خبرگزاری پپنا رصد جهانی بازار پلیمر
مارپیچ و سیلندر قلب هر خط اکستروژن محسوب میشوند و کیفیت عملکرد آنها تأثیر مستقیمی بر ظرفیت تولید، کیفیت مذاب، مصرف انرژی و هزینههای نگهداری دارد. به همین دلیل تولیدکنندگان ماشینآلات و تجهیزات اکستروژن در سالهای اخیر تمرکز ویژهای بر طراحی نسل جدید مارپیچها و توسعه سامانههای هوشمند پایش سایش این قطعات داشتهاند.
جدیدترین فناوریهای معرفیشده در این حوزه نشان میدهد صنعت اکستروژن از مرحله طراحی صرف قطعات مکانیکی عبور کرده و به سمت تجهیزات هوشمندی حرکت میکند که قادرند وضعیت سلامت خود را بهصورت لحظهای پایش و زمان مناسب تعمیر یا تعویض را پیشبینی کنند.
مارپیچ اختصاصی برای تولید لولههای فومدار
یکی از مهمترین نوآوریهای معرفیشده در نمایشگاه K 2025 توسط شرکت هلندی Rollepaal ارائه شد.
این شرکت مارپیچ جدیدی با نام X-Screw را برای اکسترودرهای سری T-Rex توسعه داده که بهطور ویژه برای تولید لولههای دارای لایه میانی فوم طراحی شده است.
در تولید این نوع لولهها، کیفیت یکنواخت مذاب و پایداری فرآیند اهمیت بسیار زیادی دارد. به همین دلیل طول مارپیچ جدید نسبت به نمونههای استاندارد افزایش یافته و طراحی آن به گونهای تغییر کرده است که کیفیت ذوب مواد و یکنواختی جریان مذاب بهبود پیدا کند.
در طراحی قبلی، ایجاد شرایط مناسب برای تشکیل ساختار فومی معمولاً با کاهش میزان پرشدگی مارپیچ انجام میشد؛ روشی که اگرچه امکان تولید فوم را فراهم میکرد، اما باعث کاهش ظرفیت تولید و ایجاد مشکلاتی در ناحیه وکیوم اکسترودر میشد.
مارپیچ جدید با اصلاح الگوی جریان مواد، این مشکلات را برطرف کرده و بدون کاهش فشار فرآیند، شرایط مناسب برای تولید پایدار لولههای فومدار را فراهم میکند.
کنترل دقیقتر دمای مذاب
یکی دیگر از ویژگیهای X-Screw، اضافه شدن یک ناحیه جدید گرمایش و سرمایش در اکسترودر است.
این تغییر امکان کنترل دقیقتر دمای مذاب را فراهم کرده و یکنواختی بیشتر مواد در طول فرآیند اکستروژن را به همراه دارد؛ موضوعی که علاوه بر افزایش کیفیت محصول، موجب کاهش ضایعات و افزایش بهرهوری خط تولید میشود.
در نخستین نصب صنعتی این فناوری در کارخانه Ostendorf آلمان، اکسترودر استاندارد T-Rex با نسخه جدید مجهز به X-Screw جایگزین شد.
بر اساس اعلام Rollepaal، این تغییر باعث افزایش یکنواختی مذاب، امکان استفاده بیشتر از کربنات کلسیم در لایه میانی و کاهش هزینه نهایی تولید لوله شده است.
پایش هوشمند سایش مارپیچ و سیلندر
یکی دیگر از مهمترین روندهای فناوری در صنعت اکستروژن، استفاده از سامانههای پایش هوشمند وضعیت تجهیزات است.
شرکت اتریشی Erema نسل جدیدی از ابزارهای دیجیتال PredictOn را معرفی کرده که برای نخستین بار امکان کنترل لحظهای میزان سایش مارپیچ و سیلندر را فراهم میکند.
در این سامانه، حسگرهای اولتراسونیک بدون تماس مستقیم با مذاب، وضعیت قطعات را بهطور مداوم اندازهگیری میکنند.
اطلاعات بهصورت لحظهای روی نمایشگر دستگاه نمایش داده میشود و دادههای بلندمدت نیز در سامانه ابری شرکت ذخیره خواهد شد.
این فناوری به اپراتورها اجازه میدهد قبل از بروز خرابیهای جدی، روند فرسایش تجهیزات را شناسایی کرده و زمان مناسب برای تعمیر یا تعویض قطعات را تعیین کنند.
در نتیجه، توقفهای ناخواسته خطوط تولید کاهش یافته و حداکثر عمر مفید مارپیچ و سیلندر مورد استفاده قرار میگیرد.
اندازهگیری دقیق سایش با اسکن سهبعدی
شرکت آلمانی GL Control نیز راهکار متفاوتی برای ارزیابی وضعیت سیلندرهای اکسترودر توسعه داده است.
این شرکت از یک هد اپتیکی به نام Citris استفاده میکند که داخل سیلندر حرکت کرده و هندسه داخلی آن را با دقت بسیار بالا اسکن میکند.
در این فرآیند، قطر داخلی، میزان گردی، محیط داخلی و سایر مشخصات هندسی سیلندر در طول مسیر اندازهگیری شده و یک مدل سهبعدی کامل از وضعیت داخلی قطعه ایجاد میشود.
مقایسه این مدل با ابعاد اولیه سیلندر، میزان دقیق سایش را مشخص میکند و امکان محاسبه فاصله واقعی میان مارپیچ و سیلندر را فراهم میسازد.
این فاصله یکی از مهمترین پارامترهای تعیینکننده دقت دبی خروجی، کیفیت مذاب و ظرفیت واقعی اکسترودر است.
به گفته سازندگان، ارزیابی وضعیت سیلندر که پیش از این عمدتاً بر پایه تجربه یا افت عملکرد خط تولید انجام میشد، اکنون به یک فرآیند کاملاً قابل اندازهگیری و مستند تبدیل شده است.
آینده واحد Plasticification اکسترودر
مجموع این فناوریها نشان میدهد نگاه صنعت دیگر صرفاً بر طراحی مارپیچهای جدید متمرکز نیست، بلکه حرکت به سمت «پلاستیفیکاسیون هوشمند» آغاز شده است.
(پلاستیفیکاسیون (Plasticification) به فرآیندی گفته میشود که در آن یک ماده پلیمری جامد، تحت تأثیر حرارت، فشار و نیروی برشی به حالت نرم، خمیری و قابل شکلدهی تبدیل میشود.)
در این رویکرد، طراحی پیشرفته مارپیچ، کنترل دقیقتر دمای مذاب، استفاده از سامانههای پایش آنلاین سایش، تحلیل دادههای عملکردی و پیشبینی زمان تعمیرات، همگی در کنار یکدیگر قرار میگیرند تا راندمان خطوط اکستروژن افزایش یافته، کیفیت محصول پایدارتر شود و هزینههای تعمیر و نگهداری به حداقل برسد.
با توجه به افزایش استفاده از مواد بازیافتی، توسعه لولههای چندلایه و نیاز به تولید پایدار، انتظار میرود فناوریهای هوشمند در بخش مارپیچ و سیلندر طی سالهای آینده به یکی از مهمترین مزیتهای رقابتی سازندگان تجهیزات اکستروژن تبدیل شوند.
