اکسترودر چیست؟ امروزه با گسترش علم نانو و تکنولوژی، استفاده از محصولات لاستیکی و پلاستیکی رواج بیشتری پیدا کرده است. از این رو نیاز به تجهیزات و ابزار تولید این‌گونه مواد نیز بیشتر شده است. دستگاه اکسترودر یکی از دستگاه‌های تولید کننده مواد ترموپلاست است. این دستگاه علاوه بر تولید قطعات پلاستیکی، قادر به بازیافت ضایعات پلاستیکی نیز می‌باشد. در این مقاله قصد داریم به معرفی دستگاه اکسترودر بپردازیم. اگر دوست دارید بدانید اکسترودر چیست و چه ویژگی‌ها و کاربردهایی دارد تا پایان مقاله همراه ما باشید.
اکسترودر که به آن دستگاه اکستروژن پلاستیک هم گفته می‌شود، یک دستگاه کاملاً صنعتی است که از آن جهت تولید محصولات پلیمری استفاده می‌شود. در واقع این دستگاه جهت ذوب کردن و تغییر شکل مواد اولیه پلیمری به کار می‌رود.
دستگاه اکسترودر توسط نیروهای حرکتی و حرارتی، مواد گرانول را به داخل می‌فرستد. سپس بعد از ترکیب شدن با دیگر مواد افزودنی، هنگامی که می‌خواهد از دستگاه خارج شود، تحت فشار وارد آمده بر آن، محصولی خمیر مانند و نواری شکل تولید می‌کند. در نهایت با انتقال مواد به سمت مرکز شکل‌دهی و فرآیندهای اکستروژن، محصول مورد نظر به دست می‌آید.
دستگاه‌های اکسترودر شامل سه بخش اصلی ناحیه تغذیه، ناحیه تراکم و فشردگی و در نهایت ناحیه اندازه‌گیری است. اجزای تشکیل دهنده اکسترودر به صورت جزء به جزء از بخش‌های مختلفی مانند قیف، پیچه یا ماردون، برل یا محفظه و دای تشکیل شده است که در زیر به صورت مجزا به آنها اشاره می‌کنیم. بخش الکتریکی دستگاه نیز از کنترلر، ترموکوپل و هیترهای الکتریکی تشکیل شده است.
با توجه به خاصیت نیروی گرانش، قیف‌ها اولین مکانی هستند که ذرات پلیمری به عنوان مواد اولیه وارد دستگاه اکسترودر می‌شوند. انواع مختلف قیف با توجه به این‌که حجم مواد ورودی متفاوت است در اندازه‌های کوچک و بزرگ موجود هستند. قیف‌های مورد استفاده در اکسترودر از نظر شکلی، شبیه به قیف‌هایی است که در کاربردهای عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکثر قیف‌های به کار رفته در اکسترودر از طریق پیچ و مهره، قابل نصب بر روی سیستم هستند. این قیف‌ها همچنین قابل تعویض و جابه‌جایی خواهند بود.
وظیفه هیتر گرما دهی به محفظه درون سیلندر است که از طریق قرارگیری در اطراف سیلندر، حرارت‌دهی به سیستم را انجام می‌دهد. در نهایت در اثر گرما و حرارت، مواد داخل سیلندر ذوب شده و آماده شکل‌دهی و فرم دادن می‌شوند.
در ابتدای برل یا محفظه اکسترودر، صفحه‌ی شکننده‌ای وجود دارد که به دای متصل می‌شود. دای‌ها در واقع همان قالب‌هایی هستند که مواد، درون آن شکل می‌گیرد. می‌توان گفت شکل‌دهی نهایی محصول توسط آنها انجام می‌شود. به این طریق که مواد مذاب، داخل دای‌های قالب ریخته می‌شود و توسط فرآیند شکل‌دهی، به فرم دلخواه در می‌آید. ویژگی قابل تعویض بودن دای‌ها باعث می‌شود که بتوان شکل‌های متنوعی توسط سیستم تولید کرد.
ماردون به قطعه‌ای فلزی و پیچ مانند اطلاق می‌شود که یکی از اجزای اصلی در دستگاه اکسترودر است. وظیفه ماردون‌ها، تبدیل مواد اولیه به مواد خمیری شکل است. در واقع با استفاده از پیچه یا ماردون، می‌توان مواد وارد شده از قیف را به سمت محفظه هل داد. با توجه به حساسیت و اهمیت این قسمت از دستگاه، بهتر است در طراحی و تولید آن نهایت دقت به کار برده شود. در صورت طراحی نامناسب، ممکن است باعث ایجاد ناپایداری در محصولات تولید شده شود. سرعت ماردون‌های مورد استفاده در اکسترودر قابل تنظیم است.
ماردون درون محفظه‌ای به‌نام سیلندر نگهداری می‌شود. سیلندر علاوه بر نگهداری ماردون، وظیفه انتقال حرارت و تثبیت دما را نیز بر عهده دارد. سیلندرها با استفاده از حفره‌های آب سرد و گرم این کار را انجام می‌دهند.
همان‌طور که در بالا اشاره شد یکی از بخش‌های تشکیل دهنده اکسترودر ماردون است. این دستگاه با توجه به تعداد ماردون‌هایی که در آن به‌کار رفته است، به دو دسته تک ماردونه و دو ماردونه تقسيم می‌شود. در زیر به طور خلاصه به شرح هر یک می‌پردازیم.
این دستگاه همان‌طور که از اسم آن مشخص است دارای یک ماردون است. ابعاد طولی و قطری در اکسترودر تک ماردونه به خاطر توان کمتری که نسبت به دستگاه دو ماردونه دارد بسیار حائز اهمیت است. یعنی هر چقدر سایز طولی دستگاه بلندتر باشد، توان ذوب دستگاه بالاتر می‌رود. همچنین هر چه میزان قطر دستگاه زیاد باشد، سرعت خروجی اکسترودر نیز بیشتر است.
دستگاه اکسترودر دو ماردون، باید از دو پیچ استفاده کند. به همین دلیل توان این اکسترودر از اکسترودر تک‌پیچ بیشتر است. ماردون‌ها در دستگاه دو پیچ می‌توانند به صورت هم جهت یا در خلاف جهت یکدیگر باشند که هر کدام به طور خلاصه در زیر شرح داده شده است.
ماردون‌های هم جهت، با توجه به توانایی هم افزایی و نیز افزایش قدرت اکسترودر، برای مواد حساس و تخریب‌پذیرتر مناسب هستند. به این صورت که به دلیل سرعت بالای دستگاه، مواد سریع‌تر از دستگاه خارج می‌شود در نتیجه تحت تاثیر حرارت بالای اکسترودر، برای مدت زمان طولانی قرار نمی‌گیرد.
در این دستگاه اکسترودر، مواد اولیه بعد از وارد شدن به داخل دستگاه، برای این‌که به شکل خمیری درآیند، باید در بین دو پیچ ماردون فشرده شوند.
جمع بندی
دستگاه اکسترودر یکی از ابزار آلات پیشرفته در زمینه تولیدات مواد ترموپلاست است. این دستگاه علاوه بر تولید قطعات پلاستیکی از مواد خام، قادر به بازیافت ضایعات پلاستیکی نیز است. از اکسترودر برای ساخت انواع محصولات پروفیلی، ورقه‌ای و لوله‌ای استفاده می‌شود.
در این مقاله به معرفی انواع اکسترودر و توضیح این‌که اکسترودر چیست و چه کاربردی دارد، پرداخته شد. در ادامه در مورد اجزای تشکیل‌دهنده آن و نحوه کار آنها صحبت شد. با توجه به مطالب فوق، به طور کلی در یک دستگاه اکسترودر مواد اولیه بعد از حرارت‌دهی و گذر از ماردون‌ها قالب‌بندی می‌شود و به شکل دلخواه درمی‌آید. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما واقع شده باشد و نهایت استفاده را از آن برده باشید.
پلی تیز