме того, этот метод переработки используется для выпуска современной теплоизоляции.

Пенополистирол экструзионный – достаточно давно используется для теплоизоляции различных поверхностей, особенно широко его применение при строительстве – для теплоизоляции фундаментов, бетона и даже железных дорог. В результате применения этого материала существенно снижается риск изменения поверхности грунта в результате промерзания.

Данный вид вспененного полистирола, а также пластиковые трубы, листы, пленки и профили получаются путем экструзии, то есть продавливания материала через специальную фильеру, которая придает ему форму.

Формование профилей, труб, пленок, листов и вспененного экструзионного пенополистирола осуществляется на специальных экструзионных линиях, которые представляют собой один из самых распространенных типов оборудования для переработки пластмасс, как правило состоящий из одного или нескольких экструдеров, экструзионного инструмента и ряда дополнительных устройств.

Экструзия

Метод экструзии полимеров

Экструзия – способ получения изделий или полуфабрикатов из полимерных материалов неограниченной длины путем выдавливания расплава полимера через формующую головку (фильеру) нужного профиля. Экструзия, наряду с литьем пластмасс под давлением, является одним из самых популярных методов изготовления пластмассовых изделий. Экструзии подвергаются практически все основные типы полимерных материалов, как термопласты, таки и реактопласты, а также эластомеры.

1. Червячные экструдеры подразделяются на одношнековые, двухшнековые и многошнековые.

Наиболее простым оборудованием для экструзии является одношнековый (одночервячный) экструдер без зоны дегазации (рис. 1). Такие экструдеры широко применяются для производства пленок, листов, труб, профилей, в качестве одной из составных частей линий-грануляторов и т.д. Основными элементами экструдера являются обогреваемый цилиндр, винтовой шнек (с охлаждением или без него), сетки, размещаемые на решетке, и адаптер.

В зависимости от природы полимера, технологических режимов переработки применяются шнеки различного профиля с разным шагом и глубиной витков. В зависимости же от вида выпускаемого изделия применяют либо коротко-, либо длинношнековые машины, т. е. с малым или большим отношением длины L к диаметру D шнека (L/D). Значения D и L/D являются основными характеристиками одношнекового экструдера. Типоразмерный ряд экструдеров, выпускавшихся в Советском Союзе был основан на диаметрах шнека: D = 20; 32; 45; 63; 90; 125; 160; 200; 250 и

320 мм.

2. Двухшнековые экструдеры могут применяться как в тех же случаях, что и одношнековые, так и в специальных условиях, когда одношнековые экструдеры не справляются с задачами. В российских реалиях двухшнековые экструдеры в подавляющем большинстве случаев используются для экструзии ПВХ (поливинилхлорида) в изделия строительного назначения. Технология процесса экструзии ПВХ зачастую подразумевает применение порошкообразного основного сырья (ПВХ-композиции), которую невозможно переработать на стандартной одношнековой экструзионной линии. Как правило, двушнековые экструдеры в обязательном порядке оснащаются устройством дегазации. Двухшнековые экструдеры различают двух основных типов:

• экструдеры со шнеками, находящимися в зацеплении (с однонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков);
• экструдеры со шнеками, не находящимися в зацеплении (с однонаправленным или противоположно направленным вращением шнеков).

3. Многошнековые экструдеры применяются сравнительно редко. К таким экструдерам можно отнести четырехшнековый экструдер, а также планетарный экструдер. Червячная система последнего состоит из одного центрального червяка и еще, как правило, 6 дополнительных шнеков, расположенного вокруг основного на одинаковом радиальном расстоянии. Эти шнеки называют планетарными, отсюда и название экструдера. Такая конструкция позволяет перерабатывать материалы, склонные к быстрой термической деструкции (часто – композиции ПВХ) без применения высоких температур, но со значительным смесительным эффектом и интенсивной дегазацией расплава.

4. Дисковые экструдеры относятся к достаточно редкому типу экструзионных машин современности. Работа дискового экструдера основана на перемещении полимерного материала и создании давления за счет адгезии полимера к подвижным частям экструдера. Такие экструдеры могут быть как однодисковыми, так и многодисковыми. Последний является наиболее современным вариантом и позволяют давать давление расплава на выходе в несколько раз превышающее давление расплава стандартного одношнекового экструдера. Однако, обычно это преимущество нивелируется высокой стоимостью многодискового экструдера вследствие его конструкционной сложности.

Поведение полимера при экструзии

Поведение полимера внутри экструдера рассмотрим на примере одношнековой экструзии гранулированного материала. Технологический процесс экструзии складывается из последовательной пластикации и перемещения материала вращающимся шнеком в зонах материального цилиндра. Различают следующие зоны — питания (I), пластикации (II), дозирования расплава (III).

К технологическим параметрам переработки пластмасс методом экструзии относятся:

• температура по зонам экструдера
• давление расплава,
• температура зон головки
• режимы охлаждения экструдированного профиля

Обслуживание экструдеров

Обслуживать стандартный одношнековый экструдер несложно. Для подготовки оператора экструдера обычно требуется от одного до нескольких месяцев. Ремонт и обслуживание одношнекового экструдера сводится к замене и прочистке фильтрующих сеток, замене трансмиссионного масла в приводе, замены электрических предохранителей, ремонт или замена нагревателей цилиндра. После наработки прописанного производителем экструдера количества машино-часов необходимо разобрать экструдер и заменить при необходимости шнек и цилиндр.

К необходимой технической документации на экструдер относится:

• Паспорт на экструдер, выпускаемый заводом-изготовителей
• Электрическая схема экструдера
• Описание работы экструдера (часто входит в состав паспорта)
• Сборочный чертеж экструдера

Заключение

В заключении стоит вновь остановиться на том, что в современных условиях экструдер как таковой редко способен решить задачи, которые стоят перед переработчиками пластмасс. В соответствии с технологическими схемами, используемыми в наши дни, необходимо применение экструзионных линий. В них, помимо экструдера, могут входить:

• Калибрующее устройство
• Ко-экструдеры
• Охлаждающие ванны
• Тянущее устройство
• Маркирующее устройство
• Ламинирующее устройство
• Отрезное/намоточное устройство
• Другие вспомогательные технологические единицы

К сожалению, промышленное производство экструдеров и экструзионных линий в России практически свернуто. Компании, предлагающие экструзионное оборудование на нашем рынке, как правило, занимаются покупкой оборудования за рубежом и последующей продажей в России. Несколько другая ситуация наблюдается на Украине, где еще сохраняются специализированные машиностроительные предприятия.

Plastics extrusion is a high-volume manufacturing process in which raw plastic is melted and formed into a continuous profile. Extrusion produces items such as pipe/tubing, weatherstripping, fencing, deck railings, window frames, plastic films and sheeting, thermoplastic coatings, and wire insulation.

This process starts by feeding plastic material (pellets, granules, flakes or powders) from a hopper into the barrel of the extruder. The material is gradually melted by the mechanical energy generated by turning screws and by heaters arranged along the barrel. The molten polymer is then forced into a die, which shapes the polymer into a shape that hardens during cooling.^[1]

History[edit]

The first precursors to the modern extruder were developed in the early 19th century. In 1820, Thomas Hancock invented a rubber «masticator» designed to reclaim processed rubber scraps, and in 1836 Edwin Chaffee developed a two-roller machine to mix additives into rubber.^[2] The first thermoplastic extrusion was in 1935 by Paul Troester and his wife Ashley Gershoff in Hamburg, Germany. Shortly after, Roberto Colombo of LMP developed the first twin screw extruders in Italy.^[3]

Process[edit]

In the extrusion of plastics, the raw compound material is commonly in the form of nurdles (small beads, often called resin) that are gravity fed from a top mounted hopper into the barrel of the extruder. Additives such as colorants and UV inhibitors (in either liquid or pellet form) are often used and can be mixed into the resin prior to arriving at the hopper. The process has much in common with plastic injection molding from the point of the extruder technology, although it differs in that it is usually a continuous process. While pultrusion can offer many similar profiles in continuous lengths, usually with added reinforcing, this is achieved by pulling the finished product out of a die instead of extruding the polymer melt through a die.

The material enters through the feed throat (an opening near the rear of the barrel) and comes into contact with the screw. The rotating screw (normally turning at e.g. 120 rpm) forces the plastic beads forward into the heated barrel. The desired extrusion temperature is rarely equal to the set temperature of the barrel due to viscous heating and other effects. In most processes, a heating profile is set for the barrel in which three or more independent PID-controlled heater zones gradually increase the temperature of the barrel from the rear (where the plastic enters) to the front. This allows the plastic beads to melt gradually as they are pushed through the barrel and lowers the risk of overheating which may cause polymer degradation.

Extra heat is contributed by the intense pressure and friction taking place inside the barrel. In fact, if an extrusion line is running certain materials fast enough, the heaters can be shut off and the melt temperature maintained by pressure and friction alone inside the barrel. In most extruders, cooling fans are present to keep the temperature below a set value if too much heat is generated. If forced air cooling proves insufficient then cast-in cooling jackets are employed.

At the front of the barrel, the molten plastic leaves the screw and travels through a screen pack to remove any contaminants in the melt. The screens are reinforced by a breaker plate (a thick metal puck with many holes drilled through it) since the pressure at this point can exceed 5,000 psi (34 MPa). The screen pack/breaker plate assembly also serves to create back pressure in the barrel. Back pressure is required for uniform melting and proper mixing of the polymer, and how much pressure is generated can be «tweaked» by varying screen pack composition (the number of screens, their wire weave size, and other parameters). This breaker plate and screen pack combination also eliminates the «rotational memory» of the molten plastic and creates instead, «longitudinal memory».

After passing through the breaker plate molten plastic enters the die. The die is what gives the final product its profile and must be designed so that the molten plastic evenly flows from a cylindrical profile, to the product’s profile shape. Uneven flow at this stage can produce a product with unwanted residual stresses at certain points in the profile which can cause warping upon cooling. A wide variety of shapes can be created, restricted to continuous profiles.

The product must now be cooled and this is usually achieved by pulling the extrudate through a water bath. Plastics are very good thermal insulators and are therefore difficult to cool quickly. Compared to steel, plastic conducts its heat away 2,000 times more slowly. In a tube or pipe extrusion line, a sealed water bath is acted upon by a carefully controlled vacuum to keep the newly formed and still molten tube or pipe from collapsing. For products such as plastic sheeting, the cooling is achieved by pulling through a set of cooling rolls. For films and very thin sheeting, air cooling can be effective as an initial cooling stage, as in blown film extrusion.

Plastic extruders are also extensively used to reprocess recycled plastic waste or other raw materials after cleaning, sorting and/or blending. This material is commonly extruded into filaments suitable for chopping into the bead or pellet stock to use as a precursor for further processing.

Screw design[edit]

There are five possible zones in a thermoplastic screw. Since terminology is not standardized in the industry, different names may refer to these zones. Different types of polymer will have differing screw designs, some not incorporating all of the possible zones.

Most screws have these three zones:

• Feed zone (also called the solids conveying zone): this zone feeds the resin into the extruder, and the channel depth is usually the same throughout the zone.
• Melting zone (also called the transition or compression zone): most of the polymer is melted in this section, and the channel depth gets progressively smaller.
• Metering zone (also called the melt conveying zone): this zone melts the last particles and mixes to a uniform temperature and composition. Like the feed zone, the channel depth is constant throughout this zone.

In addition, a vented (two-stage) screw has:

• Decompression zone. In this zone, about two-thirds down the screw, the channel suddenly gets deeper, which relieves the pressure and allows any trapped gases (moisture, air, solvents, or reactants) to be drawn out by vacuum.
• Second metering zone. This zone is similar to the first metering zone, but with greater channel depth. It serves to repressurize the melt to get it through the resistance of the screens and the die.

Often screw length is referenced to its diameter as L:D ratio. For instance, a 6-inch (150 mm) diameter screw at 24:1 will be 144 inches (12 ft) long, and at 32:1 it is 192 inches (16 ft) long. An L:D ratio of 25:1 is common, but some machines go up to 40:1 for more mixing and more output at the same screw diameter. Two-stage (vented) screws are typically 36:1 to account for the two extra zones.

Each zone is equipped with one or more thermocouples or RTDs in the barrel wall for temperature control. The «temperature profile» i.e., the temperature of each zone is very important to the quality and characteristics of the final extrudate.

Typical extrusion materials[edit]

Typical plastic materials that are used in extrusion include but are not limited to: polyethylene (PE), polypropylene, polyacetal, acrylic, nylon (polyamides), polystyrene, polyvinyl chloride (PVC), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) and polycarbonate.^[4]

Die types[edit]

There are a variety of dies used in plastics extrusion. While there can be significant differences between die types and complexity, all dies allow for the continuous extrusion of polymer melt, as opposed to non-continuous processing such as injection molding.

Blown film extrusion[edit]

The manufacture of plastic film for products such as food packages, shopping bags, and continuous sheeting is achieved using a blown film line.^[5]

This process is the same as a regular extrusion process up until the die. There are three main types of dies used in this process: annular (or crosshead), spider, and spiral. Annular dies are the simplest, and rely on the polymer melt channeling around the entire cross section of the die before exiting the die; this can result in uneven flow. Spider dies consist of a central mandrel attached to the outer die ring via a number of «legs»; while flow is more symmetrical than in annular dies, a number of weld lines are produced which weaken the film. Spiral dies remove the issue of weld lines and asymmetrical flow, but are by far the most complex.^[6]

The melt is cooled somewhat before leaving the die to yield a weak semi-solid tube. This tube’s diameter is rapidly expanded via air pressure, and the tube is drawn upwards with rollers, stretching the plastic in both the transverse and draw directions. The drawing and blowing cause the film to be thinner than the extruded tube, and also preferentially aligns the polymer molecular chains in the direction that sees the most plastic strain. If the film is drawn more than it is blown (the final tube diameter is close to the extruded diameter) the polymer molecules will be highly aligned with the draw direction, making a film that is strong in that direction, but weak in the transverse direction. A film that has significantly larger diameter than the extruded diameter will have more strength in the transverse direction, but less in the draw direction.

In the case of polyethylene and other semi-crystalline polymers, as the film cools it crystallizes at what is known as the frost line. As the film continues to cool, it is drawn through several sets of nip rollers to flatten it into lay-flat tubing, which can then be spooled or slit into two or more rolls of sheeting.

Sheet/film extrusion[edit]

Sheet/film extrusion is used to extrude plastic sheets or films that are too thick to be blown. There are two types of dies used: T-shaped and coat hanger. The purpose of these dies is to reorient and guide the flow of polymer melt from a single round output from the extruder to a thin, flat planar flow. In both die types ensure constant, uniform flow across the entire cross sectional area of the die. Cooling is typically by pulling through a set of cooling rolls (calender or «chill» rolls). In sheet extrusion, these rolls not only deliver the necessary cooling but also determine sheet thickness and surface texture.^[7] Often co-extrusion is used to apply one or more layers on top of a base material to obtain specific properties such as UV-absorption, texture, oxygen permeation resistance, or energy reflection.

A common post-extrusion process for plastic sheet stock is thermoforming, where the sheet is heated until soft (plastic), and formed via a mold into a new shape. When vacuum is used, this is often described as vacuum forming. Orientation (i.e. ability/ available density of the sheet to be drawn to the mold which can vary in depths from 1 to 36 inches typically) is highly important and greatly affects forming cycle times for most plastics.

Tubing extrusion[edit]

Extruded tubing, such as PVC pipes, is manufactured using very similar dies as used in blown film extrusion. Positive pressure can be applied to the internal cavities through the pin, or negative pressure can be applied to the outside diameter using a vacuum sizer to ensure correct final dimensions. Additional lumens or holes may be introduced by adding the appropriate inner mandrels to the die.

Multi-layer tubing applications are also ever present within the automotive industry, plumbing & heating industry and packaging industry.

Over jacketing extrusion[edit]

Over jacketing extrusion allows for the application of an outer layer of plastic onto an existing wire or cable. This is the typical process for insulating wires.

There are two different types of die tooling used for coating over a wire, tubing (or jacketing) and pressure. In jacketing tooling, the polymer melt does not touch the inner wire until immediately before the die lips. In pressure tooling, the melt contacts the inner wire long before it reaches the die lips; this is done at a high pressure to ensure good adhesion of the melt. If intimate contact or adhesion is required between the new layer and existing wire, pressure tooling is used. If adhesion is not desired/necessary, jacketing tooling is used instead.

Coextrusion[edit]

Coextrusion is the extrusion of multiple layers of material simultaneously. This type of extrusion utilizes two or more extruders to melt and deliver a steady volumetric throughput of different viscous plastics to a single extrusion head (die) which will extrude the materials in the desired form. This technology is used on any of the processes described above (blown film, overjacketing, tubing, sheet). The layer thicknesses are controlled by the relative speeds and sizes of the individual extruders delivering the materials.

In many real-world scenarios, a single polymer cannot meet all the demands of an application. Compound extrusion allows a blended material to be extruded, but coextrusion retains the separate materials as different layers in the extruded product, allowing appropriate placement of materials with differing properties such as oxygen permeability, strength, stiffness, and wear resistance.

Extrusion coating[edit]

Extrusion coating is using a blown or cast film process to coat an additional layer onto an existing rollstock of paper, foil or film. For example, this process can be used to improve the characteristics of paper by coating it with polyethylene to make it more resistant to water. The extruded layer can also be used as an adhesive to bring two other materials together. Tetrapak is a commercial example of this process.

Compound extrusions[edit]

Compounding extrusion is a process that mixes one or more polymers with additives to give plastic compounds. The feeds may be pellets, powder and/or liquids, but the product is usually in pellet form, to be used in other plastic-forming processes such as extrusion and injection molding. As with traditional extrusion, there is a wide range in machine sizes depending on application and desired throughput. While either single- or double-screw extruders may be used in traditional extrusion, the necessity of adequate mixing in compounding extrusion makes twin-screw extruders all but mandatory.^[8][9]

Types of extruder[edit]

There are two sub-types of twin screw extruders: co-rotating and counter-rotating. This nomenclature refers to the relative direction each screw spins compared to the other. In co-rotation mode, both screws spin either clockwise or counter clockwise; in counter-rotation, one screw spins clockwise while the other spins counter clockwise. It has been shown that, for a given cross sectional area and degree of overlap (intermeshing), axial velocity and degree of mixing is higher in co-rotating twin extruders. However, pressure buildup is higher in counter-rotating extruders.^[10] The screw design is commonly modular in that various conveying and mixing elements are arranged on the shafts to allow for rapid reconfiguration for a process change or replacement of individual components due to wear or corrosive damage. The machine sizes range from as small as 12 mm to as large as 380mm [12- Polymer Mixing by James White, pages 129-140]

Advantages[edit]

A great advantage of extrusion is that profiles such as pipes can be made to any length. If the material is sufficiently flexible, pipes can be made at long lengths even coiling on a reel. Another advantage is the extrusion of pipes with integrated coupler including rubber seal.^[11]

See also[edit]

References[edit]

Bibliography[edit]

• Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Manufacturing Processes Reference Guide, Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.