압출 성형은 플라스틱 가공 에서 유압을 이용하여 금형 자체를 압출하는 가공 방법입니다. 이는 가열 및 가소화된 재료가 스크류에 의해 밀려나면서 압출기의 배럴과 스크류 사이의 상호 작용을 통해 금형을 연속적으로 통과하여 다양한 단면의 제품 또는 반제품을 형성하는 것을 의미합니다.
간단한 설명
압출 성형은 효율적이고 연속적이며 저렴하고 적용 범위가 넓은 성형 방법입니다. 이는 고분자 소재 가공의 초기 기술 중 하나입니다. 100년이 넘는 발전을 거쳐 압출 성형은 고분자 가공 분야에서 가장 다양한 종류와 변화를 자랑하며 생산성이 높고 적응성이 뛰어나며 적용 범위가 넓고 생산량이 가장 많은 성형 방법으로 자리매김했습니다. 압출 성형은 플라스틱 소재 가공에서 가장 중요한 형태 중 하나이며, 일부 열경화성 플라스틱을 제외한 대부분의 플라스틱 소재에 적합합니다. 열가소성 플라스틱 제품 의 약 50%가 압출 성형으로 생산됩니다. 또한 화학 섬유, 열가소성 엘라스토머, 고무 제품 성형에도 널리 사용됩니다. 압출 성형은 파이프, 봉, 판재, 프로파일, 전선 및 케이블 피복, 모노필라멘트 등 다양한 형태의 제품을 연속적으로 생산할 수 있습니다. 또한 고분자 소재의 혼합, 가소화, 과립화, 착색, 블렌딩 및 개질 에도 활용될 수 있습니다 . 또한, 압출 성형을 기반으로 하는 압출 블로우 성형 기술과 블로우, 스트레칭 등의 방법을 결합한 압출 스트레칭 성형 기술은 필름 및 중공 제품 제조에 중요한 방법입니다.
압출 성형 또는 압출 성형이라고도 알려진 압출 성형은 주로 스크류 또는 플런저의 압출 효과를 사용하여 뜨거운 용융 고분자 재료를 압력 하에서 다이 헤드를 통과시켜 일정한 교차점을 갖는 연속 프로파일을 형성하는 성형 방법을 의미합니다. -부분. 압출 성형 공정에는 주로 공급, 용융 가소화, 압출 성형, 성형 및 냉각 공정이 포함됩니다.
압출 공정은 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 고체 플라스틱을 가소화(즉, 점성 유체로 전환)하고 압력을 가하여 특수 모양의 다이를 통과하여 비슷한 단면을 가진 연속체가 되는 것입니다. 다이의 모양에 따라; 두 번째 단계는 적절한 방법을 사용하여 압출된 연속체가 소성 상태를 잃고 고체로 전환하여 원하는 제품을 얻는 것입니다.
플라스틱을 가소화하는 다양한 방법에 따라 압출 공정은 건식 공정과 습식 공정으로 나눌 수 있습니다. 건식 가소화는 가열을 통해 플라스틱을 용융물로 만듭니다. 가소화와 가압은 동일한 장비에서 수행할 수 있으며 성형 공정은 단순한 냉각뿐입니다. 습식 가소화는 용제를 사용하여 플라스틱을 완전히 부드럽게 만듭니다. 따라서 가소화와 가압은 두 개의 독립적인 공정으로 나누어져야 합니다. 또한, 성형 공정에서는 더욱 까다로운 용매 제거를 사용해야 하며, 용매 회수도 고려해야 합니다. 습식압출은 균일한 가소화와 플라스틱의 과도한 가열을 피할 수 있는 장점이 있으나, 전술한 단점으로 인해 적용 범위가 압출에만 국한된다. 공정은 건식과 습식의 두 가지로 나눌 수 있다. 건식 가소화는 플라스틱을 가열하여 용융물로 바꾸는 것입니다. 가소화와 가압화가 동일한 설비에서 이루어지며, 성형공정은 단순 냉각만 가능합니다. 습식 가소화는 용제로 플라스틱을 완전히 부드럽게 만드는 것입니다. 따라서 가소화와 가압은 두 개의 독립적인 공정으로 나누어져야 합니다. 더욱이, 성형 공정에서는 더욱 번거로운 용매 제거를 사용해야 하며, 용매 회수도 고려해야 한다. 습식압출은 균일한 가소화와 플라스틱의 과도한 가열을 방지할 수 있는 장점이 있으나, 위와 같은 단점으로 인해 그 적용범위가 질산셀룰로오스와 몇몇 셀룰로오스아세테이트 플라스틱으로 제한된다.
압출 장비
1. 호스트
압출 시스템: 스크류와 배럴로 구성되며 압출기의 핵심 부품입니다. 그 기능은 재료를 가소화하고 고정된 양, 압력 및 온도에서 용융물을 압출하는 것입니다.
전달 시스템: 나사를 구동하여 필요한 토크와 토크를 제공합니다.
가열 및 냉각 시스템: 성형 공정 중 플라스틱 및 압출 시스템의 온도가 공정 요구 사항에 도달하는지 확인합니다.
2. 보조 기계
기계 헤드, 성형 장치, 냉각 장치, 견인 장치, 권선 장치 및 절단 장치로 구성됩니다.
3. 제어 시스템
전기제품, 기기, 액츄에이터로 구성됩니다.
기능: 필요한 속도와 출력을 충족하도록 주 모터와 보조 모터를 제어합니다. 제품의 품질을 보장하기 위해 주 기계와 보조 기계의 온도, 압력 및 흐름을 제어합니다. 주 기계와 보조 기계의 조화로운 작동을 보장하기 위해 압출기 장치의 자동 제어를 실현합니다.
관련 매개 변수
1. 온도
압출 성형 온도에는 배럴 온도, 플라스틱 온도, 스크류 온도가 포함됩니다. 일반적으로 배럴 온도를 측정합니다. 온도는 가열 및 냉각 시스템에 의해 제어됩니다. 스크류 구조, 불안정한 가열 및 냉각 시스템, 스크류 속도 변화로 인해 압출재의 온도가 반경 방향과 축 방향으로 변동하여 제품 품질에 영향을 미칩니다. 제품의 각 점의 강도가 다르고, 잔류응력이 발생하며, 표면이 칙칙하고 매트합니다. 제품의 품질을 보장하려면 온도가 안정적이어야 합니다.
2. 압력
나사와 배럴의 구조, 기계 헤드, 필터 스크린 및 필터 플레이트의 저항으로 인해 플라스틱 내부에 압력이 있습니다.
3. 압출율
단위 시간당 압출기 다이에서 압출되는 플라스틱의 질량 또는 길이입니다. 압출 속도에 영향을 미치는 요인: 다이 저항, 스크류 및 배럴 구조, 스크류 속도, 가열, 냉각 시스템, 플라스틱 특성. 그러나 제품이 고정된 경우 압출 속도는 스크류 속도에만 관련됩니다. 압출 속도도 변동하여 제품의 기하학적 모양과 크기에 영향을 미칩니다.
온도, 압력 및 압출 속도는 모두 변동됩니다. 제품 품질을 보장하려면 스크류를 적절하게 설계해야 하며, 가열 및 냉각 시스템과 스크류 속도 안정성을 잘 제어하여 매개변수 변동을 줄여야 합니다.
기능
다른 폴리머 성형 방법과 비교하여 압출 성형에는 많은 뛰어난 장점이 있습니다.
- 연속 생산을 통해 필요에 따라 모든 길이의 파이프, 플레이트, 로드, 프로파일, 필름, 케이블 및 모노필라멘트를 생산할 수 있습니다.
- 높은 생산 효율성: 압출기의 단일 유닛 출력은 비교적 높습니다. 예를 들어, 직경 65mm의 압출기는 다음을 생산할 수 있습니다. 폴리 염화 비닐 연간 생산량이 450톤이 넘는 필름.
- 광범위한 응용 분야 이 가공 방법은 고무, 플라스틱 및 섬유, 특히 플라스틱 제품의 가공에 널리 사용됩니다. 거의 모든 열가소성 수지 그리고 일부 열경화성 플라스틱은 이 방법으로 가공할 수 있습니다. 제품을 직접 성형하는 것 외에도 압출은 혼합, 가소화, 과립화, 착색 및 블랭크 성형에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 압출기를 캘린더캘린더링 필름을 생산할 수 있으며, 프레스와 결합하면 다양한 프레스 부품을 생산할 수 있고, 블로우 성형기와 결합하면 중공 제품을 생산할 수 있습니다. 고무 제품 생산 공정에서 압출 방식은 타이어 트레드, 튜브, 호스 및 복잡한 단면 형상을 가진 다양한 제품뿐만 아니라 중공, 고체 및 고무 코팅 제품과 같은 반제품을 제조하는 데 사용됩니다. 또한 필터 고무 및 생고무의 연속 혼합, 가소화 및 과립화에도 사용될 수 있습니다. 석유화학 공장에서는 수지 생산 과정에서 압출기를 사용하여 수지 내 수분을 제거하고, 다양한 등급의 수지에 첨가제 및 개질제를 혼합하고, 수지 과립화 공정을 완료할 수 있습니다.
- 하나의 압출기로 다양한 소재와 제품을 가공할 수 있습니다. 재료 성능 특성과 제품의 모양 및 크기에 따라 다양한 스크류 및 다이 헤드를 교체하여 다양한 제품을 생산할 수 있습니다.
- 간단한 장비와 낮은 투자 비용. 사출 성형 및 캘린더링 장비와 비교했을 때, 압출 장비는 상대적으로 구조가 간단하고 제조가 용이하며 장비 비용이 저렴하고 설치 및 디버깅이 간편합니다. 또한, 장비 설치 공간을 적게 차지하며 공장 및 부대 시설에 대한 요구 조건도 비교적 간단합니다.
위의 장점은 폴리머 가공에서 압출 성형의 중요한 위치를 결정합니다. 전체 열가소성 플라스틱 제품 생산량의 약 절반을 차지하며, 그 과정에서 완전히 사용되거나 압출 공정이 포함된 플라스틱 제품이 생산됩니다. 이 방법으로 성형된 제품은 농업, 건설, 석유화학, 기계제조, 의료장비, 자동차, 전자, 항공우주 및 기타 산업 분야에 사용됩니다.
어플리케이션
압출 성형 기술은 단면이 일정한 제품을 만들기 위해 다양한 산업에서 사용되는 다목적 제조 공정입니다. 압출 성형 기술의 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.
플라스틱 압출 :
- 파이프 및 튜빙: 압출은 배관, 관개 및 건설 분야의 플라스틱 파이프 및 튜브 제조에 널리 사용됩니다.
- 프로필: 압출은 창틀, 씰, 트림과 같은 플라스틱 프로파일을 만드는 데 사용됩니다.
- 시트 및 필름: 압출은 포장, 농업, 건축 등에 사용되는 플라스틱 시트와 필름을 생산하는 데 사용됩니다.
알루미늄 압출 :
- 건설: 알루미늄 압출은 창틀, 커튼월, 문틀 등 건물의 구조 부품을 만드는 데 사용됩니다.
- 운송: 알루미늄 압출재는 자동차 및 항공우주 산업에서 구조 프레임, 인테리어 트림과 같은 부품에 활용됩니다.
- 소비재: 알루미늄 압출은 가구, 선반, 가전제품 등 소비재 생산에 사용됩니다.
고무 압출 :
- 씰 및 개스킷: 고무압출은 자동차, 건설, 산업 분야의 씰, 개스킷, 웨더 스트리핑 제조에 흔히 사용됩니다.
- 튜브 및 호스: 유체 전달 용도에 사용되는 고무 튜브 및 호스를 만드는 데 고무 압출이 사용됩니다.
- 프로필: 고무 압출을 활용하여 윈도우 씰, 자동차 부품 등 다양한 용도에 맞는 맞춤형 프로파일을 생산합니다.
식품 압출 :
- 스낵 식품: 식품압출기술을 이용하여 퍼핑스낵, 아침식사용 시리얼, 압출바 등 다양한 스낵식품을 생산하고 있습니다.
- 파스타: 스파게티, 마카로니, 펜네 등의 파스타 형태를 성형할 때 압출성형을 사용합니다.
- 애완 동물 사료: 압출을 통해 다양한 형태와 제형의 반려동물 사료를 제조할 수 있습니다.
복합 압출 :
- 섬유 강화 복합 재료: 압출 기술은 항공우주, 자동차, 건설 분야에 적용할 수 있는 섬유 강화 복합 프로파일 및 구조물을 제조하는 데 활용됩니다.
- 목재-플라스틱 복합재: 압출은 데크, 난간, 펜싱과 같은 목재-플라스틱 복합 제품을 만드는 데 사용됩니다.
- 열가소성 합성물: 압출 성형을 사용하여 특정 응용 분야에 맞게 맞춤화된 특성을 지닌 열가소성 복합 부품을 생산합니다.
의료용 압출 :
- 카테터 및 튜브: 압출은 다양한 의료 시술에 사용되는 의료용 튜브 및 카테터 제조에 사용됩니다.
- 의료 프로필: 의료 기기 및 장비에 사용되는 맞춤형 프로파일을 만드는 데 압출 기술이 사용됩니다.
이는 다양한 산업 분야에 압출 성형 기술을 적용하여 다양한 제품을 효율적이고 비용 효율적으로 만드는 방법에 대한 몇 가지 예입니다.
개발 동향
최근에는 현대 압출기 기술의 출현과 발전으로 압출 성형 이론과 기술이 지속적으로 심화, 확장되고 있으며, 신제품과 신공정의 연구 개발 수단이 지속적으로 강화되고 있으며, 다양한 구조와 기능을 갖춘 압출 장비가 있습니다. 다축압출기, 반응압출기, 복합압출기 등이 지속적으로 생산되고 있습니다. 압출 가능한 소재의 종류와 제품의 구조, 제품의 형태도 다양해지고 있습니다. 동시에 압출 성형에 컴퓨터 기술의 적용이 증가함에 따라 반응 압출, 보조 압출, 압출 발포, 공압출, 고속 압출, 정밀 압출 및 융점 근처 압출과 같은 새로운 압출 성형 기술이 등장했습니다. .
