يجب أن تكون هناك العديد من العمليات في مكانها الصحيح لتحقيق بثق فعال حقًا.
للحصول على إنتاج عالي الجودة ومتسق ، فأنت بحاجة إلى أشخاص ممتازين لتشغيل الخط وإدارة العمليات ، ويجب أن تكون المعدات في حالة جيدة ، ويجب أن يكون هناك برنامج صيانة وقائية شامل ، ويجب تصميم المعدات للسماح بالتشغيل الفعال.
يتطلب البثق الفعال انضباطًا صناعيًا جيدًا ، واهتمامًا بشريًا بالتفاصيل وجهدًا مستمرًا لتحقيق تحسينات في العملية. لا يؤدي البثق الناجح إلى تصحيح شيئين أو ثلاثة -- فهو يصحح مئات الأشياء.
اعمل ثلاثة "م"
يتطلب البثق الفعال الأجهزة المناسبة. هنا ، متغيرات العملية الأكثر أهمية هي "الثلاثة M": ضغط الذوبان ، ودرجة حرارة الذوبان ، وحمل المحرك (ضغط الذوبان ، ودرجة حرارة الذوبان ، وحمل المحرك). إنها علامات حيوية لعملية البثق. يجب قياسها ومراقبتها بشكل مستمر. يجب أيضًا قياس ومراقبة المعلمات التالية:
● درجة حرارة البرميل ،
● سرعة المسمار ،
● استهلاك الطاقة لكل منطقة تدفئة أو تبريد ،
● درجة الحرارة المحيطة ،
● الرطوبة النسبية ،
● درجة الحرارة التي تدخل عندها المادة الخام إلى الطارد ،
● محتوى الرطوبة في المواد الخام التي تدخل الطارد (إذا كان امتصاص الرطوبة مطلوبًا) ،
● تدفق مياه التبريد ،
● درجة حرارة الماء الداخل ،
● درجة حرارة الماء الخارج ،
● فراغ في منفذ العادم (إن وجد).
استرداد البيانات
تعد قدرات الحصول على البيانات (DA) أمرًا بالغ الأهمية لتطوير عملية بثق قوية ، والحفاظ على اتساق العملية ، وتحسين العملية واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بكفاءة. لحسن الحظ ، مع أجهزة الكمبيوتر غير المكلفة اليوم وبرامج DA المتاحة على نطاق واسع ، من الممكن تثبيت نظام DA قوي على خط بثق موجود. لسوء الحظ (وبشكل محير) ، يستفيد عدد قليل جدًا من المعالجات من هذه الميزة بشكل فعال.
عمل المؤلف مع معالج لتثبيت نظام DA قائم على الكمبيوتر على خط بثق قديم نسبيًا. يكلف نظام DA أقل من 20 دولارًا ، 000. في حوالي ثلاثة أشهر ، انخفض معدل خردة الخط من حوالي 15 بالمائة إلى 5 بالمائة. نتيجة لذلك ، دفع نظام DA تكاليفه في غضون أشهر ويساعد الآن المحول على العمل باستمرار مع معدلات خردة أقل بشكل ملحوظ في كل سطر.
يتم تقليل معدلات الخردة لأنه يمكن تحسين العمليات بشكل لم يسبق له مثيل باستخدام نظام DA. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحديد المشكلات التي قد تؤدي إلى منتجات غير مطابقة وتصحيحها على الفور قبل إنتاجها فعليًا. هذه ليست تكنولوجيا طيران! إنها بسيطة وفعالة باستخدام أدوات جاهزة. يمكن حتى لمعدات البثق القديمة إنتاج منتجات عالية الجودة طالما يتم صيانتها جيدًا ولديها أدوات جيدة ووظيفة DA.
اختيار الأعلاف
يعد تناسق التغذية وتدفق التغذية إلى الطارد أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق استقرار العملية. التغييرات في التغذية (على سبيل المثال ، درجات مختلفة من إعادة الطحن) تؤدي دائمًا إلى تغييرات في عملية البثق. حتى القضايا التي تبدو تافهة مثل توزيع حجم الجسيمات يمكن أن تؤثر على العملية. بشكل عام ، يزيد توزيع حجم الجسيمات الأضيق من ثبات عملية البثق.
الشكل 1. التغذية الفائضة تملأ القناة اللولبية بالكامل وتستخدم الطول الكامل للمسمار. لا يتطلب معدات تغذية إضافية ، ولكنه يقلل من التحكم في العملية.
هناك طريقتان أساسيتان للتغذية: التغذية بالفيضانات والتغذية من الجوع. في التغذية الفائضة ، يتم ملء قادوس التغذية إلى مستوى معين وتتدفق المادة في تدفق الكتلة (معظم الوقت) إلى الطارد ، الذي يمتص أكبر قدر ممكن من المواد. يتم ملء القنوات اللولبية على الفور تقريبًا (انظر الشكل 1). والنتيجة هي أنه ، في تغذية الفائض ، يكون الطول الفعال للمسمار هو إلى حد ما نفس طول رحلة المسمار.
الشكل 2 تتطلب تغذية الجوع وحدة تغذية ، ولكنها توفر تحكمًا أفضل في العملية وتميل إلى تقليل درجة حرارة الذوبان.
في تغذية الجوع ، يتم قياس البوليمر في الطارد من خلال جهاز تغذية (الشكل 2). لا يوجد تراكم في القادوس ؛ بدلاً من ذلك ، تسقط المادة مباشرة في القناة اللولبية ، والتي يتم ملؤها جزئيًا فقط عند فتحة التغذية. عندما يتم نقل المادة إلى الأمام ، سيتم ملء القناة اللولبية بالكامل على مسافة معينة في اتجاه مجرى التغذية.
في تغذية التجويع ، يكون الطول الفعال للمسمار أقل من طول رحلة المسمار. من المزايا المهمة أنه يمكن ضبط طول المسمار الفعال أثناء تشغيل الطارد. هذا يسمح بتحكم أوسع في العملية من تغذية الفيضانات حيث لا يمكن تعديل الطول الفعال. تكون تغذية التجويع مفيدة فقط إذا كان الطارد طويلاً بما يكفي لتحقيق ذوبان كامل وخلط فعال. لذلك ، لن تؤدي تغذية التجويع عمومًا إلى تحسين العملية على آلات البثق القصيرة (25D الطويلة). تتطلب تغذية الجوع وحدة تغذية ، ولكنها تقلل من حمل المحرك ، ودرجة حرارة الذوبان وإمكانية حدوث كتل ، وسد وفصل في القادوس.
الشكل 3 يوضح هذا المثال من عملية بثق الأنبوب أن درجة معينة من تغذية الجوع تؤدي إلى سماكة جدار أكثر اتساقًا. تغذية الفيضانات بنسبة 100 في المائة ؛ أي شيء أقل هو تغذية الجوع.
تسمح تغذية الجوع بمستوى من تحسين العملية لا يمكن تحقيقه من خلال التغذية الفائضة. يوضح الشكل 3 مثالاً لعملية بثق الأنبوب حيث تم قياس اختلاف سمك الجدار عند عدة مستويات تعبئة. يشير ملء مائة بالمائة إلى التغذية بالفيضانات ؛ أقل من هذا يشير إلى تغذية الجوع. نسبة التعبئة هي معدل التغذية الفعلي بالنسبة لمعدل التغذية الفائض.
من الواضح أن ظروف المعالجة المثلى لتقليل تغير سمك الجدار هي حوالي 98 بالمائة من التعبئة. كان التباين في سمك الجدار عند التجويع الأمثل حوالي نصف التباين في التغذية الفائضة. هذا يعني أنه في ظل الظروف المثلى ، يمكن استخدام مواد أقل لأن سماكة جدار الأنبوب يمكن أن تكون أقرب إلى الحد الأدنى. في هذه الحالة ، تبلغ المدخرات المادية وحدها حوالي 100 دولار ، 000 / سنة.
تلعب البيئة داخل المصنع أيضًا دورًا مهمًا في عملية البثق. يمكن أن تؤثر التغييرات في درجة حرارة الغرفة والرطوبة النسبية على العملية ، كما يمكن أن يؤثر تدفق الهواء: فتح باب أو نافذة يمكن أن يغير ظروف نقل الحرارة حول الطارد ويسبب تحولًا في العملية ، ويمكن أن يؤدي تشغيل أو إيقاف تشغيل مروحة بالقرب من الطارد إلى حدوث تغييرات مماثلة في العملية . نظرًا لأن أحداثًا من هذا النوع لا تظهر عادةً على لوحات المعلومات ، فقد لا يكون من السهل العثور على مصدر هذا التغيير في العملية.
سرعة البرغي وإعدادات البرميل
يعمل الطارد بكفاءة عالية عندما يوفر المسمار اللولبي ما يقرب من 80 في المائة إلى 90 في المائة من الطاقة اللازمة لتسخين البلاستيك وصهره. في هذه الحالة ، يوفر سخان البرميل حرارة إضافية بنسبة 10 إلى 20 بالمائة. يوفر البرغي أحيانًا أكثر من 100 بالمائة من الطاقة اللازمة لتسخين البلاستيك وصهره. قد نطلق على هذا المسمار "مفرط النشاط". هناك حاجة إلى تبريد البرميل هنا للتحكم في درجة الحرارة.
الشكل 4 يحتوي كل راتينج على استهلاك طاقة تسخين وانصهار محدد (SEC). من الناحية المثالية ، يوفر المسمار 80 في المائة إلى 90 في المائة من الطاقة. إذا كان يوفر أكثر من SEC ، فيجب تبريده لإزالة الحرارة الزائدة ، والتي هي غير فعالة ولديها القدرة على تحلل البلاستيك. نقطة البثق الذاتي هي المكان الذي يسلم فيه المسمار SEC دقيقًا بنسبة 100 بالمائة للبلاستيك. أي شيء أعلاه يشير إلى وجود برغي "مفرط النشاط".
إن تبريد البرميل يهدر الطاقة ، ومن الواضح أن الطاقة ليست مجانية. يوضح الشكل 4 كيف يختلف استهلاك الطاقة المحدد (SEC) بالكيلو وات ساعة / كجم مع سرعة اللولب. كل بلاستيك له متطلبات طاقة خاصة بالتسخين والصهر. بالنسبة للبلاستيك شبه المتبلور ، تبلغ هذه القيمة تقريبًا 0. 15 كيلو وات ساعة / كجم وبالنسبة للبوليمرات غير المتبلورة ، تبلغ هذه القيمة تقريبًا 0. 10 كيلو وات ساعة / كجم.
تمثل المنحنيات في الشكل 4 مزيجًا من الحرارة الاحتكاكية واللزجة الناتجة عن المسمار. غالبًا ما يشار إلى هذا باسم حرارة القص ، على الرغم من أن هذا المصطلح ليس صحيحًا تمامًا. عند سرعة اللولب المنخفضة ، تكون الحرارة الناتجة عن اللولب منخفضة جدًا ، ويكون تأثير سخان البرميل رائعًا. عند السرعات العالية للمسمار ، يتم توليد معظم الحرارة (80 في المائة إلى 90 في المائة) بواسطة المسمار - وهذا هو نطاق التشغيل المفضل.
عندما تزداد سرعة اللولب بشكل أكبر ، فإنه يتجاوز الخط الأفقي مشيرًا إلى متطلبات SEC للبلاستيك. تسمى نقطة التقاطع هذه نقطة بثق ذاتي المنشأ. في هذا الوقت ، يتم توليد كل الحرارة بواسطة المسمار ، ولا يحتاج سخان البرميل إلى توفير الحرارة. بعد هذه النقطة ذاتية التولد ، يولد المسمار مزيدًا من الحرارة أكثر من اللازم - ويصبح مفرط النشاط. عندما تزيد سرعة اللولب عن نقطة التقاطع ، يجب تبريد البرميل لإزالة الحرارة الزائدة التي يوفرها المسمار.
عندما يبرد البرميل ، ستكون درجة حرارة الذوبان في الطارد أعلى من نقطة ضبط درجة حرارة البرميل حيث تتدفق الحرارة من داخل البرميل إلى الخارج. عند إجراء قدر صغير من التبريد ، قد تكون درجة حرارة الذوبان أعلى من نقطة التحديد بمقدار 10 درجات فهرنهايت إلى 50 درجة فهرنهايت. مع التبريد المعتدل ، قد تكون درجة حرارة الذوبان 50 درجة فهرنهايت إلى 100 درجة فهرنهايت فوق نقطة التحديد. عندما يكون التبريد بأقصى سرعة طوال الوقت ، قد تكون درجة حرارة الذوبان الفعلية أعلى من نقطة التحديد أو أعلى من 100 درجة فهرنهايت إلى 150 درجة فهرنهايت. نظرًا لأنه لا يمكن عادةً قياس درجة حرارة الذوبان في هذه المرحلة ، فإن معظم المعالجات لا تدرك أن هذه الحالة يمكن أن تكون ضارة.
من المهم أن نفهم أن الحاجة إلى التبريد تعني ارتفاع درجة حرارة البلاستيك. هذا يزيد من خطر تحلل البلاستيك وتطوير البقع السوداء والمواد الهلامية وتغير اللون. كما أنه يقلل من قوة الذوبان عند خروج القالب ويزيد من صعوبة تبريد البثق. إن تشغيل الطارد بتبريد البرميل يشبه قيادة السيارة مع تشغيل الفرامل - فهو يهدر الطاقة ويسبب التآكل المفرط.
يتطلب البثق الفعال تحسينًا دقيقًا لدرجة حرارة البرميل. العديد من الشركات لا تولي اهتماما كافيا لملف درجة حرارة البرميل. هناك عدة طرق لضبط درجة حرارة البرميل. إحدى الطرق الفعالة هي التحسين الديناميكي. تتضمن هذه الطريقة إجراء تغييرات كبيرة على نقطة التحديد وتتبع كيفية تغير درجة الحرارة والضغط الفعليين بمرور الوقت. يوضح الشكل 5 كيف يختلف الضغط مع درجة الحرارة حيث تنخفض نقطة الضبط من 390 درجة فهرنهايت إلى 300 درجة فهرنهايت.
في الحالة الموضحة أعلاه ، تكون نقطة ضبط درجة الحرارة المثلى لمنطقة البرميل 1 حوالي 330 درجة فهرنهايت.هذه الطريقة لإيجاد نقطة الضبط المثلى أسرع من إجراء تغييرات في الوقت الفعلي على نقطة التحديد وانتظار تفاعل الطارد مع يتغير. بالنسبة لأجهزة البثق الكبيرة ، قد يستغرق الأمر 30 دقيقة أو أكثر حتى يتفاعل الجهاز مع التغيير في نقطة الضبط. إذا أجريت ستة تغييرات ، يمكن أن يستغرق الطارد ثلاث ساعات أو أكثر للتفاعل مع هذه التغييرات بسهولة.
