Охлаждение и калибрование жгута расплавленного материала является важнейшей
частью технологического процесса получения ПВХ профиля. Во время прохождения
профилем калибраторов, формируется его окончательные форма и размеры сечения,
фактура поверхности. Существует ряд правил, касающихся калибрования и
охлаждения, выполнение которых, в большинстве случаев, обеспечивает получение
требуемых характеристик готового профиля. Правила выглядят следующим образом:
- ВСЕ КАЛИБРАТОРЫ ДОЛЖНЫ ОХЛАЖДАТЬСЯ ВОДОЙ ЧЕРЕЗ ВСЕ ПРЕДУСМОТРЕННЫЕ
КОНТУРЫ.
Часто, из-за ошибок при «подключении воды» или засорения каналов, в
калибраторах образуется местный перегрев какой-либо их части. Перегрев такого
рода обычно отрицательно сказывается на форме и размерах поперечного сечения
профиля, может приводить к «запиранию» профилей. Особенно чувствителен к
недостатку охлаждения первый калибратор. Необходимо помнить, что иногда, можно
применять искусственное ограничение в охлаждении отдельных частей калибратора
для корректировки свойств готового профиля.
- ВАКУУМНЫЕ ШЛАНГИ ДОЖНЫ БЫТЬ ПРИСОЕДИЕНЫ К ПРЕДУСМОТРЕННЫМ ШТУЦЕРАМ
КАЛИБРАТОРОВ. ОДНА ВАКУУМНАЯ ПОМПА ПРИСОЕДИНЯЕТСЯ К ОДНОМУ КАЛИБРАТОРУ.
Разумеется, данное правило имеет смысл только для условий производства автора и
часто невыполнимо из-за особенностей конструкций калибрационного стола.
Отсутствие вакуума в какой-либо части калибратора (из-за неправильного
подключения или «неоткрытия» кранов) может отрицательно сказаться на геометрии
профиля.
- ЖЕЛАТЕЛЬНО, ЧТОБЫ ВЕЛИЧИНА ВАКУУМА ВО ВРЕМЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЯ НЕ
БЫЛА МЕНЕЕ 0,7 БАР НА ПЕРВОМ И 0,6 БАР НА ВТОРОМ КАЛИБРАТОРЕ.
(Справедливо только для условий производства автора) В нормальных условиях,
величина вакуума на первом калибраторе около 0,8 бар, на втором ~ 0,7 бар.
Правило достаточно условное, т.к. существуют примеры выпуска качественного
профиля при значении вакуума 0,4 бар на калибраторах. Наоборот, значение
вакуума 0,8 и более бар не дает гарантии получения профилей с требуемыми
характеристиками. Кроме того, значение вакуума на калибраторах может служить
признаком «наполненности» профиля. Чем «толще» профиль (чем больше вес 1 метра профиля) тем больше
будет значение вакуума при прочих одинаковых условиях.
ПРАВИЛА "НОРМАЛЬНОГО"
ОХЛАЖДЕНИЯ И КАЛИБРОВАНИЯ
Охлаждение и калибрование жгута расплавленного материала является важнейшей
частью технологического процесса получения ПВХ профиля. Во время прохождения
профилем калибраторов, формируется его окончательные форма и размеры сечения,
фактура поверхности. Существует ряд правил, касающихся калибрования и
охлаждения, выполнение которых, в большинстве случаев, обеспечивает получение
требуемых характеристик готового профиля. Правила выглядят следующим образом:
- ВСЕ КАЛИБРАТОРЫ ДОЛЖНЫ ОХЛАЖДАТЬСЯ ВОДОЙ ЧЕРЕЗ ВСЕ ПРЕДУСМОТРЕННЫЕ
КОНТУРЫ.
Часто, из-за ошибок при «подключении воды» или засорения каналов, в
калибраторах образуется местный перегрев какой-либо их части. Перегрев такого
рода обычно отрицательно сказывается на форме и размерах поперечного сечения
профиля, может приводить к «запиранию» профилей. Особенно чувствителен к
недостатку охлаждения первый калибратор. Необходимо помнить, что иногда, можно
применять искусственное ограничение в охлаждении отдельных частей калибратора
для корректировки свойств готового профиля.
- ВАКУУМНЫЕ ШЛАНГИ ДОЖНЫ БЫТЬ ПРИСОЕДИЕНЫ К ПРЕДУСМОТРЕННЫМ ШТУЦЕРАМ
КАЛИБРАТОРОВ. ОДНА ВАКУУМНАЯ ПОМПА ПРИСОЕДИНЯЕТСЯ К ОДНОМУ КАЛИБРАТОРУ.
Разумеется, данное правило имеет смысл только для условий производства автора и
часто невыполнимо из-за особенностей конструкций калибрационного стола.
Отсутствие вакуума в какой-либо части калибратора (из-за неправильного
подключения или «неоткрытия» кранов) может отрицательно сказаться на геометрии
профиля.
- ЖЕЛАТЕЛЬНО, ЧТОБЫ ВЕЛИЧИНА ВАКУУМА ВО ВРЕМЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЯ НЕ
БЫЛА МЕНЕЕ 0,7 БАР НА ПЕРВОМ И 0,6 БАР НА ВТОРОМ КАЛИБРАТОРЕ.
(Справедливо только для условий производства автора) В нормальных условиях,
величина вакуума на первом калибраторе около 0,8 бар, на втором ~ 0,7 бар.
Правило достаточно условное, т.к. существуют примеры выпуска качественного
профиля при значении вакуума 0,4 бар на калибраторах. Наоборот, значение
вакуума 0,8 и более бар не дает гарантии получения профилей с требуемыми
характеристиками. Кроме того, значение вакуума на калибраторах может служить
признаком «наполненности» профиля. Чем «толще» профиль (чем больше вес 1 метра профиля) тем больше
будет значение вакуума при прочих одинаковых условиях.
ОСОБЕННОСТИ.
В этом разделе приведены две базовых особенности влияния охлаждения расплава
ПВХ на геометрию профиля. Эти особенности проверены на практике. Приведены
наиболее яркие примеры применения этих свойств в реальных ситуациях. Кроме
того, раздел содержит описание некоторых способов влияния на конечные
характеристики профиля.
• Поведение стенки поперечного сечения ПВХ профиля при калибровании ее с
одной стороны.
Речь пойдет о стенках коробчатых профилей и полках «уголков» в поперечном
сечении. Под «калиброванием» в данном случае понимается совместные охлаждение,
прижим к стенке калибратора под действием вакуума и трение об эту стенку из-за
протягивания тянущим устройством. Указанная особенность поведения выглядит
следующим образом: если мы калибруем плоскую поверхность расплава ПВХ об стенку
с одной стороны, она выгибается от этой стенки. Смысл приведенного утверждения
раскрывается на "Рисунке 2".
Рисунок 2. изгиб
стенки профиля при «калибровании».
Обе части рисунка показывают одну и ту же схему с противоположных сторон. На
рисунке схематично изображен характер искривления стенки ПВХ профиля в
калибраторе. Возможные влияния сопряженных стенок и перегородок профиля, как и
возможный продольный (вдоль направления экструзии) изгиб не показаны. Для
понимания особенностей процесса «калибрования» достаточно представлять
направление изгиба.
На практике, данную особенность можно использовать при выпрямлении изогнутых
полок «уголков». Например, открывая полностью вакуум с внутренней стороны
калибратора «угла» и «прикрывая» вакуумные краны с наружной части, мы получим
профиль с вогнутыми внутрь полками и наоборот. "Рисунок 3" поясняет
упомянутый пример.
Рисунок 3. изгиб
"уголка" в зависимости от условий калибрования.
Данная особенность связана с предыдущей, является ее обратной стороной и
формулируется так: если отсутствует охлаждение стенки профиля, она
прогибается внутрь.
Отсутствие охлаждения самой стенки может возникать по двум причинам:
o Прилегающий борт калибратора не охлаждается, или не достаточно охлаждается,
водой. Ситуация возникает из-за ошибок в подключении воды, перегибов водяных
шлангов, засорения внутренних каналов калибратора и т.д.
o Стенка не притягивается к борту калибратора из-за отсутствия
(недостаточности) «вакуума» в этом борту. Причины – ошибки подключения,
закрытые отдельные вакуумные краны, засорение вакуумных пазов калибратора
смазками ПВХ смеси.
Рисунок 4 схематично показывает рассматриваемую ситуацию. Если вы видите,
что какая-то часть профиля «завалена» внутрь, как на рисунке, в первую очередь
следует проверить условия его охлаждения.
Рисунок 4. Изгиб
стенки коробчатого профиля при отсутствии охлаждения.
Пример: Опираясь на знание этих двух особенностей можно регулировать изгиб
поверхности подоконника. Подавая воду на вогнутую сторону профиля между
калибраторами и «подогревая» противоположную сторону (за счет уменьшения
интенсивности подачи воды в калибраторе на эту сторону) можно выпрямить
поперечное сечение подоконника.
• «Заламывание» профиля в калибраторах и ваннах.
При нормальных условиях, все калибраторы и кондукторы ванны должны быть
установлены на одной оси, параллельно оси экструзии, определяемой цилиндром
станка. При смещении кондукторов и калибраторов в поперечном направлении
относительно этой оси (см. Рисунок 5), возможны значительные искажения
поперечного сечения профиля, «загибы» полок, искривления перегородок и т.д.
Рисунок 5.
«выравнивание калибраторов». Ванна верхнего левого калибратора смещена
относительно оси экструзии.
При наличии некоторого опыта работы, можно целенаправленно создавать
подобные смещения для получения ожидаемых изменений в геометрии сечения.
В случае существования угла между осями калибраторов, калибраторов и ванны
существует большая вероятность искривления мерных отрезков профиля или, другими
словами, «сабля» (см. Рисунок 6). Надо отметить, что установка инструмента
(фильеры, калибраторов и ванны) строго по оси не дает гарантии предотвращения
возникновения «сабли», однозначно определить причины ее возникновения
достаточно проблематично. Наоборот, создание искусственного «залома» является
эффективным (а иногда единственным) способом устранения такого дефекта (см.
Рисунок 6).
Рисунок 6.
«Исправление продольного изгиба профиля». Второй калибратор находится на оси
экструзии.
В обычном случае, для исправления показанного на рисунке изгиба детали
достаточно «заламывания» ванны в указанном направлении. Поворот первого
калибратора (как на рисунке), явление достаточно редкое. Разумеется, подобным
образом можно исправлять и изгибы профиля в вертикальной плоскости (т.н.
"лыжа"). В случае отсутствия ванны в составе инструмента, исправлять
изгиб профиля можно с помощью преднамеренного углового смещения всего блока
калибраторов. В этом случае направление «залома» определяется опытным путем.
• Вытягивание профиля в калибраторах.
Явление «вытягивания» профиля в продольном направлении в калибраторах
присутствует всегда. В некоторых случаях, оно становится заметно и начинает
влиять на параметры готового профиля. Вытягивание чаще всего наблюдается в
первом калибраторе. Проявляется следующим образом: на входе в калибратор жгут
массы выглядит значительно шире, чем отверстия калибратора, на выходе из
первого (и последующих) калибраторов профиль «узкий», размеры поперечного
сечения занижены. В этом случае, дальнейшему «наполнению» профиль не поддается.
Подобная ситуация возникает из-за пластической деформации не остывшего, а
значит мягкого, материала в калибраторе. Причина явления – недостаточно быстрое
охлаждение материала профиля. При этом, в каком-то месте по длине калибратора,
силы сопротивления вытягиванию достигают значений предела текучести материала
при данной температуре. Материал начинает вытягиваться. Если в указанном месте
калибратора значение предела текучести материала увеличить, (остудить
материал), вытягивания не произойдет.
На практике, картина чрезмерного вытягивания профиля, обычно встречается при
повышенных, в сравнении с номинальными, скоростях экструзии или при повышенной
температуре охлаждающей воды. Для разрешения ситуации достаточно уменьшить
скорость экструдирования профиля.
Говоря о вытягивании профиля в калибраторах надо понимать, что
интенсивность вытягивания может значительно различаться в разных точках
поперечного сечения профиля. Если провести ровную поперечную черту маркером на
поверхности жгута (плоского) профиля на выходе из фильеры, после первого
калибратора черта будет искривлена. Частично, искривление нарисованной полосы
объясняется разной степенью вытягивания поверхности профиля вдоль черты.
