Очистка экструзионной оснастки: как удалить остатки полимера без повреждения рабочих поверхностей

Остатки полимера в каналах оснастки сами не уходят. Материал, который застрял в застойной зоне, долго находится при температуре переработки, разлагается, темнеет и со временем отрывается кусками. Из-за этого в изделии появляются черные точки, полосы, плавает толщина. Поэтому очистку нужно проводить при каждой остановке и смене материала, а не после появления брака.

Но полимер нужно убрать и не оставить царапин. Рабочие поверхности хромированы, азотированы или отполированы, и от их состояния зависит качество изделий. Одна царапина в канале и экструзионная фильера будет оставлять ее след на каждом метре профиля.

Если поверхность сильно повреждена, то придется заказывать изготовление технологической оснастки. Поэтому важно знать способы очистки, какой можно использовать инструмент и ошибки, которые стоят дороже простоя линии.

Где скапливаются остатки и почему они опасны

Больше всего нагара собирается в застойных зонах. Это пространство за сетчатым пакетом, углы распределительных каналов, зазоры между деталями и участок перед формующей щелью. Шнек для экструдера (нагар на торце и витках) и калибратор для труб (забитые вакуумные щели) – наиболее проблемные детали. Скорость течения расплава здесь минимальна, поэтому полимер задерживается на часы.

Отложения наносят ущерб оснастке двумя способами:

1. Механическим. Твердый нагар отрывается и попадает в поток, а при закрытии канала меняет давление и геометрию изделия.
2. Химическим. ПВХ при перегреве разлагается с выделением хлористого водорода, который вместе с влагой образует соляную кислоту и разъедает сталь.

Поэтому остатки ПВХ нельзя оставлять в оснастке на длительное время, даже на выходные.

Порядок действий после остановки линии

Очистка начинается до разборки. Перед остановкой материал вытесняют из цилиндра и головки промывочным составом или полимером, который хорошо смывает остатки (например, полиэтиленом подходящей вязкости). Выбор материала зависит от перерабатываемого полимера. Нужно ориентироваться на рекомендации производителя сырья и промывочного состава.

Затем последовательность действий такая:

1. Снизить температуру до безопасной для разборки и остановить привод.
2. Разобрать головку и снять сменные детали, пока полимер еще мягкий.
3. Удалить основную массу остатков мягким инструментом.
4. Провести тонкую очистку каналов и поверхностей.
5. Осмотреть детали, смазать защитным составом и собрать узел.

Разборку горячей оснастки проводят в термостойких перчатках и с защитой лица. Полностью остывший полимер твердеет и приходится прикладывать больше усилий, поэтому возрастает риск повреждения металла. Поэтому наиболее подходящий момент, когда материал уже не течет, но еще пластичен.

Механическая очистка: инструмент, который не оставит царапин

Главное правило механической очистки: инструмент должен быть мягче поверхности. Латунь, медь и бронза уступают в твердости инструментальной стали, поэтому не оставляют на ней задиров. Для очистки подходят:

• латунные и медные скребки, шпатели, щетки;
• деревянные и фторопластовые лопатки для зон с полированной поверхностью;
• медная или латунная проволока малого диаметра для отверстий и узких каналов;
• хлопчатобумажная ткань и безворсовые салфетки для финишной обработки.

Остатки полимера удаляются плавными движениями вдоль канала, без ударов и рывков.

Стальные скребки, зубила, наждачная бумага и болгарки с жесткими щетками использовать нельзя. Они повреждают покрытие, увеличивают шероховатость, и нагар к такой поверхности прикипает прочнее.

Термическая, химическая и ультразвуковая очистка

Помимо механической очистки, применяются еще 3 способа удаления остатков полимеров. У каждого есть специфические особенности.

Термическая очистка в печи с контролируемой температурой выжигает полимер в каналах сложной формы. Этот метод эффективен, но требует аккуратности. Превышение допустимой температуры отпуска стали снижает твердость детали, а разный коэффициент теплового расширения стали и хромового покрытия может привести к растрескиванию слоя. Оптимальный температурный режим согласуется с производителем оснастки. Остатки ПВХ в печи нельзя сжигать из-за выделения хлористого водорода.

Химическая очистка основана на использовании растворителей и специальных составов, которые размягчают определенный полимер. Средства подбираются с учетом параметров материала. Концентрированные кислоты и щелочи нельзя использовать для обработки хромированных поверхностей. После обработки детали промывают и сушат, чтобы не осталось следов реагента.

Ультразвуковая ванна подходит для очистки мелких деталей и каналов сложной формы. Кавитация отрывает остатки от металла без механического контакта.

Особенности очистки основных узлов

Для продления срока эксплуатации оборудования, снижения процента брака нужно знать особенности очистки наиболее важных и чувствительных узлов.

Фильера и формующие каналы

Формующие кромки влияют на геометрию изделия, поэтому их нельзя обрабатывать металлическим инструментом. Экструзионная фильера – самый чувствительный узел, поэтому порядок ее очистки такой:

1. Сначала удаляются крупные остатки скребком из латуни.
2. Затем каналы очищаются мягкой проволокой, после этого протираются салфеткой.
3. После очистки кромки осматривают под лупой, а размеры щели проверяются щупом.

Очистка по такому алгоритму снижает риск повреждения поверхностей, продлевает срок эксплуатации оборудования.

Шнек и цилиндр

Шнек для экструдера нужно чистить горячим, пока полимер на витках мягкий. Он удаляется латунной щеткой и тканью. Особое внимание уделяется зоне дозирования и торцу. Винтовой канал нельзя зачищать абразивом. Потеря даже десятых долей миллиметра на гребне витка увеличивает зазор до цилиндра и снижает производительность. Цилиндр прочищается специальным ершом с латунной щетиной.

Калибрующие устройства

В калибраторе остатки полимера забивают вакуумные щели и отверстия, а охлаждающая вода оставляет известковый налет. Вакуум падает, и поверхность трубы получается неровной. Поэтому калибратор для труб сначала продувают сжатым воздухом, затем прочищают отверстия мягкой проволокой.

Налет удаляется составом, совместимым с материалом калибратора. Рабочую втулку нельзя чистить абразивом, иначе потеряется гладкость, от которой зависит скольжение трубы.

Ошибки, которые сокращают срок службы оснастки

Повреждения рабочих поверхностей зачастую вызваны не износом, а неправильной очисткой. Вот наиболее распространенные ошибки:

• использование стального инструмента на полированных и хромированных деталях;
• очистка полностью остывшей оснастки с применением силы;
• перегрев деталей в печи;
• хранение неочищенной оснастки, особенно после работы с ПВХ.

Каждая из этих ошибок приводит к появлению следов, которые сразу не видны. Это микротрещины покрытия, коррозия под нагаром, повышение шероховатости. Через несколько циклов все перечисленное превращается в брак, который связывают с сырьем или настройками линии. Но причина кроется в состоянии каналов.

Для предупреждения проблем специалисты рекомендуют вести журнал оснастки. В него заносятся следующие данные:

• дату очистки;
• метод удаления остатков полимера;
• найденные повреждения;
• контрольные размеры.

По записям проще определить, когда износ приближается к критическому состоянию.

Когда оснастку выгоднее заменить или доработать

Если царапины уже видны, а полировка не восстанавливает гладкость канала, то дальнейшая очистка бессмысленна. То же относится к растрескавшемуся покрытию и увеличенному зазору шнека. Такие узлы дорабатываются или заменяются.

Компания «Полимер-Техника» изготавливает оснастку и шнеки для производственных линий с учетом специфики используемого сырья. Для нестандартных задач возможно изготовление оснастки по чертежам заказчика. На изделия предоставляется гарантия 1 год. Если износ уже влияет на качество, то следует заранее согласовать техническое задание с инженерами завода. Так замена пройдет без длительного простоя линии.

Вывод

Очистка оснастки влияет на срок ее эксплуатации и стабильность качества изделий. Остатки полимера нужно удалять сразу после остановки оборудования, пока материал не затвердел, мягким инструментом: латунью, медью, деревом, фторопластом. Термическую и химическую очистку применяют с учетом рекомендаций производителя и характеристик полимера. Для ПВХ нужно учитывать коррозионный риск.

У каждого узла своя специфика. В фильере важно сохранить формующие кромки, на шнеке – гребни витков, в калибраторе – гладкость рабочих поверхностей и чистоту вакуумных каналов. Журнал очистки позволяет заметить износ до появления брака.

Если восстановить деталь уже нельзя, то лучше заказать новую. Инженеры «Полимер-Техники» подберут вариант под материал и линию. Если нужна новая деталь, то закажите изготовление технологической оснастки или изготовление оснастки по чертежам заказчика. Отправьте задание нашим специалистам, свяжитесь с нами, чтобы обсудить сроки и стоимость выполнения заказа.