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May 30, 2023

Auch Extruder müssen der Hitze trotzen

Allan Griff | 18. September 2022 Letzte Woche wurde es in den meisten Teilen Nordamerikas sehr heiß

Allan Griff | 18. September 2022

Letzte Woche wurde es in den meisten Teilen Nordamerikas sehr heiß – etwas weniger hier in der East Bay von Kalifornien, wo alles über 80 °F als Hitzewelle bezeichnet wird. Einige von Ihnen in anderen Bundesstaaten könnten das als Sommererleichterung betrachten. Vor ein paar Jahren besuchte ich einen Kunden im Central Valley Kaliforniens, als es in der Nähe des Extruders 105 °F und draußen 105 °F hatte. Ich glaube, letzte Woche war es noch schlimmer.

So etwas wie Kälte gibt es nicht. Ich habe dies in meinem Artikel über Wärme „Ein heißes Thema im wahrsten Sinne des Wortes in der Extrusionstechnologie“ erwähnt.

Wärme ist die Bewegung von Molekülen, daher haben wir ohne Moleküle keine Temperatur – aber alle Materie besteht aus Molekülen, einschließlich Wasser, Luft, allen Kunststoffen und uns. Es ist alles Chemie – keine organische oder natürliche Magie anderer Art.

Wir kühlen uns durch Schwitzen: Für jedes Gramm Wasser, das uns entweicht und in der Luft oder auf unserer Kleidung zu Wasser wird, gehen 540 Kalorien verloren. Das Wasser in der Luft ist Feuchtigkeit. Wenn die Luft „voll“ (gesättigt) ist, können wir uns durch Schwitzen nicht abkühlen. Wir können in kälterem Wasser duschen, etwas Kaltes trinken oder wärmeerzeugende Bewegungen vermeiden, aber ein Extruder kann nichts davon. Sowohl wir als auch der Extruder können Ventilatoren verwenden, aber die Maschine kommt nicht ins Schwitzen.

In einem Extruder müssen wir Wärme einspeisen, um den Kunststoff so weich zu machen, dass er sich formen lässt, aber dann müssen wir die Wärme wieder abführen, um das Produkt verwenden zu können. Dies geschieht häufig, indem das Produkt durch Wasser geleitet wird. Dies funktioniert, weil Wasser bei Meeresspiegeldruck kühl genug ist, um jegliches Plastik auszuhärten (einzufrieren). Einige Extrusionen, wie zum Beispiel Platten und Gussfolien, werden gekühlt, indem sie über Metallwalzen geführt werden, die normalerweise mit Wasser gekühlt werden. Einige Produkte, insbesondere Blasfolien, werden gekühlt, indem Luft auf den austretenden Kunststoff geblasen wird. Diese Luft kann vorgekühlt werden, um die Produktion zu beschleunigen. Bei hoher Luftfeuchtigkeit kann jedoch zu kühle Luft dazu führen, dass Wasser auf den Luftringoberflächen kondensiert. Ebenso wie bei der Klimaanlage zu Hause oder im Büro ist es mit Kosten verbunden, die Luft kälter zu machen. Kennen Sie die Geldzahlen und isolieren Sie die Schläuche, um die Kosten niedrig zu halten. Denken Sie auch daran, dass die Abkühlgeschwindigkeit die physikalischen Eigenschaften beeinflusst, sodass es möglich ist, zu schnell abzukühlen.

Alle Kunststoffe schrumpfen beim Abkühlen, manche viel stärker als andere. Die Kühlung muss kontrolliert werden – weder zu schnell noch zu langsam und so gleichmäßig wie möglich über die Oberfläche des Produkts. Stellen Sie sich ein Rohr vor, das auf Kühlwasser schwimmt, dessen untere Hälfte unter Wasser liegt und dessen obere Hälfte zur Luft (oder zum Vakuum) hin offen ist. Dies kann Dickenschwankungen innerhalb des Produkts erklären.

Auch die Temperaturmessung ist Teil des Kühlmanagements. Wir verfügen über Infrarot-Thermometer für berührungslose Messungen und Tauchthermoelemente im Extrusionskopf zusätzlich zu einer herkömmlichen, aber weniger nützlichen Position am Ende der Schnecke. Die Temperatur des Metalls (Kopf und Düse) ist nicht die Temperatur der Schmelze. Vergessen Sie nicht, die Werte aufzuzeichnen und anzuzeigen, damit Sie sie nicht aufschreiben müssen. Sie können sogar Alarme einrichten, wenn diese den gewünschten Bereich verlassen.

Das Messen eines unregelmäßigen oder runden Produkts mit Infrarot beim Austritt aus der Matrize erfordert eine sehr ruhige Hand oder, noch besser, ein fest installiertes Messgerät. Machen Sie Runden, indem Sie das Gerät nach oben und unten scannen und auf den höchsten Punkt achten. Laserbasierte Messgeräte sind in einigen Märkten weit verbreitet. Es besteht weiterhin Bedarf an der Aufzeichnung der Historie. Stellen Sie sicher, dass Sie etwas unternehmen, denn Sie möchten bei einer so wichtigen Variablen nicht blindlings vorgehen. Kennen Sie Antworten auf die Frage: „Was passiert, wenn die Schmelze zu heiß oder zu kalt austritt?“

Stadtwasser ist das gebräuchlichste Kühlmedium, kann jedoch gegen Aufpreis durch Kühlung unterstützt werden. In manchen Fällen kann Wasser durch Verdunstung gekühlt und im Kreislauf geführt werden. Die Technologie für innerbetriebliche Kühlsysteme ist bekannt und es sollte möglich sein, die Kosten zu vergleichen, um Entscheidungen über Maßnahmen zu treffen. In Gebieten, in denen die Außentemperatur stark schwankt, sei es von Jahreszeit zu Jahreszeit oder Tag und Nacht, sollte darauf geachtet werden, wie die Kühlkosten niedrig gehalten werden können. Ich erinnere mich an eine kleine Linie, in der das Temperaturkontrollgerät ein großes, mit Wasser gefülltes Fass war, das ein Mann ständig von außen mit Schnee fütterte, um es auf 0 °C zu halten. Es war Winter im Nordosten. Ich bin mir nicht sicher, was sie getan haben, als der Schnee draußen schmolz.

Manchmal werden mehr als ein Kühlmittel oder mehr als ein Ort verwendet, insbesondere bei Blasfolien, wo interne Blasenkühlung üblich ist (mehr Luft), sowie Iris-Stripper, zweite Luftringe und sogar Vakuumringe. Sprühkühlung ist effizient und verlockend, erfordert jedoch feine Sprühnebel und die Vermeidung von Tropfen. Einige Linien haben außen eine Wasserkühlung hinzugefügt.

Bei Hohlprofilen ist es verlockend, von innen zu kühlen, aber das ist nicht einfach und wird selten durchgeführt. Denken Sie an den Schrumpfungsfaktor. Bei sehr dicken Abschnitten wie massiven Stäben oder Brettern treten Probleme bei der Wärmeübertragung auf, was die Abkühlgeschwindigkeit einschränken kann.

Ein großer Teil des Kühlaufwands zielt darauf ab, die Produktionsrate zu erhöhen. Bei diesem Aufwand sollten Sie sich jedoch auch Gedanken darüber machen, ob die Dickengenauigkeit verloren geht und ob die erhöhte Produktion gewinnbringend verkauft werden kann. Es bringt wenig Gewinn, ein Lager aufzufüllen.

Zu guter Letzt sollten Sie weder Wasser noch Wärme verschwenden. Kühlwasser und Luft werden heiß – die Energie muss irgendwohin – aber ihre Wiederverwendung ist ungewöhnlich. Es ist möglich, Fasskühlluft wiederzuverwenden, um Futter, das im Freien in einem kalten Klima gelagert wurde, vorzuwärmen, wodurch auch der Vorteil einer gleichmäßigeren Futtertemperatur erzielt wird.

Ich lebe in einer Gegend, in der Dürre unsere Landwirtschaft von Artischocken bis Zinfandel-Trauben beeinträchtigt, daher reagiere ich empfindlich auf Wasserverlust, was möglicherweise mehr extrudierte Bewässerungsrohre und -folien und weniger nicht ausgekleidete Gräben rechtfertigt. Das ist eine Investition, die sich nicht nur finanziell, sondern auch umweltfreundlich lohnen könnte. Es könnte uns sogar etwas Verantwortungsvolles geben, Werbung zu machen und den Plastikverfechtern zu zeigen, dass wir neben der Erzielung von Gewinn auch Gutes tun können, was, wie ich vor Jahren gelernt habe, die verdienten Zinsen auf Investitionen sind.

Und verschwenden Sie auch zu Hause kein Essen (oder Wasser). Sorgen Sie für einen ausgeglichenen Nährstoffhaushalt, essen Sie, was Sie auf den Teller legen, seien Sie ein Vorbild für Ihre Kinder und zählen Sie. Wie viel zählt, mindestens genauso wichtig wie Geschmack und Image.

Über den Autor

Allan Griff ist ein erfahrener Extrusionsingenieur, der im technischen Service eines großen Harzlieferanten begann und nun viele Jahre lang selbstständig als Berater, Sachverständiger in Rechtsfällen und insbesondere als Dozent im Rahmen öffentlicher Webinare und Seminare arbeitet und intern, und jetzt in seiner virtuellen Version. Er schrieb Plastics Extrusion Technology, das erste praktische Extrusionsbuch in den Vereinigten Staaten, sowie das Plastics Extrusion Operating Manual, das fast jedes Jahr aktualisiert wird und sowohl auf Spanisch und Französisch als auch auf Englisch erhältlich ist. Erfahren Sie mehr auf seiner Website www.griffex.com oder senden Sie ihm eine E-Mail an [email protected].

In naher Zukunft oder vielleicht auch nie seien Live-Seminare geplant, da sein virtuelles audiovisuelles Seminar sogar noch besser sei als Live-Seminare, sagt Griff. Keine Anreise, kein Warten auf Live-Termine, dieselben PowerPoint-Folien, aber mit Audio-Erklärungen und einem schriftlichen Leitfaden. Schauen Sie in Ihrem eigenen Tempo zu; Die Gruppenteilnahme wird zum Pauschalpreis angeboten, inklusive des Rechts, Fragen zu stellen und ausführliche Antworten per E-Mail zu erhalten. Für weitere Informationen rufen Sie 301/758-7788 an oder senden Sie eine E-Mail an [email protected].

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