高速、高效、節(jié)能一直是近年來國際塑料機(jī)械不斷改進(jìn)的主旋律。高速和高產(chǎn)量可使投資者以較低的投入獲得高額的回報(bào)。但是，螺桿轉(zhuǎn)速高速化帶來一系列極待解決的問題：如物料在螺桿內(nèi)停留時(shí)間短，容易引起物料混煉塑化不均；過高剪切可能造成物料急驟升溫和熱分解；可能出現(xiàn)擠出穩(wěn)定性問題；需要高性能輔機(jī)和精密控制系統(tǒng)與之配套；螺桿與機(jī)筒的磨損問題以及減速傳動(dòng)箱設(shè)計(jì)問題等。因此，針對高速化可能帶來的問題提供解決方案，便是雙螺桿供應(yīng)商技術(shù)創(chuàng)新的重要方向之一。
德國貝爾斯托夫(Berstorff)公司推出的新型雙螺桿擠出機(jī)-ZEUTX系列，性能與眾不同之處在于擁有優(yōu)異的螺桿直徑/生產(chǎn)率比。螺桿設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速達(dá)1200rpm，扭矩大，擠出產(chǎn)能在100～3500kg/h之間。可同時(shí)進(jìn)行物料的混煉、反應(yīng)、排氣等工序。機(jī)筒和螺桿采用了模塊式設(shè)計(jì)，能滿足各種特殊工藝要求，具備優(yōu)異的加工工藝靈活性，還配有ZSEF型側(cè)邊喂料器，可實(shí)現(xiàn)高的固體顆粒輸送率，切粒機(jī)可匹配不同的產(chǎn)率和材料加工。
為了適應(yīng)高速、高產(chǎn)的需要，該擠出機(jī)擁有多處改進(jìn)。裝備了筒式加熱器，可在極短時(shí)間內(nèi)完成擠出機(jī)的升溫工作，最高加熱溫度可達(dá)450℃；冷卻流道設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)了逆向流冷卻，優(yōu)化了冷卻系統(tǒng)；配置了“弓形夾緊裝置”，更換機(jī)筒的時(shí)間可比傳統(tǒng)螺栓連接型更快；機(jī)筒采用了帶有專利的高頻淬火硬化工藝，賦予極佳的耐磨性能，從而省去了昂貴的耐磨襯套；另外，還配備有該公司的高級工藝控制系統(tǒng)。
多功能化
在功能方面，雙螺桿擠出機(jī)已不再局限于高分子材料的成型和混煉，其用途已拓展到食品、飼料、炸藥、建材、包裝、紙漿和陶瓷等領(lǐng)域。此外，將混煉造粒與擠出成型工序合二為一的“一步法直接擠出工藝”也非常具有吸引力。
WPC(木塑復(fù)合材料)用于戶外應(yīng)用，如作甲板鋪板和柵欄已經(jīng)有相當(dāng)長的時(shí)間，特別是在美國。辛辛那提公司專門開發(fā)了Fiberex系列，并不斷使它最佳化以用于WPC成型。第四代Fiberex，具有一個(gè)加長的、耐磨加工單元，能充分滿足顧客的不同要求，并達(dá)到高的產(chǎn)量。在去年的NPE展覽會(huì)上，辛辛那提公司演示了整條Fiberex中試生產(chǎn)線，生產(chǎn)線配有一臺生產(chǎn)量為200 kg/h(440 lb/h)的Fiberex T58擠出成型機(jī)，用于成型加工75 %木粉填充量的PP配混物。生產(chǎn)線制造一種用于家具工業(yè)的異型材，壁厚2.5mm，擠出定型速度2m/min。
大型化和精密化
實(shí)現(xiàn)擠出成型設(shè)備的大型化可以降低生產(chǎn)成本，對于大型雙螺桿造粒機(jī)組、吹膜機(jī)組、管材組更是如此。在中國，大型化設(shè)備長期依賴于進(jìn)口，現(xiàn)正在進(jìn)行大型雙螺桿造粒機(jī)組國產(chǎn)化研究。精密化可以提高產(chǎn)品的含金量，如多層復(fù)合共擠薄膜。熔體齒輪泵作為實(shí)現(xiàn)精密擠出的重要手段應(yīng)加大力度進(jìn)行開發(fā)研究。國際知名供應(yīng)商在大型擠出機(jī)開發(fā)方面已有大量成熟的技術(shù)。
為了滿足不同客戶的需要，JSW提供從TEX30到TEX400不同規(guī)格的雙螺桿擠出機(jī)。其最大的雙螺桿擠出機(jī)TEX400機(jī)筒直徑443mm，總長35m，總重量達(dá)320噸。
Yanbu國立石油公司不久前向W&P公司訂購了一臺大型雙螺桿ZSK320擠出機(jī)，包括電機(jī)、造粒機(jī)以及水冷系統(tǒng)，總值超過2000萬歐元。根據(jù)不同聚合物品種與粘度，其產(chǎn)量達(dá)每小時(shí)25-50噸。
奧地利維也納的辛辛那提擠出有限公司在2006年發(fā)運(yùn)給美國一家客戶一臺迄今為止世界上最大的異向旋轉(zhuǎn)平行雙螺桿擠出成型機(jī)。這臺30t的巨型機(jī)器的產(chǎn)量可達(dá)到2000kg/h，是用于高速生產(chǎn)PVC板材的理想設(shè)備。
國內(nèi)科研院所在熔體齒輪泵的研究開發(fā)方面也做了大量的工作。北京化工大學(xué)已經(jīng)開發(fā)了多個(gè)系列的熔體齒輪泵產(chǎn)品。
Krauss-Maffei公司36D系列雙螺桿擠出機(jī)專為PVC加工而設(shè)計(jì)
模塊化和專業(yè)化
模塊化生產(chǎn)可以適應(yīng)不同用戶的特殊要求，縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期，爭取更大的市場份額；而專業(yè)化生產(chǎn)可以將擠出成型裝備的各個(gè)系統(tǒng)模塊部件安排定點(diǎn)生產(chǎn)甚至進(jìn)行全球采購，這對保證整機(jī)質(zhì)量、降低成本、加速資金周轉(zhuǎn)都非常有利。
制造商通過增加填料量將明顯降低PVC管材原料費(fèi)用。工程上的挑戰(zhàn)是要保證工藝的穩(wěn)定和產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)。Krauss-Maffei公司36D系列的平行雙螺桿擠出機(jī)專為理想的PVC加工而設(shè)計(jì)。他們實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)量和高制品機(jī)械性能的統(tǒng)一，此外，這些擠出機(jī)可以提供質(zhì)量穩(wěn)定的高品質(zhì)管材。
在加工高填充配方方面，利用Krauss-Maffei公司開發(fā)的36D雙螺桿擠出機(jī)來加工PVC排污管材，填充量高達(dá)65份(約40%)的CaCO3也是可行的。直徑在50~500mm的高填充管材主要用于輸送污水。
為了使高填充配方加工更容易，擠出機(jī)配置了特殊材料加料、稱重和計(jì)量系統(tǒng)。借助于一個(gè)螺旋加料螺桿，將PVC干混料和CaCO3從儲(chǔ)料倉輸送到稱重計(jì)量裝置的料斗中。料斗中安裝有混合器和攪拌器以防止架橋。此外，所有與材料接觸的計(jì)量裝置表面都有一特殊涂層以防止物料流動(dòng)受阻。從計(jì)量裝置出來，物料在攪拌器和一個(gè)特殊的雙螺桿加料器作用下就被輸送到位于擠出機(jī)加料口的供料裝置中。
智能化和網(wǎng)絡(luò)化
在設(shè)備本身的技術(shù)改造之外，先進(jìn)的雙螺桿擠出機(jī)已普遍采用微機(jī)控制，對整個(gè)擠出過程的工藝參數(shù)如熔體壓力及溫度、各段機(jī)身溫度、主螺桿和喂料螺桿轉(zhuǎn)速、喂料量，各種原料的配比、電機(jī)的電流電壓等參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測和控制，對保證工藝條件的穩(wěn)定、提高產(chǎn)品的精度都極為有利。
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