Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Barvení a směšování materiálů "volumetricky, nebo gravimetricky"?
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Barvení a směšování materiálů "volumetricky, nebo gravimetricky"?

Rozvoj stále nových termoplastických materiálů zvyšuje požadavky na přípravu materiálu před vlastním zpracováním. V oblasti směšování lze volit ze dvou typů směšovacího zařízení - s dávkováním materiálu objemovým způsobem, nebo s dávkováním materiálu s jeho odvažováním.

Převratný rozvoj nových typů termoplastických materiálů, který je vynucen stále vyššími požadavky zpracovatelů na odpovídající vlastnosti výrobků, znamená přizpůsobit těmto požadavkům také technologická zařízení. Jedním z rozhodujících faktorů je příprava materiálu před vlastním zpracováním, tzn.vysušení navlhavých typů materiálů a jejich smíchání mezi sebou, s aditivy a event. s drtí. Dodavatel materiálu samozřejmě může připravit aditivovaný materiál, zpracovatel však musí počítat s vyšší výslednou cenou, ale hlavně se zbavuje výhody mít technologii "ve vlastních rukou", tedy mít možnost připravit si operativně požadovanou materiálovou směs anebo upravit podíl přídavných materiálů s ohledem na požadované výsledné vlastnosti výrobku, jako jsou mechanická pevnost, elektrické vlastnosti, rozměry a jejich stálost, vzhledové vlastnosti a probarvenost výrobku.
Typickým příkladem je zpětné dávkování drtě do přírodního barevného materiálu. Změnou podílu drtě ve směsi dochází ke změně podílu barevného pigmentu ve výrobku a tedy ke změně probarvenosti, barevné stálosti a mechanických vlastností výrobku.
Zpracovatel má prakticky dvě možnosti volby typu směšovacího zařízení. Dávkovaní materiálu objemovým způsobem, nebo dávkování materiálu s jeho odvažováním.

Volumetrické dávkovací přístroje

Existuje celá řada konstrukčních řešení těchto dávkovacích jednotek. Nejčastěji jsou používány dávkovací turnikety, dávkovací kotouče a dávkovací šneky. Vždy jde však o stejný princip. Přímo úměrně se změnou otáček nebo se změnou frekvence dochází ke změně objemového dávkovacího výkonu. Jestliže předpokládáme, že objemová hmotnost materiálu je konstantní, pak tedy exaktně řídíme hmotnostní dávkovací výkon. Tuto lineární závislost musíme ověřit kalibrací materiálu, tedy provést kalibraci pro konkrétní typ materiálu (odlišná měrná hmotnost) od konkrétního dodavatele (odlišná objemová hmotnost). Výše uvedený předpoklad je však problematický. Je jisté, že s každou výrobní dávkou dodavatele granulátu může dojít v souvislosti s nastavením linky ke změně rozměrů granulí. Nezbývá než provést kalibraci materiálu opakovaně pro každou dodanou šarži. V materiálu se však vyskytují shluky vlasů a prachu, a tak musíme počítat s tím, že v tomto okamžiku dávkujeme množství odlišné
od žádaného. Průchod materiálu může být v dávkovací jednotce zablokován, pak ovšem není dávkováno žádné množství. Vlastní nastavení dávkovacího výkonu musí dále respektovat dosahovanou přesnost dávkovacího zařízení, která dosahuje 3 % a toleranční pole musí ležet nad žádanou hodnotou. Sestavování dávkovacích jednotek lze provádět dvojím způsobem:
  • Není dávkován hlavní materiál, jsou dávkovány pouze přídavné komponenty. Do známé konstantní vstřikovací dávky nebo vytlačovacího výkonu jsou dávkovány přídavné materiály. Dávkování přídavných materiálů je závislé na výkonu stroje.
  • Jsou dávkovány všechny komponenty včetně hlavního materiálu a směšovací stanice pracuje nezávisle na výkonu stroje, stanice může být umístěna přímo na stroji nebo mimo stroj.
  • Gravimetrické směšovací stroje

    Tyto směšovací stroje pracují na principu propouštění jednotlivých komponent z materiálových násypek do vážicí nádoby s následným vysypáním dávky směsi do směšovací komory. Propouštění jednotlivých materiálů do vážicí nádoby probíhá do dosažení správné, kalkulované hmotnosti komponenty. Nový cyklus dávkování je zahájen v okamžiku, kdy je směšovací komora vyprázdněna, směšovací stroj tedy pracuje nezávisle na výkonu plastikářského stroje.
    Velikost stroje a jeho výkon jsou dány objemem vážicí nádoby a tomu odpovídající dávce. Princip odvažování předurčuje vlastnosti stroje a poskytuje uživateli velmi výhodný komfort.
  • Příprava směsi probíhá na základě měření hmotnosti, nikoliv objemu - není nutné zabývat se kalibrací, velikostí granulátu, jeho proměnlivou objemovou hmotností, vlasy a prachem. Neúplnost směsi je vyloučena.
  • Nastavování podílu jednotlivých komponent je přímo v % nebo v poměru materiálů a není nutné provádět žádnou kalkulaci.
  • Řízení podílu jednotlivých komponent je velmi přesné - typicky při nastavení podílu komponenty na 1 % je přesnost dávkování ±0,05 %. U některých výrobců dokážou jednotky propouštějící materiál na váhu dávkovat s přesností 3 - 4 granule, což znamená při objemu vážicí nádoby odpovídající 400 gramům materiálu právě přesnost ±0,05 %.
  • Opakovatelná přesnost - od dávky k dávce probíhá kontrola "tečení" materiálu na váhu s korekcí času propouštění materiálu na váhu v následujícím cyklu. Tisková sestava umožňuje kontrolu přesnosti dávkování ve zvolených časových periodách a tedy zpětnou kontrolu složení směsi, což je velice důležitý faktor auditovaných výrobců nebo v případě reklamačních řízení.
  • Množství aditiva ve směsi je kalkulováno pouze k přírodním materiálům a probarvenost výrobku není ovlivněna množstvím drtě. Ve spojení s nožovým mlýnem u stroje je například možno automaticky zvýšit množství drtě ve směsi při jejím zvýšeném množství, např. při vyšším výskytu zmetků, aniž by došlo ke změně probarvenosti výrobku.
  • *
  • Pro jednotlivé výrobky mohou být vytvořeny předem příslušné receptury zadané technologem - neodborné zásahy do směšovacích poměrů jsou tím vyloučeny.
  • 1.
    Gravimetrické směšovací stroje umožňují velké množství speciálních uživatelských nastavení.
    2.
    Průchodem všech materiálů přes vážicí nádobu je zajištěna materiálová evidence s tiskovou sestavou o spotřebovaných materiálech za zvolené období.
    3.
    Gravimetrické směšovací stroje mohou být instalovány přímo na plastikářský stroj, mimo stroj s dopravou hotové směsi do násypky stroje nebo mohou připravovat materiálovou směs pro více strojů, v tomto případě je možno předem nastavit požadované množství směsi pro výrobu daného výrobku.
    Někteří výrobci gravimetrických směšovacích strojů nabízejí další doplňkový sortiment.
    Pro technologii vytlačování je vyvinut systém pro řízení otáček extruderu jako cenově výhodná náhrada systémů "Gravicontrol". Systém pracuje tak, že vyhodnocuje skutečný průchod materiálu směšovacím strojem, otáčky extruderu a rychlost odtahu výrobku a upravuje otáčky extruderu a rychlost odtahu tak, aby byla optimální výtěžnost výrobku (gram/metr délky).
    Obecně pro veškeré plastikářské technologie byl vyvinut software tzv. materiálové kontroly.
    Údaje o průchodu materiálu na jednotlivých strojích jsou evidovány na serveru s možností přístupu klientů počítačové sítě výrobní společnosti. Veškerá nastavení na strojích včetně receptur, dávek apod. lze provádět na PC, v systému jsou evidovány veškeré materiály, skladové zásoby, vyrobené zboží, odběratelé a dodavatelé. Data jsou evidována bez omezení. Systém automaticky upozorňuje na potřebu objednání materiálu, připravuje podklady pro dodací listy zákazníkovi, eviduje alarmové stavy na jednotlivých strojích apod.

    Kdy gravimetricky, kdy volumetricky?

    Při rozhodování je nutno vzít v úvahu tyto základní aspekty:
    -
    technické parametry a uživatelský komfort;
    -
    úsporu výrobních nákladů, související s přesností dávkování, zmetkovitostí, opakovatelnou přesností výroby, předvýrobními náklady při nastavování apod.;
    -
    splnění podmínek ISO a plnění podmínek auditovaných společností;
    -
    jednorázové investiční náklady.

    Další články

    Technologie zpracování pryže/ plastů

    Komentáře

    Nebyly nalezeny žádné příspěvky

    Sledujte nás na sociálních sítích: