اکسترودرهای آزمایشی تجهیزاتی هستند که به طور خاص برای محیطهای آزمایشگاهی طراحی شدهاند که عمدتاً برای تحقیقات روی پلاستیکهای پلیمری و همچنین توسعه و آزمایش مواد جدید و فرآیندهای پردازش استفاده میشوند. در زیر معرفی دقیق اکسترودر آزمایشی ارائه شده است:
اکسترودرهای آزمایشی عمدتاً به دو نوع تقسیم می شوند: اکسترودر تک پیچ و اکسترودر دو پیچ:
1. اکسترودر تک پیچ:
ویژگی های اصلی: قطر پیچ کوچک است، مقدار مواد مورد استفاده را کاهش می دهد، مناسب برای محیط آزمایشگاهی.
ساختار: کاهنده تک، تک پیچ، پیچ ساخته شده از فولاد کربنی با کیفیت بالا یا فولاد آلیاژی مقاوم در برابر خوردگی با استحکام بالا.
عملکرد: عمدتاً در تحقیق و توسعه پلاستیک های پلیمری و همچنین آزمایش فرمول و بهینه سازی فرآیند استفاده می شود.
2. اکسترودر دو پیچ:
ویژگی های کلیدی: دو پیچ بهم پیوسته اثر برش و اختلاط قوی تری را ارائه می دهند.
ساختار: بشکه را می توان تقسیم کرد، پیچ و آستین آستر بشکه را می توان به دلخواه ترکیب کرد، به طور انعطاف پذیر با مواد مختلف و الزامات فرآیند سازگار شود.
عملکرد: به طور گسترده در تحقیق و توسعه مواد، آزمایش فرمول، تولید دسته کوچک و بهینه سازی فرآیند استفاده می شود.
اصل کار اکسترودر تجربی عمدتاً بر اساس اصل اکستروژن فیزیکی است:
1. تغذیه: مواد خام در سطل اکسترودر قرار می گیرد و از طریق اثر هم افزایی سطل و قیف کوچک چرخان، مواد خام به طور موثر به درگاه تغذیه اکسترودر منتقل می شود.
2. مصالح ساختمانی: یک پیچ قابل تنظیم در داخل اکسترودر نصب شده است. هنگامی که مواد اولیه وارد اکسترودر می شود، پیچ به آرامی شروع به چرخش می کند، به طوری که ماده اولیه به تدریج یک لایه ماده یکنواخت بین پیچ و دیواره سیلندر تشکیل می دهد و سپس یک ستون مواد را تشکیل می دهد.
3. ذوب: در داخل اکسترودر یک دستگاه گرم کننده برای گرم کردن مواد وجود دارد، به طوری که به تدریج از حالت جامد به حالت مذاب تبدیل می شود و سیالیت مواد را افزایش می دهد.
4. اکستروژن: زمانی که ستون مواد کاملا ذوب شد، پیچ به حرکت رو به جلو ادامه می دهد و ستون مواد را در جهت پیچ فشار می دهد و در نهایت از خروجی اکستروژن خارج می شود و به شکل دلخواه در می آید.
5. خنک سازی و پخت: موادی که از خروجی اکستروژن خارج می شود سپس از دستگاه خنک کننده عبور داده می شود که به سرعت دما را کاهش می دهد و برای حفظ شکل مورد نظر جامد می شود.
اکسترودرهای آزمایشی دارای مزایای اصلی زیر هستند:
1. کارایی: با ظرفیت تولید کارآمد، می تواند تعداد زیادی از وظایف تولید را در مدت زمان کوتاهی انجام دهد.
2. تطبیق پذیری: طیف گسترده ای از کاربردها، نه تنها محدود به قالب گیری اکستروژن و اختلاط پردازش مواد پلیمری، بلکه برای مواد غذایی، خوراک، الکترودها، مواد منفجره، مصالح ساختمانی و زمینه های دیگر.
3. طراحی مدولار و حرفه ای: می تواند به طور انعطاف پذیر با نیازهای خاص کاربران مختلف سازگار شود، چرخه تحقیق و توسعه محصولات جدید را کوتاه کند، کیفیت کلی را بهبود بخشد و هزینه ها را کاهش دهد.
4. بهره برداری و نگهداری آسان: با رابط کاربری بصری و قابل درک آسان و طراحی راحت، آسان برای کاربران برای تسلط بر مهارت های عملیات و نگهداری.
5. صرفه جویی در فضا: معمولاً از طراحی کوچک و قابل حمل برای صرفه جویی در فضای آزمایشگاهی و تسهیل کاربران برای انجام آزمایش ها در فضای محدود استفاده می شود.
اکسترودرهای تجربی طیف گسترده ای از کاربردها را در بسیاری از زمینه ها دارند:
1. تحقیق و توسعه مواد: برای تحقیق و توسعه مواد جدید، مانند آلیاژهای پلاستیکی جدید، پرکننده ها و مواد تقویت کننده.
2. تست فرمولاسیون: برای آزمایش و بهینه سازی فرمولاسیون مواد پلیمری مختلف، از جمله اثر اختلاط مواد افزودنی، تثبیت کننده ها و رنگدانه ها استفاده می شود.
3. آموزش و پرورش: در مؤسسات آکادمیک و آموزشی برای آموزش آزمایش ها و آموزش دانش آموزان برای کمک به دانش آموزان در درک فرآیند واقعی فرآوری پلیمر استفاده می شود.
4. تولید دسته ای کوچک: راه حلی کارآمد و مقرون به صرفه برای مواد خاص یا مواد کامپوزیتی اختیاری که به تولید دسته ای کوچک نیاز دارند، ارائه می دهد.
5. بهینه سازی فرآیند: برای بهینه سازی فناوری پردازش، مانند کنترل دما، نرخ برش و زمان ماند، برای اطمینان از کیفیت محصول نهایی استفاده می شود.