Меню вмісту
● Роль в'язкості в екструзії пластику
● Як працює вбудоване вимірювання в'язкості
>> 1. Visco-P Promix Solutions
>> 2. Soflux від Sofraser
>> 3. AI-вдосконалені сірені датчики
● Переваги вимірювання вбудованої в'язкості на екструдуційній машині пластмас
>> Стабільність процесу
>> Оптимізація витрат
>> Підвищення якості
● Тематичні дослідження реалізації
>> Випадок 1: Оптимізація ізоляції труб XPE
>> Випадок 2: Перероблене виробництво труб HDPE
● Інтеграція з екосистемами промисловості
>> Сучасні системи забезпечують цифровізацію в кінці через:
>> Ключові показники продуктивності:
● Вирішення проблем з високою тривалою
>> 1. Резонансна технологія Софрасера
>> 2. Компенсація зсуву Promix
● Висновок
● Поширення
>> 1. Як вимірювання вбудованої в'язкості обробляє варіації барвників?
>> 2. Яка шкала рентабельності інвестицій для цих систем?
>> 3. Чи можуть системи по -різному контролювати розгалужені полімери?
>> 4. Як часто датчики потребують калібрування?
>> 5. Чи працюють ці системи з лініями коекстюзій?
● Цитати:
Вбудоване вимірювання в'язкості на пластмасі Екструзійна техніка здійснила революцію в обробці полімеру, ввімкнувши моніторинг в режимі реального часу та оптимізацію властивостей потоку розплаву. Ця технологія вирішує критичні проблеми у екструзії піни, виробництві листа та виробництву профілів, надаючи діючі дані для стабілізації процесів, зменшення дефектів та зниження матеріальних витрат. Нижче ми досліджуємо його механізми, переваги та галузеві програми за допомогою детального технічного аналізу та тематичних досліджень.
Роль в'язкості в екструзії пластику
В'язкість визначає, як полімер плаває через екструзію, впливає:
- щільність піни (наприклад, піни XPS, XPE або Xpet)
- рівномірність товщини стінок у трубах та плівках
- якість обробки поверхні
- Механічні властивості, такі як міцність на розтяг
Традиційні офлайн-методи (наприклад, капілярні реометри) вводять затримки 30-60 хвилин для охолодження та тестування зразків [7], що робить їх непридатними для динамічних коригувань процесу. Дослідження 2019 року, що порівнювали вбудовані та офлайн -методи, показало 32% розбіжності в показниках в'язкості при 35% вмісту вологи [7], підкреслюючи ризики покладання на непрямі вимірювання. На відміну від цього, вбудовані системи, такі як Visco-P Promix та Sofraser's Soflux, вимірюють в'язкість безпосередньо в потоці розплаву з <5% помилкою [3], що дозволяє негайно виправити.
Як працює вбудоване вимірювання в'язкості
Сучасні вбудовані віскіри поєднують вдосконалені сенсорні технології з можливостями промисловості 4.0 для аналізу поведінки розплаву за фактичними показниками зсуву (0–1000 S⁻⊃1;) та температурою (100–350 ° C). Три ключові архітектури домінують на ринку:
1. Visco-P Promix Solutions
- Модульна конструкція інтегрує капілярний реометр із змішувачем охолодження Р1 для гомогенізації температури (± 1,5 ° С) [6].
- перетворює в'язкість в реальному часі в швидкість потоку розплаву (MFR) для поліолефінів або внутрішньої в'язкості (IV) для ПЕТ [4].
- Основні 12-місячні зберігання даних та автоматизовані звіти про CP/CPK для статистичного контролю процесу [6].
2. Soflux від Sofraser
- Вібраційна технологія датчиків обробляє в'язкість до 1 000 000 МПа · с з втратою голови <2% [1].
- Самоочищення дизайну запобігає накопиченню матеріалу під час реактивної екструзії [3].
3. AI-вдосконалені сірені датчики
- Гібридна система університету Манчестера поєднує моделі на основі фізики з глибокими нейронними мережами.
- Досягає 95% точності прогнозування для змін в'язкості, спричинених швидкістю гвинта (100–300 об / хв) та змінами температури [5].
- виключає необхідність інвазивних реометрів, зберігаючи пропускну здатність [5].
Переваги вимірювання вбудованої в'язкості на екструдуційній машині пластмас
Стабільність процесу
- Виявляє коливання в'язкості до 500 ПА · S, викликаний:
- ± 5% вмісту матеріалу
- ± 0,5% Варіації агента [6]
- ± 3 ° C температури
- Тематичне дослідження: коригування рівнів ISO-бутану при виробництві піни XPE знизив в'язкість з 20 000 ПА · с до 9000 ПА · с, стабілізуючи щільність структури клітин до ± 1,5 кг/м⊃3; [6].
Оптимізація витрат
- знижує швидкість брухту на 30% за раннім виявленням несправностей [6].
- Дозволяє використовувати 15–20% матеріалів з нижчими витратами регінду без втрати якості [1].
Підвищення якості
- покращує рівномірність клітин піни (CV <8% проти 15% офлайн [7]).
- Збільшує швидкість виробництва на 22% при екструзії листів PET через точний контроль IV [4].
| Параметр | Традиційний метод | вбудоване вимірювання |
| Час відповіді | 45–90 хвилин7 | <5 секунд4 |
| Помилка вимірювання | ± 12%7 | ± 5%3 |
| Дані деталізація | Одноточковий знімок | Безперервний відбір проб 100 Гц |
Тематичні дослідження реалізації
Випадок 1: Оптимізація ізоляції труб XPE
Європейський виробник, інтегрований Visco-P із охолоджувальними змішувачами P1 до:
1. Монітор в'язкості під час фаз запуску (див. Графік нижче).
2. Відрегулюйте температуру розплаву від 135 ° С до 102,5 ° С при додаванні ISO-бутану.
3. Досягнення цільової в'язкості 10 000 ПА · S ± 500 ПА · S, покращення щільності піни на 15%[6].
Випадок 2: Перероблене виробництво труб HDPE
Використовуючи Sofraser's Soflux, північноамериканський завод:
- Оброблений 40% HDPE після споживачів з варіаціями в'язкості до 25%.
- Автоматизовані регулювання зазору, що підтримують стінки, в межах ± 0,15 мм.
- Зниження споживання енергії на 18% за допомогою оптимізованого нагрівання зсуву [3].
Інтеграція з екосистемами промисловості
Сучасні системи забезпечують цифровізацію в кінці через:
- інтерфейси OPC UA/PROFINET, що з'єднують віскозометри до систем MES.
- Алгоритми прогнозування, що аналізують тенденції в'язкості для зносу гвинта.
- Моделі машинного навчання, що корелюють в'язкість з міцністю на розрив кінцевого продукту (R⊃2; = 0,92) [5].
Ключові показники продуктивності:
- 99,7% наявності даних протягом 12-місячного періоду [4].
- <2 хвилини середнього часу для виявлення невідповідностей сировини [5].
Вирішення проблем з високою тривалою
Для еластомерів та спеціалізованих полімерів (50–10 000 ПА · с):
1. Резонансна технологія Софрасера
- підтримує точність за швидкості зсуву <1 S⁻⊃1; за допомогою адаптивного контролю частоти [3].
- Ручки наповнені сполуки з 40% вмістом скляного волокна [1].
2. Компенсація зсуву Promix
- Математичні моделі, правильні для ненаутонівських ефектів у піні ПВХ [4].
- Перетворення MFR в реальному часі вирівнюється зі стандартами ASTM D1238 [4].
Висновок
Вимірювання вбудованої в'язкості на екструдовій техніці пластмаса перетворилося з інструменту контролю якості до стратегічного активу, що сприяє:
- 25–30% швидше циклів НДДКР для нових полімерних сумішей.
-Близько нульова продукція дефекту через контроль із закритим циклом з підтримкою IoT.
- Стійке виробництво за допомогою надійної переробленої обробки матеріалів.
Поширення
1. Як вимірювання вбудованої в'язкості обробляє варіації барвників?
Soflux Sofraser використовує незалежну вібрацію зсуву для підтримки точності, незважаючи на пігментні навантаження до 8%[3].
2. Яка шкала рентабельності інвестицій для цих систем?
Більшість користувачів досягають окупності за 6–9 місяців до 18–30% зниження брухту та 15% економії енергії [6] [1].
3. Чи можуть системи по -різному контролювати розгалужені полімери?
Так. Програмне забезпечення Promix автоматично застосовує модель Carreau-Yasuda для LDPE та інших чутливих до зсуву смол [4].
4. Як часто датчики потребують калібрування?
Щорічна калібрування достатньо для більшості додатків, а автоматизована компенсація дрейфу підтримує ± 3% точність між послугами [3].
5. Чи працюють ці системи з лініями коекстюзій?
Абсолютно. Багатошарові системи виграють від відповідності в'язкості між шарами, зменшуючи міжфазну нестабільність на 40%[5].
Цитати:
[1] https://trends.directindustry.com/sofraser/project-8994-139902.html
[2.
.
[4] https://www.ptonline.com/products/inline-viscometer-for-extrusion
[5] https://www.plasticstoday.com/extrusion-pipe-profile/advances-in-real-time-monitoring-of-polymer-melt-viscosity-during-exstrusy
[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/10.1177/0021955x198644400
[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-measurement-for-extruder
[16] https://www.ptonline.com/articles/erstanding-viscosity-in-extrusion
[17] https://www.petro-online.com/news/flow-level-pressure/12/sofraser/inline-viscosity-measument-on-plastics-extrusion-machinerynbsp/29540
