Выбор экструзионной линии для производства ПВХ профилей

Перед фирмами, впервые решившими начать самостоятельно экструдировать строительные ПВХ и другие выгодные, оконные, дверные, сайдинг и прочие профили, встаёт проблема выбора технологическотго оборудования: Экструзионной линии для производства профильных изделий и экструзионного инструмента под конкретный профиль. Дело это в СНГ довольно новое. То, что было в СНГ ранее (экструзия кривых полиэтиленовых труб и прочих уродливых профилей в счёт не идёт); использовавшиеся для их производства отечественные киевские, кузнецкие и восточногерманские (Trusioma) экструзионные линии не отвечают требованиям быстрого возврата денег с твёрдой прибылью от современных отечественных инвесторов. Нужно ещё добавить о невиданном прессинге, развёрнутом во многих СМИ о невозможности и неспособности освоения русскими такого дорогостоящего производства. Да, неудачные примеры есть — десятки отличнейших экструзионных линий, купленные ещё за советские бюджетные деньги простаивают, отлаженные цепочки производства разорваны, ошибки в маркетинге (нежелание и незаинтересованность в нём разбираться) привели такие экструзионные предприятия к финансовому краху, имея почти нетронутые основные фонды. Но, уже десятки частных, или со смешанным капиталом экструзионных предприятий производят ПВХ профили во всё возрастающих количествах и с возрастающим качеством. Наши западные конкуренты шли к сегодняшним успехами 50-60 лет. Так вот, для начала стоит точно определить, какое изделие Вы хотите экструдировать (ПВХ оконный профиль, трубу, ПВХ сайдинг, кабель-канал и т.п.).

После того, как выбраны материалы и форма профиля, определяются габариты экструзионной линии. Исходными данными для этого являются размеры и форма профиля и максимальная производительность процесса. Для симметричных профилей простой формы производительность процесса может быть определена аналитическим путём по известным реологическим свойствам материала, размерам поперечного сечения и типу калибрования. Для сложных профилей точного расчёта сделать нельзя. Эмпирические данные, имеющиеся у инженера, часто более полезны любых расчётов, но не могут распространиться на любые формы профилей и материала.

Следует различать 3 вида ограничения пропускной способности или производительности. Это производительность экструдера, пропускная способность экструзионной фильеры и блока калибраторов .В большинстве случаев, особенно, если поперечное сечение профиля достаточно велико, производительность экструдера и пропускная способность фильеры выше, чем, скорость охлаждения профиля, или пропускная способность калибрующего устройства. Особенно это относится к экструзии толстостенных строительных ПВХ профилей, внутренние поверхности которых не успевают за время калибрования приобрести жёсткость, достаточную, для предотвращения деформации ПВХ профиля, или термоусадка допускает допустимые 1,5-2%. Сейчас оконные ПВХ профили экструдируют со скоростью 2,5-4,5 м/мин (от этого сильно зависит стоимость фильер), что соответствует производительности 4-7 кг готового оконного/дверного ПВХ профиля. При двухручьёвых фильерах эта производительность — выше в 2 раза, до 450 кг готового ПВХ оконного профиля в час! Более высокие значения скорости экструзии однокамерных профилей, для которых искажение внутренних поверхностей или усадка не имеют существенного значения — это, как правило, несложные, но пользующиеся повышенным спросом у населения кабель-каналы. Для многокамерных профилей производительность ниже, так как различные рёбра и перегородки препятствуют охлаждению внутренних поверхностей. Для открытых профилей, охлаждаемых со всех сторон, линейная скорость отвода выше (сайдинг).

Если поперечное сечение профиля невелико, то высокое давление в фильере препятствует повышению частоты вращения шнека и производительности экструдера. В этом случае пропускная способность калибра — выше производительности экструдера. При такой ситуации производительность лимитирует экструзионная фильера и тогда выгодно применение 2-х ручьёвой, но более дорогой фильеры. В этом случае давление на входе в фильеру снижается и появляется возможность увеличения частоты шнеков и производительность экструдера и всей линии. В некоторых случаях при экструзии неответственных ПВХ профилей целесообразно использовать 2-х ручьёвые фильеры, даже если пропускная способность калибра недостаточна и производительность такого процесса не слишком велика. Ниже приведены примеры производительности разных типов профилей из некоторых термопластов экструдерами различных фирм. Профили из жёсткого UPVC компаунда производят обычно (и с лучшим качеством) на 2-хшнековых экструдерах. Конструкция шнеков современных 2-хшнековых экструдеров такова, что материал в цилиндре хорошо гомогенизируется и дегазируется и поступает в фильеру в виде однородной вязкой массы с более-менее равномерным распределением температуры по сечению потока. При экструзии профилей целесообразно использовать не более 80% пластификационной способности экструдера.