Menu Kandungan
● Peranan kelikatan dalam penyemperitan plastik
● Bagaimana pengukuran kelikatan sebaris berfungsi
>> 1. Visco-P oleh Promix Solutions
>> 2. Soflux oleh Sofraser
>> 3. Sensor lembut kotak kelabu AI
● Faedah pengukuran kelikatan sebaris pada jentera penyemperitan plastik
>> Kestabilan proses
>> Pengoptimuman kos
>> Peningkatan kualiti
● Kajian kes pelaksanaan
>> Kes 1: Pengoptimuman Penebat Pipa XPE
>> Kes 2: Pengeluaran paip HDPE yang dikitar semula
● Integrasi dengan Ekosistem Industri 4.0
>> Sistem moden membolehkan digitalisasi akhir-ke-akhir melalui:
>> Metrik Prestasi Utama:
● Menangani cabaran-cabaran yang tinggi
>> 1. Teknologi resonans Sofraser
>> 2. Pampasan ricih Promix
● Kesimpulan
● Soalan Lazim
>> 1. Bagaimanakah pengukuran kelikatan dalam talian mengendalikan variasi pewarna?
>> 2. Apakah garis masa ROI untuk sistem ini?
>> 3. Bolehkah sistem memantau polimer bercabang secara berbeza?
>> 4. Berapa kerap sensor memerlukan penentukuran?
>> 5. Adakah sistem ini berfungsi dengan garis penyusunan?
● Petikan:
Pengukuran kelikatan sebaris pada plastik Jentera penyemperitan telah merevolusikan pemprosesan polimer dengan membolehkan pemantauan masa nyata dan pengoptimuman sifat aliran cair. Teknologi ini menangani cabaran kritikal dalam penyemperitan buih, pengeluaran lembaran, dan pembuatan profil dengan menyediakan data yang boleh dilakukan untuk menstabilkan proses, mengurangkan kecacatan, dan kos bahan yang lebih rendah. Di bawah ini, kami meneroka mekanisme, faedah, dan aplikasi industri melalui analisis teknikal terperinci dan kajian kes.
Peranan kelikatan dalam penyemperitan plastik
Kelikatan menentukan bagaimana polimer cair mengalir melalui penyemperitan mati, mempengaruhi:
- Ketumpatan busa (misalnya, XPS, XPE, atau XPET FOAMS)
- Keseragaman ketebalan dinding dalam paip dan filem
- kualiti kemasan permukaan
- Sifat mekanikal seperti kekuatan tegangan
Kaedah luar talian tradisional (contohnya, rheometer kapilari) memperkenalkan kelewatan 30-60 minit untuk penyejukan sampel dan ujian [7], menjadikannya tidak sesuai untuk pelarasan proses dinamik. Kajian 2019 membandingkan kaedah dalam talian dan luar talian menunjukkan perbezaan 32% dalam bacaan kelikatan pada kandungan kelembapan 35% [7], yang menonjolkan risiko bergantung kepada pengukuran tidak langsung. Sebaliknya, sistem inline seperti Visco-P Promix dan Sofraser's Soflux mengukur kelikatan secara langsung dalam aliran cair dengan ralat <5% [3], membolehkan pembetulan segera.
Bagaimana pengukuran kelikatan sebaris berfungsi
Viscometers inline moden menggabungkan teknologi sensor maju dengan keupayaan industri 4.0 untuk menganalisis tingkah laku cair di bawah kadar ricih sebenar (0-1,000 s⁻⊃1;) dan suhu (100-350 ° C). Tiga seni bina utama menguasai pasaran:
1. Visco-P oleh Promix Solutions
- Reka bentuk modular mengintegrasikan rheometer kapilari dengan pengadun penyejuk P1 untuk menghiasi suhu (± 1.5 ° C) [6].
- Menukar kelikatan masa nyata ke dalam kadar aliran cair (MFR) untuk poliolefin atau kelikatan intrinsik (iv) untuk PET [4].
- Ciri-ciri penyimpanan data 12 bulan dan laporan CP/CPK automatik untuk kawalan proses statistik [6].
2. Soflux oleh Sofraser
- Teknologi sensor bergetar mengendalikan kelikatan sehingga 1,000,000 MPa dengan <2% kehilangan kepala [1].
- Reka bentuk pembersihan diri menghalang pembentukan bahan semasa penyemperitan reaktif [3].
3. Sensor lembut kotak kelabu AI
- Sistem hibrid Universiti Manchester menggabungkan model berasaskan fizik dengan rangkaian saraf yang mendalam.
- Mencapai ketepatan ramalan 95% untuk perubahan kelikatan yang disebabkan oleh kelajuan skru (100-300 rpm) dan variasi suhu [5].
- Menghapuskan keperluan untuk rheometer invasif sambil mengekalkan throughput [5].
Faedah pengukuran kelikatan sebaris pada jentera penyemperitan plastik
Kestabilan proses
- Mengesan turun naik kelikatan sekecil 500 pa · s yang disebabkan oleh:
- ± 5% kandungan bahan kitar semula
- ± 0.5% variasi ejen meniup [6]
- ± 3 ° C Suhu drifts
- Kajian Kes: Menyesuaikan paras iso-butan dalam pengeluaran buih XPE dikurangkan kelikatan dari 20,000 Pa · s hingga 9,000 Pa · s, menstabilkan ketumpatan struktur sel hingga ± 1.5 kg/m³ [6].
Pengoptimuman kos
- Mengurangkan kadar sekerap sebanyak 30% melalui pengesanan kesalahan awal [6].
- Membolehkan penggunaan bahan regrind kos rendah 15-20% tanpa kehilangan kualiti [1].
Peningkatan kualiti
- Meningkatkan keseragaman sel buih (CV <8% vs 15% offline [7]).
- Meningkatkan kelajuan pengeluaran sebanyak 22% dalam penyemperitan lembaran haiwan melalui kawalan IV yang tepat [4].
| Parameter | kaedah tradisional | dalam talian |
| Masa tindak balas | 45-90 minit7 | <5 saat4 |
| Ralat pengukuran | ± 12%7 | ± 5%3 |
| Data Granularity | Snapshot tunggal | Pensampelan 100 Hz berterusan |
Kajian kes pelaksanaan
Kes 1: Pengoptimuman Penebat Pipa XPE
Pengilang Eropah bersepadu VISCO-P dengan P1 penyejuk P1 untuk:
1. Memantau kelikatan semasa fasa permulaan (lihat graf di bawah).
2. Laraskan suhu cair dari 135 ° C hingga 102.5 ° C sambil menambah iso-butan.
3. Mencapai kelikatan sasaran 10,000 pa · s ± 500 pa · s, meningkatkan ketumpatan buih sebanyak 15%[6].
Kes 2: Pengeluaran paip HDPE yang dikitar semula
Menggunakan Soflux Sofraser, kilang Amerika Utara:
- diproses 40% HDPE selepas pengguna dengan variasi kelikatan sehingga 25%.
- Pelarasan jurang mati automatik mengekalkan ketebalan dinding dalam ± 0.15 mm.
- Mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 18% melalui pemanasan ricih yang dioptimumkan [3].
Integrasi dengan Ekosistem Industri 4.0
Sistem moden membolehkan digitalisasi akhir-ke-akhir melalui:
- OPC UA/Profinet Interfaces yang menghubungkan Viscometers ke sistem MES.
- Algoritma penyelenggaraan ramalan menganalisis trend kelikatan untuk memakai skru.
- Model pembelajaran mesin menghubungkan kelikatan dengan kekuatan tegangan produk akhir (R⊃2; = 0.92) [5].
Metrik Prestasi Utama:
- 99.7% ketersediaan data dalam tempoh 12 bulan [4].
- <2 minit masa bermakna untuk mengesan ketidakkonsistenan bahan bakar [5].
Menangani cabaran-cabaran yang tinggi
Untuk elastomer dan polimer khusus (50-10,000 PA · s):
1. Teknologi resonans Sofraser
- Mengekalkan ketepatan pada kadar ricih <1 s⁻⊃1; melalui kawalan frekuensi penyesuaian [3].
- Mengendalikan sebatian yang dipenuhi dengan kandungan serat kaca 40% [1].
2. Pampasan ricih Promix
- Model matematik yang betul untuk kesan bukan Newtonian dalam buih PVC [4].
- Penukaran MFR masa nyata sejajar dengan piawaian ASTM D1238 [4].
Kesimpulan
Pengukuran kelikatan sebaris pada jentera penyemperitan plastik telah berkembang dari alat kawalan kualiti ke aset strategik yang membolehkan:
- 25-30% kitaran R & D lebih cepat untuk campuran polimer baru.
-Pengeluaran kecacatan hampir sifar melalui kawalan gelung tertutup yang dibolehkan IoT.
- Pembuatan lestari melalui pemprosesan bahan kitar semula yang boleh dipercayai.
Soalan Lazim
1. Bagaimanakah pengukuran kelikatan dalam talian mengendalikan variasi pewarna?
Soflux Sofraser menggunakan analisis getaran bebas ricih untuk mengekalkan ketepatan walaupun beban pigmen sehingga 8%[3].
2. Apakah garis masa ROI untuk sistem ini?
Kebanyakan pengguna mencapai bayaran balik dalam 6-9 bulan melalui pengurangan sekerap 18-30% dan penjimatan tenaga 15% [6] [1].
3. Bolehkah sistem memantau polimer bercabang secara berbeza?
Ya. Perisian Promix secara automatik menggunakan model Carroau-Yasuda untuk LDPE dan resin sensitif ricih lain [4].
4. Berapa kerap sensor memerlukan penentukuran?
Penentukuran tahunan cukup untuk kebanyakan aplikasi, dengan pampasan drift automatik mengekalkan ketepatan ± 3% antara perkhidmatan [3].
5. Adakah sistem ini berfungsi dengan garis penyusunan?
Sudah tentu. Sistem pelbagai lapisan mendapat manfaat daripada pemadanan kelikatan antara lapisan, mengurangkan ketidakstabilan interfacial sebanyak 40%[5].
Petikan:
[1] https://trends.directindustry.com/sofraser/project-8994-139902.html
[2] https://www.promix-solutions.com/en/company/news-exhibitions/news-detail/inline-viscosity-measurement-the-key-to-optimization-in-light-foam-extrusion
[3] https://www.inventech.nl/files/product/sofraser/pdf/sofraser_article_extrusion_plastic__elastomer_jun014.pdf
[4] https://www.ptonline.com/products/inline-viscometer-for-extrusion
[5] https://www.plasticstoday.com/extrusion-pipe-profile/advances-in-time-monitoring-of-polymer--viscosity-during-extrusion
[6] http://www.extrusion-info.com/articles/4945
[7] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jfpe.13199
[8] https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/0021955x19864400
[9] https://www.gneuss.com/en/polymer-technologies/extrusion/online-viscometer-vis/
[10] https://www.sofraser.com/products/soflux-extrusion-viscometer/
[11] https://www.mdpi.com/2073-4360/14/12/2316
[12] https://rheonics.com/products/inline-viscometer-srv/
[13] https://hydramotion.com/en/products/xl-series
[14] https://petpla.net/2023/07/25/inline-viscosity-measurement/
[15] https://www.plasticsmachinerymanufacturing.com/thermoforming/article/13001770/viscometer-provides-inline-feasurement-for-extruder
[16] https://www.ptonline.com/articles/understanding-viscosity-in-extrusion
[17] https://www.petro-online.com/news/flow-lvel-pressure/12/sofraser/inline-viscosity-measurement-on-plastics-extrusion-machinerynbsp/29540
