Műanyagfeldolgozó gépek és szerszámok

Átírás

1 Műanyagfeldolgozó gépek és szerszámok I. előadás Előkészítési lépések Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék

2 A tantárgy célkitűzése Különböző műanyagfeldolgozási technológiák, valamint a technológiákban alkalmazott gépek és szerszámok működésének, alkalmazásának megismerése. 2/23

3 Előkészítő lépések Piackutatás, versenytársak feltérképezése Alapanyag kiválasztása Keverés (PVC porkeverés, kompaundálás) Szárítás (PET, PBT, PC, POM, PA) Anyagszállítás, adagolás (gravimetrikus, volumetrikus) Temperálás Darálás 3/23

4 Iparágak műanyagigénye 4/23

5 Alapanyag kiválasztása Késztermék tulajdonsága Mechanikai igénybevétel (húzás, nyomás, csavarás, dinamikus) Felhasználási körülmények Feldolgozási technológia Fröccsöntés, extrúzió, rotációs öntés, fúvás, vákuumformázás, stb. Gép mérete Alapanyag tulajdonsága MFI (fröccstípus, extrúziós típus), mechanikai, termikus tulajdonságok Adalék-, illetve társító anyagok (üvegszál!) Alapanyag ára Beszerzett alapanyag bevételezése, ellátás egyedi azonosítóval 5/23

6 Alapanyag kiválasztása Tömegműanyagok Műszaki műanyagok Nagy teljesítményű műanyag termékek 6/23

7 Alapanyag kiválasztása Követelményjegyzék (szénsavas üdítő palack példáján keresztül) Ütésálló Karcálló Nyomásálló Gázzáró Átlátszó, áttetsző Alaktartó Korlátozottan hő- és saválló Újrahasznosítható Olcsó 7/23

8 Keverés PVC porkeverés Lágyítás Csúsztatók Stabilizátorok Egyéb adalékanyagok Bekeverés (kompaundálás, kompozit gyártás) Töltő- és erősítőanyagok Színezőanyagok, habosítás, gócképzés Két vagy több polimer összekeverése Hulladékkezelés Polimerkeverékek készítése (PC/ABS, PA/ABS) 8/23

9 Keverés Keverési módok Diszperzív Disztributív Diszperzív: nagy, összetartó szemcsék mérete számottevően lecsökken (a nagy szemcsék kisebbekké esnek szét) Disztributív keverés az egyedi kisméretű szemcsék homogén eloszlatását teszi lehetővé 9/23

10 Keverés 1. Keverőberendezések (por, szilárd halmazállapotban) Gravitáció, illetve szabadesés elvén Keverőhatású gépelemek alkalmazása Buktatott hordó Keverőlapátos Örvény keverés, fluidizálás Keverő silók: Lassú Több m 3 -es tartályok 10/23

11 Keverés 2. Keverőberendezések (ömledék állapotú) Szakaszos (belső keverő, hengerszék) Folyamatos (egy- és többcsigás extruderek) 11/23

12 Szárítás Alapanyag szárítása (vízérzékeny alapanyagok, polikondenzációs polimerek) PC, PET, PBT, POM, PLA, PA, PVA, természetes társítóanyagok, stb. Gyártásközi selejt szárítása Víz okozta hibák Hidrolízis következtében móltömeg csökken Mechanikai és reológiai tulajdonságok megváltoznak Termék hibák Felületi víznyomok, fátyolosság, habosodás Víztartalom meghatározása Karl-Fisher módszer Termogravimetria TGA, tömegmérés szárítás során 12/23

13 Meleglevegős szárítás Forró levegővel melegítik fel az alapanyagot, a nedvesség párolgásának hatására csökken a nedvességtartalom Olcsó, egyszerű Kevésbé hatékony 13/23

14 Szárazlevegős szárítás A száraz levegő előállításához adszorpciós anyagokat használunk, ezek szervetlen vegyületek, amelyek nagyon erős higroszkópos viselkedést mutatnak és regenerálhatók. A száraz levegő minőségének mértékegysége a harmatpont, C-ban mérve. A levegő a hőmérséklet függvényében különböző vízmennyiséget tud felvenni, mielőtt köd képződésre (harmat) kerül sor. A ma használatos szárazlevegős szárítók három előkészítési módban (száraz levegő előállítása és az adszorpciós anyag regenerálása) különböznek egymástól. 14/23

15 Szárazlevegős szárítás 15/23

16 Egyéb szárítási lehetőségek Vákuumszárító Infravörös szárító Meleglevegős garatszárító 16/23

17 Anyagszállítás, adagolás Zsákos, manuális adagolás (zsák, oktabin, vászonzsák) Vákuumos, központi anyagszállítás 17/23

18 Anyagszállítás, adagolás Volumetrikus adagolás Olcsóbb Állandó térfogati mennyiség adagolása Gravimetrikus adagolás Pontos adagolás, mérlegelés Kis mennyiségeknél (pl. mesterkeverék) 18/23

19 Granulálás, darálás Hidegvágásos granulálás Elterjedt, olcsó, könnyű kezelhetőség Kis termelékenység, nagy helyigény, folyamatos karbantartás Miért granulátum? Kezelhetőség Szállíthatóság Pontos adagolás Víz alatti granulálás Közvetlen érintkezés a hűtőközeggel Nagy kapacitás, szinte bármilyen polimerre alkalmazható, akár mikroméretű pelletek Nagy beruházási költség, nagy vízigény, befagyó szerszám 19/23

20 Granulálás, darálás Vízgyűrűs granulálás Nincs szerszám befagyás, kisebb hőveszteség, kisebb vízigény Csak olyan polimerek esetén, amelyek fémhez kevésbé tapadnak (poliolefinek) Darálás Gyártási hulladék visszaforgatása termelésbe, vagy másodlagos nyersanyag értékesítése (elosztócsatorna) Késes, kalapácsos, körmös 20/23

21 Termékgyártás feltételei Anyag Fizikai (por, granulátum), kémiai (hőre lágyuló vagy nem), termikus jellemzők (üvegesedési hőmérséklet, olvadáspont), MFI Feldolgozhatóság (fröccsönthető, extrudálható, fújható) Eszköz Gép Szerszám (fészekszám, beömlők) Segédberendezések (temperáló) Technológia Szakképzett munkaerő 21/23

22 Termékminőség Cél: állandó minőség elérése gazdaságosan tűrések alkalmazása 22/23

23 Köszönöm a figyelmet! Bartos András bartos.andras@mail.bme.hu /23