Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy đùn

Máy đùn là một bộ phận cốt lõi của thiết bị được sử dụng để xử lý các vật liệu có trọng lượng phân tử cao như nhựa và cao su. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên quy trình cơ bản là “cho ăn-dẻo-hình thành”. Thiết bị chủ yếu bao gồm các bộ phận như hệ thống cấp liệu, vít, thùng, hệ thống gia nhiệt và khuôn. Đầu tiên, nguyên liệu thô dạng hạt hoặc dạng bột được đưa vào hệ thống cấp liệu thông qua phễu. Hệ thống này thường bao gồm một thiết bị đo lường để đảm bảo nguyên liệu thô được đưa vào thùng với tốc độ đồng đều theo tốc độ đã đặt.

Trục vít bên trong thùng là thành phần chính của máy đùn. Được dẫn động bởi một động cơ điện, cấu trúc ren của trục vít truyền nguyên liệu thô từ cổng nạp vào khuôn. Trong quá trình này, hệ thống gia nhiệt bên ngoài thùng sẽ làm nóng nguyên liệu thô đến một nhiệt độ cụ thể—ví dụ, khi xử lý nhựa polyethylene (PE), nhiệt độ phải được tăng lên 160°C–230°C để làm mềm và làm tan chảy vật liệu dần dần. Đồng thời, lực cắt và ma sát do trục vít quay tạo ra tác dụng lên nguyên liệu thô, đẩy nhanh hơn nữa quá trình dẻo hóa và biến nguyên liệu thô rắn thành chất nóng chảy nhớt có khả năng chảy.

Khi chất dẻo nóng chảy được chuyển đến đầu trước của thùng gần khuôn, một màn lọc và một tấm chia hướng thường được lắp ở đó để lọc tạp chất và đảm bảo dòng chảy nóng chảy đồng đều hơn. Sau đó, chất dẻo nóng chảy đi vào khuôn (còn được gọi là đầu khuôn), hình dạng của khuôn quyết định hình dạng của sản phẩm cuối cùng.

Sau khi hỗn hợp nóng chảy được đùn ra khỏi khuôn, nó trải qua quá trình làm mát và định hình. Đối với các sản phẩm nhựa, làm mát bằng nước thường được sử dụng, trong đó các bể nước hoặc hệ thống phun làm mát nhanh các sản phẩm nhiệt độ cao để chuyển chúng từ trạng thái chảy nhớt sang trạng thái rắn, do đó cố định hình dạng của chúng. Các sản phẩm cao su có thể sử dụng làm mát bằng không khí hoặc làm mát tự nhiên để tránh ứng suất bên trong do làm mát đột ngột. Các sản phẩm đã làm mát sau đó được kéo ra với tốc độ không đổi bằng thiết bị kéo và cuối cùng được cắt theo chiều dài đã đặt bằng thiết bị cắt, hoàn thành toàn bộ quy trình sản xuất.

Máy đùn hiện đại cũng được trang bị hệ thống điều khiển tự động sử dụng cảm biến nhiệt độ và cảm biến áp suất để theo dõi nhiệt độ và áp suất bên trong thùng theo thời gian thực. Nếu các thông số lệch khỏi giá trị đã đặt, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh công suất gia nhiệt hoặc tốc độ trục vít. Ví dụ, nếu nhiệt độ thùng quá cao, hệ thống sẽ giảm công suất gia nhiệt và tăng tốc độ trục vít để tăng tốc độ nạp nguyên liệu thô và ngăn ngừa sự phân hủy nóng chảy. Nếu áp suất bất thường, điều này có thể chỉ ra tình trạng tắc khuôn hoặc dòng nguyên liệu thô không đủ, cần phải kiểm tra và giải quyết kịp thời. Cơ chế điều khiển vòng kín này đảm bảo tính ổn định của quá trình đùn và tính nhất quán của chất lượng sản phẩm.

Ngoài ra, máy đùn trục vít đôi và máy đùn trục vít đơn có sự khác biệt nhỏ về nguyên tắc. Máy đùn trục vít đôi thường cung cấp khả năng trộn và hiệu quả vận chuyển vượt trội, với sự kết hợp của hai trục vít cho phép phân tán phụ gia tốt hơn, khiến chúng phù hợp với các quy trình phức tạp như biến tính và pha trộn nhựa; mặt khác, máy đùn trục vít đơn có cấu trúc đơn giản hơn và chi phí thấp hơn, và thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm vật liệu đơn lẻ như màng và ống.