ekstruder

Wytłaczarka (ang. extruder) to podstawowa maszyna procesu wytłaczania tworzyw polimerowych. Jej zadaniem jest ciągłe i stabilne dostarczanie do głowicy wytłaczarskiej odpowiedniej ilości uplastycznionego, jednorodnego tworzywa oraz wytworzenie ciśnienia niezbędnego do przepływu materiału przez głowicę i ustnik.

Najważniejszym zespołem typowej wytłaczarki jest układ uplastyczniający, najczęściej układ cylinder–ślimak. Materiał wsadowy, np. granulat, proszek, płatki, wióry, przemiał albo mieszanina przygotowana według receptury, trafia przez lej zasypowy do cylindra. Obracający się ślimak transportuje tworzywo wzdłuż cylindra, gdzie materiał jest ogrzewany, ścinany, uplastyczniany, sprężany i homogenizowany. Znaczną rolę w topieniu tworzywa odgrywają nie tylko grzałki cylindra, lecz także tarcie i ścinanie materiału.

Funkcje wytłaczarki

Wytłaczarka powinna zapewniać przede wszystkim:

• równomierny transport tworzywa do głowicy,
• uplastycznienie materiału do temperatury wymaganej przez proces,
• wymieszanie i ujednorodnienie składu oraz temperatury stopu,
• wytworzenie ciśnienia potrzebnego do pokonania oporów przepływu przez głowicę,
• stabilność wydajności, która wpływa na wymiary i jakość wytłoczyny.

Rodzaje wytłaczarek

Wytłaczarki klasyfikuje się m.in. według liczby i układu ślimaków. Najczęściej spotykane są:

• wytłaczarki jednoślimakowe – powszechnie stosowane do przetwarzania jednorodnych tworzyw i wytwarzania typowych wyrobów w procesach ciągłych,
• wytłaczarki dwuślimakowe współbieżne – wykorzystywane zwłaszcza w compoundingu, produkcji tworzyw modyfikowanych, kompozytów, masterbaczy i w procesach wymagających intensywnego mieszania,
• wytłaczarki dwuślimakowe przeciwbieżne – stosowane m.in. przy materiałach wrażliwych cieplnie, takich jak PVC lub wybrane mieszanki kauczukowe,
• rozwiązania specjalne, w tym konstrukcje stożkowe i walcowe oraz układy dobierane do konkretnego surowca, wydajności i wymagań produktu.

Dobór konstrukcji wytłaczarki zależy od rodzaju przetwarzanego tworzywa, oczekiwanej wydajności, wymaganej intensywności mieszania, dopuszczalnego obciążenia cieplnego materiału, sposobu dozowania dodatków oraz rodzaju wyrobu końcowego.

Wytłaczarka w linii technologicznej

Wytłaczarka zwykle pracuje jako część kompletnej linii. Za układem uplastyczniającym znajduje się głowica wytłaczarska z ustnikiem, który nadaje wypływającemu tworzywu wymagany przekrój. Następne urządzenia utrwalają kształt i przygotowują wyrób do odbioru; mogą to być m.in. kalibratory, układy chłodzenia, odciągi, urządzenia tnące, nawijarki albo granulatory. W procesach recyklingu linia może obejmować także filtrację stopionego tworzywa, odgazowanie i granulację.

W liniach koekstruzyjnych stosuje się zwykle co najmniej dwie wytłaczarki, które podają różne strumienie uplastycznionego tworzywa do jednej głowicy. Pozwala to wytwarzać wyroby wielowarstwowe lub wieloskładnikowe, np. folie, rury, profile, taśmy, kable i powłoki o warstwach różniących się materiałem, kolorem, barierowością lub funkcją użytkową.

Zastosowanie

Wytłaczarki są wykorzystywane do produkcji wyrobów o stałym przekroju lub strukturze warstwowej, takich jak rury, profile, płyty, taśmy, folie płaskie i rozdmuchiwane, izolacje przewodów, powłoki kablowe, węże, granulaty i regranulaty. Są także kluczowymi maszynami w produkcji compoundów, masterbaczy i tworzyw modyfikowanych, gdzie umożliwiają mieszanie polimerów z pigmentami, stabilizatorami, napełniaczami, włóknami oraz innymi dodatkami.

W recyklingu tworzyw wytłaczarka może stanowić jeden z końcowych elementów linii: po rozdrabnianiu, myciu i suszeniu materiał jest przetapiany, homogenizowany, często filtrowany i odgazowywany, a następnie formowany lub granulowany. Wytłaczarki dwuślimakowe znajdują również zastosowanie w procesach specjalistycznych, w których istotne jest precyzyjne dozowanie składników, kontrola ścinania i krótki czas przebywania materiału w maszynie.