매일 우리를 둘러싸고 있는 플라스틱 파이프, 창틀, 식품 포장을 생각해 보십시오. 이러한 제품은 작은 플라스틱 알갱이에서 최종 형태로 어떻게 발전합니까? 그 답은 플라스틱 압출 성형이라는 놀라운 산업 기술에 있습니다. 현대 세계를 조용히 형성하고 있는 이 매혹적인 제조 과정을 살펴보겠습니다.
플라스틱 압출의 이해
기본적으로 플라스틱 압출은 치약을 짜내는 것과 유사합니다. 이 공정은 플라스틱 원료(일반적으로 펠렛, 분말 또는 플레이크)가 압출기의 호퍼에 공급되는 것으로 시작됩니다. 스크류 회전과 외부 가열을 통해 플라스틱이 점차 녹습니다. 이 용융된 플라스틱은 특별한 형태의 다이를 통해 고압으로 강제 냉각되어 원하는 형태의 연속 프로파일로 냉각됩니다. 이 다재다능한 방법은 다음을 포함한 수많은 제품을 생산합니다.
플라스틱 압출의 역사적 발전
현대 산업에 중요한 역할을 하는 압출 기술의 뿌리는 19세기로 거슬러 올라갑니다. 최초의 압출기 프로토타입은 고무 가공 요구 사항을 충족했습니다. 1820년에 Thomas Hancock은 고무 폐기물을 재활용하기 위한 고무 "저작기"를 발명했습니다. Edwin Chaffee는 1836년에 고무에 첨가제를 혼합하기 위한 2개의 롤러 기계를 개발했습니다. 획기적인 발전은 1935년 독일 함부르크의 Paul Troester와 Ashley Gershoff가 최초의 열가소성 플라스틱 압출을 달성하면서 이루어졌습니다. 얼마 지나지 않아 이탈리아 LMP의 Roberto Colombo는 최초의 이축 압출기를 개발했습니다.
압출 공정 단계별
플라스틱 압출 공정에는 몇 가지 정밀한 단계가 포함됩니다.
시스템의 핵심: 나사
압출기 스크류는 효율성과 제품 품질에 직접적인 영향을 미치는 설계를 갖춘 시스템의 중요한 구성 요소를 나타냅니다. 표준 플라스틱 압출 나사에는 일반적으로 세 가지 기능 영역이 있습니다.
통풍형(2단계) 모델과 같은 특수 압출기는 추가 영역을 통합합니다.
나사의 길이 대 직경 비율(L/D)은 주요 설계 매개변수로 사용됩니다. L/D가 24:1인 6인치 직경 나사의 길이는 144인치(12피트)입니다. L/D 비율이 높을수록 혼합 용량과 출력이 향상됩니다. 25:1이 일반적이지만 일부 기계는 40:1에 도달합니다. 통풍형 나사는 일반적으로 추가 구역을 수용하기 위해 36:1 L/D가 필요합니다.
중요한 온도 제어
정확한 온도 조절은 압출 전반에 걸쳐 필수적인 것으로 입증되었습니다. 각 구역에는 열을 모니터링하고 제어하기 위한 열전대 또는 RTD가 통합되어 있습니다. 확립된 "온도 프로필"은 최종 제품 특성에 큰 영향을 미칩니다.
압출 품종
재료 옵션
다이 다양성
공압출의 장점
단일 폴리머가 모든 요구 사항을 충족할 수 없는 경우 공압출을 통해 여러 재료를 적층된 제품으로 결합합니다. 이 접근 방식은 산소 차단 기능과 구조적 강도 등 다양한 재료 특성을 단일 구성 요소에 병합합니다.
복리의 역할
복합 압출은 폴리머를 첨가제와 혼합하여 색상, 내구성 또는 내후성과 같은 특성을 변경합니다. 생성된 펠릿은 다른 플라스틱 가공 방법에 사용됩니다.
트윈 스크류의 우수성
컴파운딩에는 탁월한 혼합 기능을 위해 트윈 스크류 압출기가 필요한 경우가 많습니다. 이는 동회전 및 역회전 구성으로 제공되며, 전자는 더 나은 축 혼합을 제공하고 후자는 더 높은 압력을 생성합니다.
유비쿼터스 애플리케이션
압출 기술은 현대 생활에 스며들어 건설, 자동차, 의료, 소비재 분야의 부품을 생산합니다.
압출의 미래
기술이 발전함에 따라 압출 공정은 더 큰 효율성, 에너지 절약 및 환경 지속 가능성을 향해 계속 발전하고 있으며 플라스틱 제품 제조에 있어 추가적인 혁신을 약속합니다.
