압출 성형의 원리는 무엇입니까?

1, 압출 성형의 정의
압출 성형이라고도 알려진 압출 성형은 나사나 플런저와 같은 압출 메커니즘을 사용하여 열가소성 재료(예: 플라스틱, 고무 등)를 가열 및 가소화하여 금형에서 연속적으로 압출하는 방법입니다. 본 성형기술은 파이프, 플레이트, 필름, 프로파일 등 다양한 형태와 크기의 제품을 생산할 수 있으며, 생산효율이 높고, 비용이 저렴하며, 재료이용률이 높은 장점이 있습니다.
2, 압출 성형의 작동 원리
압출 성형의 작동 원리는 가열 및 기계적 힘에 따른 재료의 소성 변형을 기반으로 합니다. 전체 프로세스는 다음과 같은 주요 단계로 나눌 수 있습니다.
재료 준비: 먼저 열가소성 재료(예: 플라스틱 펠렛)를 압출기의 호퍼에 공급합니다. 이러한 물질은 일반적으로 건조도, 순도 및 균일한 입자 크기를 보장하기 위해 사전 처리됩니다.
가열 가소화: 압출기의 스크류 구멍에 들어간 후 스크류의 회전 전단력과 마찰열로 인해 재료가 점차 부드러워지고 가소화됩니다. 동시에, 스크류 캐비티 내부의 히터는 재료를 더욱 가열하여 용융 상태에 도달합니다. 이 과정에서 재료 온도, 스크류 속도, 히터 출력과 같은 매개변수가 가소화 효과에 직접적인 영향을 미칩니다.
압출 성형: 용융된 플라스틱은 나사를 밀어서 금형 출구를 통해 지속적으로 압출됩니다. 금형의 형상에 따라 압출된 제품의 단면 형상이 결정됩니다. 압출 공정 중에 스크류의 피치가 점차 감소하여 용융된 플라스틱에 압축 및 전단 효과가 발생하여 금형을 원활하게 통과하고 원하는 모양을 유지할 수 있습니다.
냉각 및 성형: 압출된 제품은 즉시 공냉식, 수냉식 등의 냉각 장치에 들어가 플라스틱을 급속 냉각 및 응고시킵니다. 냉각 속도와 시간은 제품의 최종 모양과 성능에 중요한 영향을 미칩니다.
절단 및 후가공 : 냉각된 제품을 필요에 따라 절단 및 가공하여 최종 사용 또는 판매를 위한 트리밍, 폴리싱, 포장 등의 작업을 합니다.
3, 압출 성형의 핵심 요소
압출 성형 공정 중에는 제품의 품질과 생산 효율성에 큰 영향을 미치는 몇 가지 핵심 요소가 있습니다.
스크류 설계: 스크류는 압출기의 핵심 구성 요소이며 모양, 길이, 피치 및 기타 매개 변수는 가소화 효과와 압출 압력에 직접적인 영향을 미칩니다. 합리적인 스크류 설계는 에너지 소비와 마모를 줄이면서 재료의 충분한 가소성을 보장할 수 있습니다.
금형 설계: 금형의 모양과 크기에 따라 압출된 제품의 단면 모양이 결정됩니다. 금형의 정확성, 내마모성, 냉각 시스템은 제품의 품질과 생산 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다.
온도 제어: 가열 및 냉각 온도는 압출 제품의 성능에 영향을 미치는 주요 요소입니다. 온도가 너무 높으면 재료가 열화될 수 있고, 온도가 너무 낮으면 가소성이 저하될 수 있습니다. 따라서 히터와 냉각장치의 온도를 정밀하게 제어하는 ​​것이 필요하다.
압출 속도: 압출 속도는 제품의 생산 효율성과 형태 안정성을 결정합니다. 압출속도가 너무 높으면 제품의 형상이 불안정해질 수 있으며, 압출속도가 너무 느리면 생산효율이 저하될 수 있습니다.
재료 선택: 다양한 열가소성 재료는 가소화 온도와 물리적 특성이 다릅니다. 따라서 재료를 선택할 때에는 적용성, 가공성, 비용 등의 요소를 고려해야 한다.
4, 압출 성형 공정의 최적화
압출제품의 품질과 생산 효율성을 향상시키기 위해 공정을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어:
스크류 설계 개선: 스크류의 모양과 매개변수를 최적화하여 가소화 효과와 압출 압력을 개선하여 에너지 소비와 마모를 줄입니다.
금형 설계 최적화: 정밀 가공 및 내마모성 재료를 사용하여 금형을 제조하여 금형의 정확성과 내구성을 향상시킵니다. 냉각 시스템을 동시에 최적화하여 제품의 신속한 냉각 및 응고를 보장합니다.
정확한 온도 제어: 고급 온도 제어 시스템을 채택하여 히터와 냉각 장치의 온도를 정밀하게 제어하여 재료가 최적의 온도 범위 내에서 가소화 및 냉각되도록 보장합니다.
압출속도 최적화 : 제품의 형상, 크기, 재질특성 등을 고려하여 적절한 압출속도를 선택하여 형태안정성과 생산효율성을 확보합니다.
적절한 재료 선택: 제품의 적용 환경 및 성능 요구 사항에 따라 적합한 열가소성 재료를 선택하여 제품의 품질과 비용 효율성을 보장합니다.