Ekstruderingsdysehode forklart: funksjon, typer, materialer, utvalg og vedlikehold

Hva er et ekstruderingshode?

Et ekstruderingsdysehode er presisjonsstrømfordelingsenheten montert ved utløpsenden av en enkeltskrue eller dobbelskrue ekstruder. Ved kabelproduksjon vikler den smeltet polymer rundt en bevegelig leder i et kontinuerlig, konsentrisk lag uten å introdusere sveiselinjer, dødpunkter eller termiske gradienter.

Jobben er ikke begrenset til å forme. Et godt designet dysehode fremmer også stabil skruedrift ved å skape mottrykk, jevner ut trykk- og temperaturvariasjoner som kommer fra skruen, og holder smelten flytende med en jevn hastighet rundt hele lederens omkrets.

Hva det gjør i en kabelekstruderingslinje

• Fordeler smelten jevnt rundt ledningen eller kabelkjernen.
• Styrer veggtykkelsesforholdet via dyse-til-spiss-geometrien.
• Opprettholder konsentrisitet ved hastigheter over 1000 m/min.
• Bygger nok mottrykk til å gjøre skrueutgangen stabil.
• Holder polymertemperaturen jevn over strømningskanalen.

Nøkkelkomponenter i et ekstruderingsdysehode

Selv om formhodets design er forskjellig mellom maskinbyggere, er kjerneelementene de samme. Hver komponent har en spesifikk jobb, og en liten slitasje eller innrettingsfeil i noen av dem viser seg umiddelbart i den ferdige kabelen.

Disse delene fungerer sammen som et system. Hvis styrekjernen er sentrert, men dysringen er slitt med 0,02 mm på den ene siden, kan veggtykkelsesvariasjonen overstige /-0,03 mm på et tynt FEP-lag, noe som er nok til å forskyve kapasitansen utenfor kundens krav.

Du kan se hvordan hver av disse passer inn i en komplett ledningslinje i vår tidligere oversikt over komponentene som utgjør en ekstruder .

Hvordan et ekstruderingshode fungerer

Smelten kommer inn i hodet fra ekstruderflensen, passerer gjennom bryterplaten og flyter deretter rundt sprederen. Sprederen omfordeler polymeren fra en sirkulær strømning til en ringformet ring som omgir ledespissen. Lederen går gjennom midten av hodet, og dysringen ved utgangen kontrollerer den endelige diameteren.

Tre designvariabler betyr mest:

• Land lengde : den rette delen ved dørutgangen. Et lengre land stabiliserer strømningen, men øker trykkfallet.
• Utkastvinkel : avsmalningen som fører til landet. For bratt vinkel skaper høy skjærkraft og varme; for grunt avsmalning gir et tykt, saktegående grenselag.
• Strømningskanalbalanse : smeltebanen må være symmetrisk rundt lederen. Selv en forskjell på 10 % i kanallengde skaper en detekterbar tykkelsesforskjell.

For høytemperatur FEP-isolasjon er typiske smeltetemperaturer 380 til 420 °C. En 100 mm ståldysering kan utvide seg med omtrent 0,4 mm mellom romtemperatur og driftstemperatur, så hodet må få nå full termisk likevekt før den endelige konsentrisitetsjusteringen gjøres.

Smelten kommer ut som et rør som er større enn lederen. Det ekstruderte røret trekkes deretter ned til ønsket sluttdiameter. Forholdet mellom formgeometrien, nedtrekkingen og avtrekkshastigheten er det som bestemmer den endelige veggtykkelsen.

Typer ekstruderingsdysehoder og deres bruksområder

Ulike kabelkonstruksjoner krever forskjellige dysehodekonsepter. Valget påvirker ikke bare verktøykostnaden, men også veggtykkelsestoleransen og maksimal linjehastighet du kan oppnå.

Trykk-type dysehoder

I et trykkhode møter den smeltede polymeren lederen inne i hodet og kommer ut som et bundet lag. Denne utformingen er vanlig for kappe- og kappeapplikasjoner der adhesjon mellom polymeren og kabelkjernen er nødvendig. Trykket holder polymeren i kontakt med lederoverflaten.

Dysehoder av rørtype

I et slangehode dannes først et rør av smeltet polymer og påføres deretter lederen etter dyseutgangen, ofte med vakuumassistanse. Denne typen foretrekkes for tynne isolasjonslag fordi den reduserer strekkbelastningen på lederen og tillater høyere linjehastigheter.

Høytemperaturdysehoder for FEP og PFA

Fluoropolymerer trenger en korrosjonsbestandig strømningsbane og presis varmekontroll. Hodet må være laget av materialer som tåler kontinuerlig drift ved 400°C eller mer uten avskalering. Gemwell parer sin FEP/PFA høytemperatur kjernetrådisolasjonsekstruder med et dysehode som holder smeltetemperaturavviket innenfor /-5°C, som er kritisk når veggtykkelsen kun er 0,09 mm .

FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Høytemperatur-kjernetrådisolasjon Ekstruderingslinje Manufa Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en kinesisk FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA høytemperaturkjernetrådisolasjonsekstruderingslinjeprodusent... Se produkt →

Skummende Die Hoder

Kjemiske skummingsprosesser krever en nøye kontrollert trykkprofil gjennom hodet slik at esemidlet ikke ekspanderer for tidlig. Hodetrykket må forbli høyt nok til å undertrykke gassekspansjon til smelten forlater dysen. Dette er grunnen til at PE/PP/PU-skumisolasjonslinjer bruker dedikert dysehodegeometri i stedet for et solid isolasjonshode.

Flerlags- og co-ekstruderingshoder

Flerlagskabler, som for eksempel skumisolasjon eller sammenføyde kappestrukturer, krever et co-ekstruderingshode som kombinerer to eller flere smeltestrømmer i en enkelt strømningskanal. Hodegeometrien må holde hvert lag parallelle og jevne før de smelter sammen, og grensesnittet mellom lagene må ikke utvikle pukler eller bølger.

Crosshead vs Straight-Through Design

De fleste kabelisolasjons- og mantellinjer bruker et krysshode, hvor lederen går inn i 90° til ekstruderaksen. Rette hoder er mer vanlig for stang- og profilekstrudering og brukes sjelden i trådbelegg. Krysshodets 90° bøyning er et potensielt dødpunkt, så strømningskanalen må utformes med sjenerøse radier og jevne overganger for å unngå polymernedbrytning.

Materialer som brukes i formhodekonstruksjon

Materialvalgene for et dysehode kommer ned til tre krav: slitestyrke, korrosjonsbestandighet og dimensjonsstabilitet ved driftstemperatur.

• H13 verktøystål er det mest brukte kroppsmaterialet fordi det beholder hardhet opp til 500°C og har god seighet.
• 4140 legert stål brukes til større karosserier som ikke ser alvorlig slitasje, men som drar nytte av enklere maskinering.
• Rustfritt stål slik som 17-4 PH eller 431 brukes for flytende overflater utsatt for fluorpolymerer.
• Nitrering eller forkromning forbedrer slitestyrken. En nitrert H13-overflate kan nå en hardhet over 1000 HV.
• Tungsten-karbidinnsatser brukes i områdene med høyest slitasje, slik som matrisen lander på høyhastighets FEP-linjer.

For daglige PVC-, PE-, PP- eller PU-kjerner kan det samme verktøy-stålhodehuset brukes, men flyt-overflatens finish og toleranser må fortsatt samsvare med applikasjonen. Gemwell bygger ferdig PVC/PE/PP/PU solid-core trådisolasjonsekstrudere med dysehoder tilpasset utgangsområdet til skruen og trådstørrelsesområdet du planlegger å kjøre.

PVC/PE/PP/PU-kjernetrådisolasjonsekstruderingslinjeprodusenter, fabrikk - Gemwe Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en Kina PVC/PE/PP/PU Core Wire Insulation Extrusion Line-produsenter og OEM/ODM-fabrikk, vi ... Se produkt →

For LSZH og andre høyt fylte forbindelser er korrosjon og abrasiv slitasje mer aggressive enn for rene polyolefiner. Et hode som fungerer bra for PE kan vise betydelig slitasje på dysringene innen seks måneder på LSZH, spesielt hvis mineralfyllstoffinnholdet er over 40 %.

Faktorer som påvirker Die Head Performance

Dysehodeytelse er resultatet av smeltereologi, verktøygeometri og operasjonspraksis. De mest innflytelsesrike faktorene er:

Utover disse må linjehastighet og nedtrekksforhold vurderes. Hvis nedtrekkingsforholdet er for høyt, strekkes smelten for mye mellom dysen og lederen, noe som fører til innskjæring og diametervariasjon.

Hvordan velge riktig ekstruderingshode

Å velge et dysehode er ikke en separat beslutning fra valg av ekstruder. Hodet må samsvare med skruediameteren, utgangshastigheten, polymerfamilien og kabelkonstruksjonen. Et hode som er for stort for en liten ekstruder gir lang oppholdstid; et hode som er for lite fremtvinger for stort trykkfall og høy smeltetemperatur.

Sjekkliste for valg

1. Definer kabelkonstruksjonen: solid isolasjon, skumisolasjon eller kappe.
2. Bekreft polymerfamilien og maksimal prosesstemperatur.
3. Definer veggtykkelsesområdet og nødvendig konsentrisitetstoleranse.
4. Bestem maksimal linjehastighet og tilsvarende smelteeffekt.
5. Kontroller ekstruderskruens diameter og flensdimensjoner.
6. Velg mellom trykk- og slangehode basert på lagstrukturen.

Hvis du kjører flere isolasjonsmaterialer i ett verksted, bør du vurdere et modulært hodedesign som lar deg endre kun styrespissen og dysringen i stedet for å erstatte hele hodet.

For kappelag og tykkvegget kappe anbefaler Gemwell en separat hodedesign fordi strømningskravet for et 0,3 mm isolasjonslag er helt annerledes enn for en 1,5 mm kappe. Vår LSZH/XLPE/TPE/TPU ekstrudere for ledning og kabelkappe bruk en større strømningskanal og en annen die-land-tilnærming for å unngå for høyt trykk ved høy effekt.

LSZH/XLPE/TPE/TPU Mantelekstruderingslinjeprodusenter, fabrikk - Gemwell Electr Gemwell Electrical Technology Co., Ltd er en Kina LSZH/XLPE/TPE/TPU sheath ekstruderingslinjeprodusenter og OEM/ODM-fabrikk, vi spesialiserer... Se produkt →

For en mer detaljert titt på hvordan hodet er dimensjonert for jakkelag, se vår kabelkappe ekstruderingsmaskin kunnskapsbase , som sammenligner konstruksjoner og typiske verktøygeometrier.

Vedlikehold og vanlige stansehodeproblemer

Et dørhode kan løpe i flere måneder uten oppmerksomhet, men når problemer dukker opp, har de en tendens til å dukke opp plutselig. De vanligste symptomene er variasjon i veggtykkelse, svarte flekker, flytlinjer og overflateruhet.

Forebyggende vedlikehold

• Demonter hodet og rengjør strømningsflatene etter hver utvidet kampanje.
• Inspiser landet og styrespissen for riper og kantavrunding.
• Poler strømningsflatene til Ra 0,4 µm eller bedre før montering igjen.
• Sjekk varmebåndene for kalde steder og bytt ut termoelementer med kalibrerte enheter.
• Trekk til hodeboltene til de anbefalte verdiene etter at de har nådd driftstemperatur.

En komplett rutinemessig drift, vedlikehold og reparasjonsplan for ekstruderingsmaskiner bør derfor inkludere dysehodet som et eget inspeksjonselement, fordi det slites annerledes enn skrue og løp.

Vanlige problemer og rettinger

Ofte stilte spørsmål om ekstruderingshoder

Hva er forskjellen mellom en ekstruderingsdyse og et ekstruderingsdysehode?

Dysehodet er den komplette sammenstillingen som fordeler smelten, mens selve dysen vanligvis er den utskiftbare ringen ved utgangen som definerer den endelige ytre diameteren. I det daglige språket på butikkgulvet sier operatører ofte «dø» når de mener hele hodet, men i verktøydesign er forskjellen viktig fordi formen er bare en av flere deler som styrer geometrien.

Kan det samme dysehodet brukes til solid isolasjon og skumisolasjon?

Ikke normalt. Skummet isolasjon krever en trykkprofil som holder esemidlet komprimert til smelten kommer ut av dysen. Solid isolasjon trenger ikke denne begrensningen. Bruk av et skummende hode for faste lag kan skape for høyt trykk og en ru overflate; bruk av et solid hode for skumming kan forårsake for tidlig ekspansjon inne i kanalen.

Hvor ofte bør et ekstruderingsdysehode rengjøres?

Rengjøringsintervallet avhenger av polymeren. Termoplastiske materialer som PVC har en tendens til å brytes sakte ned og kan kreve at hodet tørkes av hver til annen uke. Fluoropolymerer og høyt fylte LSZH-forbindelser trenger hyppigere kontroller, og ethvert stopp på mer enn 20 minutter, eller en synlig trykkøkning, er en grunn til å åpne hodet og inspisere strømningsflatene.

Hva forårsaker eksentrisk isolasjon i en kabelekstruder?

Eksentrisk isolasjon er oftest forårsaket av en feiljustert styrekjerne, en slitt dysring eller et feiljustert leder-styrerør. Det kan også komme fra ujevn varmetemperatur rundt hodet, noe som skaper en viskositetsforskjell mellom motsatte sider av strømningskanalen.

Har dysehodematerialer betydning for halogenfrie (LSZH) forbindelser med lite røyk?

Ja. LSZH-forbindelser har ofte et høyt mineralfyllstoffinnhold og genererer sure nedbrytningsprodukter. Et standard H13-hode vil slites raskere og kan korrodere. Nitrerte eller rustfrie strømningsoverflater er et mer pålitelig valg for LSZH, spesielt ved høye utgangshastigheter.

Hvordan vet jeg om dysehodet mitt er for stort for ekstruderen?

Oppholdstid og trykkfall er hovedindikatorene. Hvis du ser en lang forsinkelse mellom en fargeendring og den nye fargen vises ved utgangen, eller hvis smeltetrykket ved hodet er for lavt til å stabilisere skruen, er strømningskanalen sannsynligvis for stor for applikasjonen.

Konklusjon

Ekstruderingsdysehodet er den minst synlige, men mest innflytelsesrike delen av en kabelekstruderingslinje. Den avgjør om en høyhastighetslinje kan holde stram veggtykkelsestoleranse, ren overflate og stabil diameter uten konstant operatørintervensjon.

Når du velger en ny ekstruder, evaluer dysehodet like nøye som skruen og drevet. Match den til polymerfamilien, veggtykkelsesområdet og maksimal linjehastighet. Kontroller deretter driftsvariablene: smeltetemperatur, hodetrykk, verktøyinnretting og overflatetilstand.

Hvis du jakter på et toleranseproblem i en eksisterende linje, start etterforskningen ved dysehodet. I mange tilfeller, skruen er ikke grunnårsaken; et slitt eller feiljustert dysehode er . Gemwell designer hver ekstruder rundt det spesifikke hodet og verktøysettet, og det er grunnen til at kabelprodusenter bruker linjene våre for applikasjoner der konsistent geometri er viktig.