Ekstrusi plastik adalah proses produksi bervolume tinggi di mana plastik mentah dilelehkan dan dibentuk menjadi profil kontinyu. Ekstrusi menghasilkan barang-barang seperti pipa / tabung, weatherstripping , pagar, pagar dek , bingkai jendela , film plastik dan terpal, pelapis termoplastik , dan isolasi kawat.
Proses ini dimulai dengan memberi makan bahan plastik (pelet, butiran, serpih atau bubuk) dari hopper ke dalam barrel extruder. Bahan ini secara bertahap dilelehkan oleh energi mekanik yang dihasilkan oleh sekrup berputar dan oleh pemanas diatur sepanjang laras. Polimer cair kemudian dipaksa menjadi dadu, yang membentuk polimer menjadi bentuk yang mengeras selama pendinginan.
Sejarah
Ekstrusi pipa
Prekursor pertama ekstruder modern dikembangkan pada awal abad ke-19. Pada tahun 1820, Thomas Hancock menciptakan "masticator" karet yang dirancang untuk merebut kembali sisa-sisa karet olahan, dan pada 1836 Edwin Chaffee mengembangkan mesin dua-rol untuk mencampur aditif ke dalam karet . Ekstrusi termoplastik pertama pada tahun 1935 oleh Paul Troester dan istrinya Ashley Gershoff di Hamburg , Jerman. Tak lama setelah itu, Roberto Colombo dari LMP mengembangkan ekstrudir sekrup kembar pertama di Italia.
Proses
Dalam ekstrusi plastik, bahan senyawa baku umumnya dalam bentuk nurdles (manik-manik kecil, sering disebut resin) yang diberi makan gravitasi dari hopper yang dipasang di atas ke laras extruder. Aditif seperti pewarna dan inhibitor UV (dalam bentuk cair atau pellet) sering digunakan dan dapat dicampur ke dalam resin sebelum tiba di hopper. Proses ini memiliki banyak kesamaan dengan cetakan injeksi plastik dari titik teknologi ekstruder meskipun berbeda dalam hal itu biasanya merupakan proses yang berkesinambungan. Sementara pultrusion dapat menawarkan banyak profil serupa dalam panjang kontinu, biasanya dengan penguatan tambahan, ini dicapai dengan menarik produk jadi dari dadu bukannya mengekstrusi polimer yang meleleh melalui dadu.
Bahan masuk melalui tenggorokan pakan (pembukaan dekat bagian belakang laras) dan bersentuhan dengan sekrup. Sekerup berputar (biasanya berputar pada misalnya 120 rpm) memaksa manik-manik plastik maju ke laras yang dipanaskan. Suhu ekstrusi yang diinginkan jarang sama dengan suhu yang diatur dari laras karena pemanasan viskos dan efek lainnya. Dalam kebanyakan proses, profil pemanasan diatur untuk laras di mana tiga atau lebih zona pemanas PID yang dikontrol secara independen secara bertahap meningkatkan suhu laras dari belakang (di mana plastik masuk) ke depan. Hal ini memungkinkan manik-manik plastik mencair secara bertahap karena didorong melalui laras dan menurunkan risiko panas berlebih yang dapat menyebabkan degradasi dalam polimer.
Panas ekstra disebabkan oleh tekanan dan gesekan yang intens yang terjadi di dalam laras. Bahkan, jika garis ekstrusi menjalankan bahan tertentu cukup cepat, pemanas dapat dimatikan dan suhu leleh dipertahankan oleh tekanan dan gesekan saja di dalam laras. Pada kebanyakan ekstruder, kipas pendingin hadir untuk menjaga suhu di bawah nilai yang ditetapkan jika terlalu banyak panas yang dihasilkan. Jika pendinginan udara paksa terbukti tidak mencukupi maka jaket pendingin yang dilempar digunakan.
Ekstruder plastik dipotong setengah untuk menunjukkan komponen
Di bagian depan laras, plastik cair meninggalkan sekrup dan bergerak melalui paket layar untuk menghilangkan kontaminan dalam lelehan. Layar diperkuat oleh pelat pemutus (keping logam tebal dengan banyak lubang yang dibor melalui itu) karena tekanan pada titik ini dapat melebihi 5.000 psi (34 MPa ). Rakitan pelat paket / breaker layar juga berfungsi untuk menciptakan tekanan balik di laras. Tekanan balik diperlukan untuk pencampuran seragam dan pencampuran polimer yang tepat, dan berapa banyak tekanan yang dihasilkan dapat "diubah" dengan memvariasikan komposisi paket layar (jumlah layar, ukuran kawatnya, dan parameter lainnya). Kombinasi pelat pemutus dan paket layar ini juga menghilangkan "memori rotasi" dari plastik cair dan menciptakan, "memori longitudinal".
Setelah melewati plastik pemutus piring pemutus memasuki mati. Mati adalah apa yang memberi produk akhir profilnya dan harus dirancang sedemikian sehingga plastik cair mengalir secara merata dari profil silinder, ke bentuk profil produk. Aliran yang tidak merata pada tahap ini dapat menghasilkan produk dengan tegangan sisa yang tidak diinginkan pada titik-titik tertentu di profil yang dapat menyebabkan warping setelah pendinginan. Berbagai macam bentuk dapat dibuat, dibatasi untuk profil berkelanjutan.
Produk sekarang harus didinginkan dan ini biasanya dicapai dengan menarik ekstrudat melalui penangas air. Plastik adalah insulator termal yang sangat baik dan karenanya sulit didinginkan dengan cepat. Dibandingkan dengan baja , plastik menghantarkan panasnya 2.000 kali lebih lambat. Dalam pipa atau pipa ekstrusi, bak mandi air yang disegel ditindaklanjuti dengan vakum yang dikontrol secara hati-hati untuk menjaga tabung dan pipa yang baru terbentuk dan masih cair dari kolaps. Untuk produk seperti terpal plastik, pendinginan dicapai dengan menarik melalui satu set gulungan pendingin. Untuk film dan lapisan yang sangat tipis, pendinginan udara dapat efektif sebagai tahap pendinginan awal, seperti pada ekstrusi film yang ditiup.
Pengekstrusi plastik juga banyak digunakan untuk memproses kembali sampah plastik daur ulang atau bahan baku lainnya setelah dibersihkan, disortir dan / atau dicampur. Bahan ini biasanya diekstrusi menjadi filamen yang cocok untuk memotong ke dalam bead atau pellet stock untuk digunakan sebagai prekursor untuk diproses lebih lanjut.
Bersambung...
