Ponuka obsahu
● Úloha viskozity v plastickom extrúzii
● Ako funguje inline meranie viskozity
>> 1. Visco-P od Promix Solutions
>> 2. Soflux od Sofraser
>> 3. AI-zvýšené mäkké senzory šedých boxov
● Výhody merania inline viskozity na stroje na vytlačenie plastov
>> Stabilita procesu
>> Optimalizácia nákladov
>> Vylepšenie kvality
● Prípadové štúdie implementácie
>> Prípad 1: Optimalizácia izolácie potrubia XPE
>> Prípad 2: Recyklovaná výroba potrubia HDPE
● Integrácia s ekosystémami priemyslu 4.0
>> Moderné systémy umožňujú digitalizáciu end-to-end prostredníctvom:
>> Kľúčové metriky výkonu:
● Riešenie výziev s vysokou viskozitou
>> 1. Technológia rezonancie Sofraser
>> 2. Promixova šmyková kompenzácia
● Záver
● Často
>> 1. Ako manipuluje s meraním viskozity inline?
>> 2. Aká je časová os NI pre tieto systémy?
>> 3. Môžu systémy monitorovať rozvetvené polyméry odlišne?
>> 4. Ako často si senzory vyžadujú kalibráciu?
>> 5. Pracujú tieto systémy s koextrúznymi líniami?
● Citácie:
Inline meranie viskozity na plastoch Extrúzne strojové zariadenie revolúciou v oblasti spracovania polyméru umožnilo monitorovanie v reálnom čase a optimalizáciu vlastností toku taveniny. Táto technológia sa zaoberá kritickými výzvami pri extrúzii peny, výrobe listov a výrobe profilov poskytovaním údajov, ktoré je možné vykonať na stabilizácii procesov, znížení defektov a nižších nákladov na materiál. Ďalej skúmame jeho mechanizmy, výhody a priemyselné aplikácie prostredníctvom podrobnej technickej analýzy a prípadových štúdií.
Úloha viskozity v plastickom extrúzii
Viskozita určuje, ako polymér topí prietokom vytláčajúcimi zomrelmi, ovplyvňujúcim:
- Hustota peny (napr. XPS, XPE alebo XPet Peny)
- Uniformita hrúbky steny v potrubiach a filmoch
- Kvalita povrchovej úpravy
- Mechanické vlastnosti ako pevnosť v ťahu
Tradičné offline metódy (napr. Kapilárne reometre) zavádzajú oneskorenia 30-60 minút na chladenie a testovanie vzorky [7], čo ich robí nevhodným pre dynamické úpravy procesu. Štúdia z roku 2019 porovnávajúca inline a offline metódy ukázala 32% nezrovnalosť pri hodnotení viskozity pri 35% obsahu vlhkosti [7], čo zdôrazňuje riziká spoliehania sa na nepriame merania. Naopak, inline systémy, ako je Visco-P a Sofraser Soflux, merajú viskozitu priamo v toku taveniny s <5% chybou [3], čo umožňuje okamžité korekcie.
Ako funguje inline meranie viskozity
Moderné inline viskozitore kombinujú pokročilú technológiu senzorov s schopnosťami priemyslu 4.0 na analýzu správania sa taveniny pri skutočných šmykových rýchlostiach (0–1 000 S⁻⊃1;) a teploty (100–350 ° C). Na trhu dominujú tri kľúčové architektúry:
1. Visco-P od Promix Solutions
- Modulárny dizajn integruje kapilárny reometer s chladiacim mixérom P1 na homogenizovanú teplotu (± 1,5 ° C) [6].
- Prevedie viskozitu v reálnom čase na rýchlosť prietoku taveniny (MFR) pre polyolefíny alebo vnútornú viskozitu (IV) pre PET [4].
- Obsahuje 12-mesačné ukladanie údajov a automatizované správy CP/CPK pre riadenie štatistického procesu [6].
2. Soflux od Sofraser
- Vibračná technológia senzorov spracováva viskozity až do 1 000 000 MPa · S so stratou hlavy <2% [1].
- Samostatný dizajn zabraňuje hromadeniu materiálu počas reaktívneho vytláčania [3].
3. AI-zvýšené mäkké senzory šedých boxov
- Hybridný systém University of Manchester kombinuje modely založené na fyzike s hlbokými neurónnymi sieťami.
- Dosahuje 95% presnosť predikcie pri zmenách viskozity spôsobené rýchlosťou skrutky (100–300 ot./min.) A teplotnými variáciami [5].
- eliminuje potrebu invazívnych reometre pri udržiavaní priepustnosti [5].
Výhody merania inline viskozity na stroje na vytlačenie plastov
Stabilita procesu
- Zisťuje kolísanie viskozity až 500 pa · s spôsobené:
- ± 5% recyklovaného obsahu materiálu
- ± 0,5% variácie fúkacie činidlá [6]
- ± 3 ° C Teplotné drifty
- Prípadová štúdia: Úprava hladín izo-butánu vo produkcii peny XPE znížila viskozitu z 20 000 PA · S na 9 000 PA · S, stabilizujúca hustota štruktúry buniek na ± 1,5 kg/m³ [6].
Optimalizácia nákladov
- Znižuje mieru šrotu o 30% prostredníctvom včasnej detekcie porúch [6].
- Umožňuje použitie 15–20% nižších nákladov na prehodnotenie materiálov bez straty kvality [1].
Vylepšenie kvality
- Zlepšuje uniformitu penových buniek (CV <8% oproti 15% offline [7]).
- Zvyšuje rýchlosť výroby o 22% v extrúzii PET Liet Pet prostredníctvom presnej kontroly IV [4].
| Parameter | tradičná metóda | Inline Meranie |
| Čas odozvy | 45–90 minút7 | <5 sekúnd4 |
| Chyba merania | ± 12%7 | ± 5%3 |
| Granularita | Jednobodový snímok | Kontinuálny odber vzoriek 100 Hz |
Prípadové štúdie implementácie
Prípad 1: Optimalizácia izolácie potrubia XPE
Európsky výrobca integrovaný Visco-P s chladiacimi mixérmi P1 na:
1. Monitorujte viskozitu počas fáz spustenia (pozri graf nižšie).
2. Upravte teplotu taveniny od 135 ° C do 102,5 ° C a pridajte izo-bután.
3. Dosahujte cieľovú viskozitu 10 000 PA · S ± 500 PA · S, zlepšenie hustoty peny o 15%[6].
Prípad 2: Recyklovaná výroba potrubia HDPE
Použitie Sofraser's Soflux, severoamerická rastlina:
- Spracované 40% po spotrebiteľskom HDPE s variáciami viskozity až do 25%.
- Automatizované úpravy medzery udržiavané hrúbkou steny v rámci ± 0,15 mm.
- znížená spotreba energie o 18% prostredníctvom optimalizovaného šmykového zahrievania [3].
Integrácia s ekosystémami priemyslu 4.0
Moderné systémy umožňujú digitalizáciu end-to-end prostredníctvom:
- OPC UA/Profinet rozhrania spájajúce viskozitore k systémom MES.
- Prediktívne algoritmy údržby analýzy trendy viskozity na opotrebovanie skrutky.
- Modely strojového učenia korelujú viskozitu s pevnosťou v ťahu konečného produktu (R⊃2; = 0,92) [5].
Kľúčové metriky výkonu:
- 99,7% dostupnosť údajov počas 12 mesiacov [4].
- <2 minútový priemerný čas na detekciu nekonzistencií surovín [5].
Riešenie výziev s vysokou viskozitou
Pre elastoméry a špeciálne polyméry (50 - 10 000 Pa · s):
1. Technológia rezonancie Sofraser
- udržiava presnosť pri šmykových rýchlostiach <1 S⁻⊃1; prostredníctvom adaptívneho riadenia frekvencie [3].
- Plnené zlúčeniny naplnené 40% obsahom sklenených vlákien [1].
2. Promixova šmyková kompenzácia
- Matematické modely správne pre newtonovské účinky v penu PVC [4].
- Konverzia MFR v reálnom čase je v súlade s normami ASTM D1238 [4].
Záver
Meranie inline viskozity na plastikách extrúznych strojov sa vyvinulo z nástroja na reguláciu kvality na strategické aktívum, ktoré umožnilo:
- 25–30% Rýchlejšie cykly výskumu a vývoja pre nové polymérne zmesi.
-Výroba defektov takmer nulovej defekty prostredníctvom kontroly s uzavretou slučkou IoT.
- udržateľná výroba prostredníctvom spoľahlivého spracovania recyklovaných materiálov.
Často
1. Ako manipuluje s meraním viskozity inline?
SOFRASER SOFLUX používa analýzu vibrácií nezávislých od šmyku na udržanie presnosti napriek zaťaženiu pigmentov do 8%[3].
2. Aká je časová os NI pre tieto systémy?
Väčšina používateľov dosahuje návratnosť za 6–9 mesiacov prostredníctvom 18–30% zníženia šrotu a 15% úspor energie [6] [1].
3. Môžu systémy monitorovať rozvetvené polyméry odlišne?
Áno. Softvér spoločnosti Promix automaticky aplikuje model Carreau-Yasuda pre LDPE a ďalšie živice citlivé na šmyky [4].
4. Ako často si senzory vyžadujú kalibráciu?
Ročná kalibrácia pre väčšinu aplikácií stačí, pričom automatizovaná kompenzácia unášania si udržiava presnosť ± 3% medzi službami [3].
5. Pracujú tieto systémy s koextrúznymi líniami?
Absolútne. Viacvrstvové systémy majú úžitok z porovnávania viskozity medzi vrstvami, čím sa znižuje nestabilita medzifázovej farby o 40%[5].
Citácie:
[1] https://trends.directIndustry.com/sofraser/project-8994-139902.html
Https://www.promix-solutions.com/en/company/news-exhibitions/news-detail/inline-viscity-measurement-the-key-to-ptimization-in --extrusion-extrusion-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-real-me-monitoring-of-polymer-polymer-melt-šcosity-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-viscozosity-measurement/
[15] https://www.plasticsMachinerymanufacturing.com/Thermoforming/article/13001770/Viscometer-provides-inline-measurement-for-extruder
[16] https://www.ptonline.com/articles/understanding-vancosity-in-extrusion
[17] https://www.pettro-online.com/news/flow-level-pressure/12/sofraser/inline-viscife-measulement-onplastics-extrusion-extrusion-machinerynbsp/29540
