فیلم اکستروژن دمشی چگونه کار می‌کند؟

در میان محصولات پلاستیکی امروزی، فیلم‌های پلاستیکی به‌طور گسترده‌ای در بسته‌بندی مواد غذایی، بسته‌بندی صنعتی، فیلم‌های پوششی کشاورزی، تجهیزات پزشکی و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شوند. روش‌های مختلفی برای تولید فیلم‌های پلاستیکی وجود دارد که از میان آن‌ها، روش قالب‌گیری دمشی (Blow Molding) یکی از فرآیندهای مهم و پرکاربرد است. این روش به‌طور گسترده برای تولید محصولات فیلمی ترموپلاستیک مانند پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌پروپیلن (PP) استفاده می‌شود. بنابراین، فرآیند کارکرد فیلم دمشی چگونه است؟ ویژگی‌های جریان فرآیند، ساختار تجهیزات و پارامترهای کنترلی آن چیست؟ این مقاله به‌صورت سیستماتیک به تحلیل اصول کار و فرآیند تکنیکی فیلم دمشی می‌پردازد.

1. چیست فیلم اکستروژن دمشی ?

فیلم فوتی یک فیلم پلاستیکی است که از طریق گرم کردن و ذوب کردن پلاستیک‌های ترموپلاستیک، اکستروژن آن به شکل فیلم لوله‌ای و سپس سرد کردن و کشش آن در حالی که مرکز آن باد کنید، در دو جهت طولی و عرضی امتداد می‌یابد. فیلم فوتی معمولاً دارای خواص مکانیکی خوب، قابلیت جوش حرارتی و دوام مناسب است و یکی از رایج‌ترین روش‌های تولید فیلم محسوب می‌شود.

2. اصل کار

مرکز فیلم فوتی فرآیندی پیوسته شامل اکستروژن-دمیدن-سرد کردن-کشیدن-پیچیدن است که به کنترل دقیق تجهیزات و رفتار ترموپلاستیک مواد اولیه بستگی دارد.
در مجموع، اصل کارکرد اساسی آن به شرح زیر است:

• مواد اولیه پلاستیکی (مانند گرانول‌های PE) از طریق اکسترودر گرم و ذوب می‌شوند.
• پلاستیک مذاب از سر قالب بیرون رانده می‌شود و یک لوله ذوب اولیه تشکیل می‌دهد.
• هوای فشرده به داخل لوله ذوب اولیه پمپ می‌شود تا فیلم حبابی شکل بگیرد.
• در همان زمان، از یک حلقه هوایی برای سرد کردن از بیرون استفاده می‌شود تا فیلم حبابی را سفت کند.
• حباب فیلم کشیده شده، صاف شده و از طریق غلتک کشش، پیچیده می‌شود.
• این فرآیند تنها به شکل‌دهی نمی‌انجامد، بلکه همزمان کنترل ضخامت، عرض، شفافیت و خواص مکانیکی فیلم را نیز به عهده دارد.

3. مکانیک فرآیند اکستروژن فیلم دمشی

3.1 ذوب پلیمرها برای تشکیل فیلم

گرانول‌های پلیمری وارد محفظه اکسترودر می‌شوند که پیچ‌های چرخان و هیترهای محفظه باعث ذوب رزین‌های ترموپلاستیک در دمای 160-260°C می‌شوند. حفظ گرادیان دما در محدوده ±5°C سبک مولکولی را در موادی مانند پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن یا نایلون تضمین می‌کند.

3.2 ایجاد حباب از طریق دمش هوا

دمش هوا از طریق دهانه مرکزی قالب، لوله پلیمری را به یک حباب کنترل‌شده تبدیل می‌کند. حلقه‌های هوا به‌صورت استراتژیک در محل قرار داده شده‌اند تا ساختار را خنک کنند، در حالی که فشار داخلی قطر حباب را تنظیم می‌کند و خواص فیلم را در ساختارهایی با ضخامت تا 40 لایه تعیین می‌کند.

3.3 دینامیک جریان ماده در قالب

توزیع‌کننده‌های دنده‌ای مارپیچی سرعت جریان پلیمر را در محیط 360° قالب متعادل می‌کنند و از ایجاد خطوط جوش و تغییرات ضخامت (±5% تحمل) جلوگیری می‌کنند. هندسه‌های جدید قالب با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی برای رزین‌هایی مانند LLDPE بهینه‌سازی شده‌اند.

3.4 پارامترهای کنترل فرآیند

سیستم‌های بازخورد خودکار، نرخ اکستروژن را با دقت 0.2٪ تنظیم می‌کنند تا ثبات حباب را در طول شیفت‌های تولید حفظ کنند.

4. اصول طراحی سیستم‌های حلقه هوا

حلقه‌های هوا از طریق جریان هوا با زاویه‌بندی دقیق، خنک‌کنندگی اصلی از نوع خارجی را فراهم می‌کنند. سیستم‌های مدرن دارای چندین محفظه هستند که لایه‌بندی دما را مدیریت می‌کنند و خنک‌کنندگی سطحی یکنواخت را که برای تولید با سرعت بالا ضروری است، حفظ می‌کنند.

4.1 مکانیسم‌های خنک‌کننده داخلی حباب

سیستم‌های خنک‌کننده حباب داخلی (IBC) هوای سرد را از میان هسته حباب منتقل می‌کنند و بازدهی انتقال گرما را دو برابر می‌کنند. این امر امکان دستیابی به سرعت‌های اکستروژن بیش از ۳۰٪ سریع‌تر از سیستم‌های متداول را فراهم می‌کند، در حالی که مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.

4.2 روش‌های کنترل کریستالیزاسیون

فیلم‌های پلی‌اتیلن به سرعت‌های خنک‌کنندگی بالای ۴۰ درجه سانتی‌گراد بر دقیقه نیاز دارند تا رشد کریستال‌ها را در زیر ۱۵ میکرون محدود کنند. در ساختارهای کو-اکستروژن شده، مناطق خنک‌کننده متفاوت، توسعه کریستالی لایه‌های را مدیریت می‌کنند.

4.3 دستیابی به ضخامت یکنواخت

انحرافات دمایی بیش از ۵ درجه سانتی‌گراد باعث تغییراتی در ضخامت بیش از ۸٪ می‌شوند. نظارت لحظه‌ای با استفاده از فناوری مادون قرمز در کنار محرک‌های خودکار حلقه هوا، دقت ضخامت را در محدوده استاندارد صنعتی ±۳٪ حفظ می‌کند.

5. کاربردهای صنعتی

5.1 نوآوری‌های بسته‌بندی

فیلم‌های اکستروژن دمشی در بسته‌بندی انعطاف‌پذیر به دلیل عملکرد چند منظوره، غالب هستند. کاربردهای مربوط به مواد غذایی از خواص مانع‌داری عالی بهره می‌برند، در حالی که بسته‌بندی پزشکی از فیلم‌های قابل استریل‌کردن برای کیسه‌های IV و پوشش‌های ابزار جراحی استفاده می‌کند.

5.2 کاربردهای کشاورزی و صنعتی

کشاورزی به فیلم‌های دمشی خاص مانند پوشش گلخانه و مالچ با پایداری UV متکی است. کاربردهای صنعتی شامل مانع‌های بخار درجه‌بندی شده برای ساختمان و کیسه‌های سنگین برای حفاظت در حمل و نقل است.

پرسش‌های متداول

1. فیلم اکستروژن دمشی چیست؟

اکستروژن فیلم دمشی فرآیندی است که شامل ذوب رزین پلیمر و اکستروژن آن از طریق یک قالب دایره‌ای شکل است تا یک فیلم لوله‌ای پیوسته تشکیل شود که سپس با هوا منبسط شده و به صورت حباب در می‌آید.

2. چه موادی اغلب در فیلم اکستروژن دمشی استفاده می‌شوند؟

مواد رایج شامل پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP) و PVC هستند که هر کدام خواص متفاوتی ارائه می‌دهند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.

3. برخی از کاربردهای فیلم دمشی چیست؟

کاربردها از بسته‌بندی انعطاف‌پذیر، فیلم‌های کشاورزی، تا پوشش‌های صنعتی و بسته‌بندی پزشکی متغیر است.

4. مزایای استفاده از فیلم دمشی نسبت به فیلم ریخته‌گری شده چیست؟

فیلم‌های دمشی معمولاً استحکام کششی و مقاومت به نفوذ بهتری دارند، در حالی که فیلم‌های ریخته‌گری شده به دلیل شفافیت بالاتر و بهره‌وری تولیدی بیشتر شناخته می‌شوند.