Penjelasan Extrusion Die Head: Fungsi, Jenis, Bahan, Pemilihan, dan Perawatan

Apa itu Kepala Die Ekstrusi?

Kepala cetakan ekstrusi adalah unit distribusi aliran presisi yang dipasang pada ujung pelepasan ekstruder sekrup tunggal atau sekrup ganda. Dalam pembuatan kabel, ia membungkus polimer cair di sekitar konduktor yang bergerak dalam lapisan konsentris yang kontinu tanpa menimbulkan garis las, titik mati, atau gradien termal.

Tugasnya tidak terbatas pada pembentukan. Kepala cetakan yang dirancang dengan baik juga mendorong pengoperasian sekrup yang stabil dengan menciptakan tekanan balik, meratakan variasi tekanan dan suhu yang berasal dari sekrup, dan menjaga lelehan mengalir pada kecepatan yang seragam di seluruh keliling konduktor.

Apa Fungsinya pada Jalur Ekstrusi Kabel

• Mendistribusikan lelehan secara merata di sekitar kawat atau inti kabel.
• Mengontrol rasio ketebalan dinding melalui geometri die-to-tip.
• Mempertahankan konsentrisitas pada kecepatan di atas 1.000 m/menit.
• Membangun tekanan balik yang cukup untuk membuat keluaran sekrup stabil.
• Menjaga suhu polimer tetap seragam di seluruh saluran aliran.

Komponen Utama Kepala Die Ekstrusi

Meskipun desain die head berbeda antar pembuat mesin, elemen intinya sama. Setiap komponen memiliki tugas tertentu, dan sedikit keausan atau kesalahan penyelarasan pada salah satu komponen akan langsung terlihat pada kabel yang sudah jadi.

Bagian-bagian ini bekerja sama sebagai suatu sistem. Jika inti pemandu berada di tengah tetapi cincin cetakan dipakai sebesar 0,02 mm di satu sisi, variasi ketebalan dinding dapat melebihi /-0,03 mm pada lapisan FEP tipis, yang cukup untuk menggeser kapasitansi di luar kebutuhan pelanggan.

Anda dapat melihat bagaimana masing-masingnya cocok dengan jalur kabel lengkap dalam uraian kami sebelumnya komponen yang membentuk ekstruder .

Cara Kerja Kepala Die Ekstrusi

Lelehan masuk ke kepala dari flensa ekstruder, melewati pelat pemutus, kemudian mengalir di sekitar penyebar. Penyebar mendistribusikan kembali polimer dari aliran melingkar ke dalam cincin melingkar yang mengelilingi ujung pemandu. Konduktor melewati bagian tengah kepala, dan cincin cetakan di pintu keluar mengontrol diameter akhir.

Tiga variabel desain yang paling penting:

• Panjang daratan : bagian lurus pada pintu keluar cetakan. Tanah yang lebih panjang menstabilkan aliran tetapi meningkatkan penurunan tekanan.
• Sudut rancangan : lancip menuju ke daratan. Sudut yang terlalu curam menimbulkan geseran dan panas yang tinggi; lancip yang terlalu dangkal menghasilkan lapisan batas yang tebal dan bergerak lambat.
• Keseimbangan saluran aliran : jalur leleh harus simetris di sekitar konduktor. Bahkan perbedaan 10% pada panjang saluran akan menghasilkan perbedaan ketebalan yang dapat dideteksi.

Untuk insulasi FEP suhu tinggi, suhu leleh tipikal adalah 380 hingga 420°C. Cincin cetakan baja 100 mm dapat mengembang sekitar 0,4 mm antara suhu kamar dan suhu pengoperasian, sehingga head harus dibiarkan mencapai kesetimbangan termal penuh sebelum penyesuaian konsentrisitas akhir dilakukan.

Lelehan keluar sebagai tabung yang lebih besar dari konduktor. Tabung yang diekstrusi kemudian ditarik ke bawah hingga diameter akhir yang dibutuhkan. Hubungan antara geometri cetakan, drawdown, dan kecepatan haul-off inilah yang menentukan ketebalan dinding akhir.

Jenis Die Head Ekstrusi dan Aplikasinya

Konstruksi kabel yang berbeda memerlukan konsep die head yang berbeda. Pilihan ini tidak hanya memengaruhi biaya perkakas tetapi juga toleransi ketebalan dinding dan kecepatan jalur maksimum yang dapat Anda capai.

Kepala Die Tipe Tekanan

Dalam kepala tipe tekanan, polimer cair bertemu dengan konduktor di dalam kepala dan keluar sebagai lapisan terikat. Desain ini umum untuk aplikasi selubung dan jaket yang memerlukan adhesi antara polimer dan inti kabel. Tekanan menjaga polimer tetap bersentuhan dengan permukaan konduktor.

Kepala Die Tipe Tabung

Dalam kepala tipe tabung, tabung polimer cair dibentuk terlebih dahulu dan kemudian diterapkan pada konduktor setelah cetakan keluar, seringkali dengan bantuan vakum. Jenis ini lebih disukai untuk lapisan insulasi tipis karena mengurangi tegangan tarik pada konduktor dan memungkinkan kecepatan saluran lebih cepat.

Die Head Suhu Tinggi untuk FEP dan PFA

Fluoropolimer memerlukan jalur aliran yang tahan korosi dan kontrol pemanasan yang tepat. Kepala harus terbuat dari bahan yang dapat bertahan dalam pengoperasian terus menerus pada suhu 400°C atau lebih tanpa kerak. Gemwell memasangkannya Ekstruder insulasi kawat inti suhu tinggi FEP/PFA dengan kepala cetakan yang menjaga deviasi suhu leleh dalam /-5°C, yaitu kritis ketika ketebalan dinding hanya 0,09 mm .

FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Garis Ekstrusi Isolasi Kawat Inti Suhu Tinggi Manufa Gemwell Electrical Technology Co., Ltd adalah produsen Garis Ekstrusi Isolasi Kawat Inti Suhu Tinggi FEP/PFA/ETFE/PEEK/PA Cina... Lihat Produk →

Kepala Mati Berbusa

Proses pembusaan kimiawi memerlukan profil tekanan yang dikontrol secara hati-hati melalui kepala sehingga zat peniup tidak mengembang sebelum waktunya. Tekanan head harus tetap cukup tinggi untuk menekan ekspansi gas sampai lelehan meninggalkan cetakan. Inilah sebabnya mengapa jalur insulasi berbusa PE/PP/PU menggunakan geometri kepala cetakan khusus, bukan kepala insulasi padat.

Kepala Multi-Lapisan dan Co-Ekstrusi

Kabel multi-lapis, seperti insulasi kulit berbusa atau struktur jaket berikat, memerlukan kepala ekstrusi bersama yang menggabungkan dua atau lebih aliran lelehan dalam satu saluran aliran. Geometri kepala harus menjaga setiap lapisan sejajar dan seragam sebelum bergabung, dan antarmuka antar lapisan tidak boleh menimbulkan punuk atau bergelombang.

Desain Crosshead vs Lurus

Kebanyakan insulasi kabel dan jalur selubung menggunakan judul bab, di mana konduktor masuk pada sudut 90° terhadap sumbu ekstruder. Kepala lurus lebih umum untuk ekstrusi batang dan profil dan jarang digunakan dalam pelapisan kawat. Tikungan 90° pada crosshead berpotensi menjadi titik mati, sehingga saluran aliran harus dirancang dengan radius yang besar dan transisi yang mulus untuk menghindari degradasi polimer.

Bahan yang Digunakan dalam Konstruksi Die Head

Pilihan material untuk die head memenuhi tiga persyaratan: ketahanan aus, ketahanan korosi, dan stabilitas dimensi pada suhu pengoperasian.

• Baja perkakas H13 merupakan material bodi yang paling banyak digunakan karena dapat mempertahankan kekerasan hingga 500°C dan memiliki ketangguhan yang baik.
• baja paduan 4140 digunakan untuk bodi yang lebih besar yang tidak mengalami keausan parah namun mendapat manfaat dari pemesinan yang lebih mudah.
• Baja tahan karat seperti 17-4 PH atau 431 digunakan untuk permukaan aliran yang terkena fluoropolimer.
• Nitridasi atau pelapisan krom meningkatkan ketahanan aus. Permukaan H13 yang dinitridasi dapat mencapai kekerasan di atas 1.000 HV.
• Sisipan tungsten-karbida digunakan di area dengan tingkat keausan tertinggi, seperti die land pada jalur FEP berkecepatan tinggi.

Untuk inti PVC, PE, PP, atau PU sehari-hari, badan kepala baja perkakas yang sama dapat digunakan, namun penyelesaian permukaan aliran dan toleransinya tetap harus sesuai dengan aplikasinya. Gemwell dibangun selesai Ekstruder insulasi kawat inti padat PVC/PE/PP/PU dengan kepala cetakan yang disesuaikan dengan kisaran keluaran sekrup dan kisaran ukuran kawat yang ingin Anda jalankan.

Produsen Garis Ekstrusi Isolasi Kawat Inti PVC/PE/PP/PU, Pabrik - Gemwe Gemwell Electrical Technology Co., Ltd adalah produsen Garis Ekstrusi Isolasi Kawat Inti PVC/PE/PP/PU Cina dan pabrik OEM/ODM, Kami ... Lihat Produk →

Untuk LSZH dan senyawa terisi tinggi lainnya, korosi dan keausan abrasif lebih agresif dibandingkan poliolefin murni. Head yang cocok untuk PE mungkin menunjukkan keausan die-ring yang signifikan dalam waktu enam bulan pada LSZH, terutama jika kandungan pengisi mineralnya di atas 40%.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kinerja Die Head

Kinerja die head adalah hasil reologi lelehan, geometri perkakas, dan praktik pengoperasian. Faktor yang paling berpengaruh adalah:

Selain itu, kecepatan jalur dan rasio penarikan harus dipertimbangkan. Jika rasio penarikan terlalu tinggi, lelehan akan meregang secara berlebihan antara cetakan dan konduktor, menyebabkan variasi leher dan diameter.

Cara Memilih Kepala Die Ekstrusi yang Tepat

Memilih die head bukanlah keputusan terpisah dari memilih extruder. Kepala harus sesuai dengan diameter sekrup, kecepatan keluaran, kelompok polimer, dan konstruksi kabel. Head yang terlalu besar untuk ekstruder kecil menghasilkan waktu tinggal yang lama; head yang terlalu kecil menyebabkan penurunan tekanan yang berlebihan dan suhu leleh yang tinggi.

Daftar Periksa Seleksi

1. Tentukan konstruksi kabel: insulasi padat, insulasi berbusa, atau jaket.
2. Konfirmasikan keluarga polimer dan suhu pemrosesan maksimum.
3. Tentukan kisaran ketebalan dinding dan toleransi konsentrisitas yang diperlukan.
4. Tentukan kecepatan saluran maksimum dan keluaran lelehan yang sesuai.
5. Periksa diameter sekrup ekstruder dan dimensi flensa.
6. Pilih antara kepala tipe tekanan dan tipe tabung berdasarkan struktur lapisan.

Jika Anda menjalankan beberapa bahan insulasi dalam satu bengkel, pertimbangkan desain kepala modular yang memungkinkan Anda mengganti hanya ujung pemandu dan cincin cetakan alih-alih mengganti seluruh kepala.

Untuk lapisan jaket dan selubung berdinding tebal, Gemwell merekomendasikan desain kepala terpisah karena kebutuhan aliran untuk lapisan insulasi 0,3 mm benar-benar berbeda dari jaket 1,5 mm. Kami Ekstruder kawat dan selubung kabel LSZH/XLPE/TPE/TPU gunakan saluran aliran yang lebih besar dan pendekatan die-land yang berbeda untuk menghindari tekanan berlebihan pada keluaran tinggi.

Produsen Garis Ekstrusi Selubung LSZH/XLPE/TPE/TPU, Pabrik - Gemwell Electr Gemwell Electrical Technology Co., Ltd adalah produsen Garis Ekstrusi Selubung LSZH/XLPE/TPE/TPU Cina dan pabrik OEM/ODM, Kami mengkhususkan... Lihat Produk →

Untuk melihat lebih detail tentang ukuran kepala untuk lapisan jaket, lihat kami basis pengetahuan mesin ekstrusi selubung kabel , yang membandingkan konstruksi dan geometri perkakas pada umumnya.

Perawatan dan Masalah Umum Die Head

Kepala mati bisa berjalan berbulan-bulan tanpa perhatian, namun ketika masalah muncul, cenderung muncul secara tiba-tiba. Gejala yang paling umum adalah variasi ketebalan dinding, bintik hitam, garis aliran, dan kekasaran permukaan.

Pemeliharaan Pencegahan

• Bongkar kepala dan bersihkan permukaan aliran setelah setiap kampanye yang diperpanjang.
• Periksa tanah dan ujung pemandu terhadap goresan dan pembulatan tepi.
• Poles permukaan aliran hingga Ra 0,4 µm atau lebih baik sebelum dipasang kembali.
• Periksa pita pemanas untuk mencari titik dingin dan ganti termokopel dengan unit yang dikalibrasi.
• Kencangkan kembali baut kepala ke nilai yang disarankan setelah mencapai suhu pengoperasian.

Lengkap jadwal operasi rutin, pemeliharaan, dan perbaikan untuk mesin ekstrusi oleh karena itu kepala cetakan harus disertakan sebagai item pemeriksaan terpisah, karena keausannya berbeda dengan sekrup dan laras.

Masalah Umum dan Perbaikannya

Pertanyaan yang Sering Diajukan tentang Ekstrusi Die Heads

Apa perbedaan antara cetakan ekstrusi dan kepala cetakan ekstrusi?

Kepala cetakan adalah rakitan lengkap yang mendistribusikan lelehan, sedangkan cetakan itu sendiri biasanya berupa cincin yang dapat diganti pada saluran keluar yang menentukan diameter luar akhir. Dalam bahasa sehari-hari di lantai pabrik, operator sering mengatakan “mati” yang berarti seluruh kepala, namun dalam desain perkakas, perbedaan itu penting karena cetakan hanyalah salah satu dari beberapa bagian yang mengontrol geometri.

Dapatkah die head yang sama digunakan untuk insulasi padat dan insulasi berbusa?

Tidak biasanya. Insulasi berbusa memerlukan profil tekanan yang menjaga bahan peniup tetap terkompresi hingga lelehan keluar dari cetakan. Insulasi padat tidak memerlukan batasan ini. Menggunakan kepala berbusa untuk lapisan padat dapat menimbulkan tekanan berlebihan dan permukaan kasar; menggunakan kepala padat untuk berbusa dapat menyebabkan pemuaian dini di dalam saluran.

Seberapa sering kepala cetakan ekstrusi harus dibersihkan?

Interval pembersihan tergantung pada polimer. Bahan termoplastik seperti PVC cenderung terdegradasi secara perlahan dan mungkin memerlukan pembersihan kepala setiap satu hingga dua minggu. Fluoropolimer dan senyawa LSZH yang terisi penuh memerlukan pemeriksaan lebih sering, dan setiap penghentian lebih dari 20 menit, atau peningkatan tekanan yang terlihat, merupakan alasan untuk membuka kepala dan memeriksa permukaan aliran.

Apa yang menyebabkan isolasi eksentrik pada ekstruder kabel?

Insulasi eksentrik paling sering disebabkan oleh inti pemandu yang tidak sejajar, cincin cetakan yang aus, atau tabung pemandu konduktor yang tidak sejajar. Hal ini juga dapat disebabkan oleh suhu pemanas yang tidak merata di sekitar kepala, yang menciptakan perbedaan viskositas antara sisi berlawanan dari saluran aliran.

Apakah bahan die head penting untuk senyawa bebas halogen rendah asap (LSZH)?

Ya. Senyawa LSZH seringkali memiliki kandungan pengisi mineral yang tinggi dan menghasilkan produk dekomposisi asam. Kepala H13 standar akan lebih cepat aus dan dapat menimbulkan korosi. Permukaan aliran nitrida atau baja tahan karat adalah pilihan yang lebih andal untuk LSZH, terutama pada tingkat keluaran yang tinggi.

Bagaimana saya tahu jika kepala cetakan saya terlalu besar untuk ekstruder?

Waktu tinggal dan penurunan tekanan merupakan indikator utama. Jika Anda melihat jeda yang lama antara perubahan warna dan warna baru yang muncul pada keluaran, atau jika tekanan leleh pada kepala terlalu rendah untuk menstabilkan sekrup, saluran aliran mungkin terlalu besar untuk aplikasi.

Kesimpulan

Kepala cetakan ekstrusi adalah bagian yang paling tidak terlihat namun paling berpengaruh pada jalur ekstrusi kabel. Hal ini menentukan apakah saluran berkecepatan tinggi dapat mempertahankan toleransi ketebalan dinding yang ketat, permukaan yang bersih, dan diameter yang stabil tanpa intervensi operator yang terus-menerus.

Saat Anda memilih ekstruder baru, evaluasi kepala cetakan dengan hati-hati seperti sekrup dan penggeraknya. Cocokkan dengan kelompok polimer, kisaran ketebalan dinding, dan kecepatan saluran maksimum. Kemudian kendalikan variabel pengoperasian: suhu leleh, tekanan head, penyelarasan perkakas, dan kondisi permukaan.

Jika Anda mengejar masalah toleransi pada jalur yang sudah ada, mulailah penyelidikan Anda dari awal. Dalam banyak kasus, sekrup bukanlah penyebab utama; kepala cetakan yang aus atau tidak sejajar adalah . Gemwell mendesain setiap ekstruder berdasarkan kepala dan set perkakas tertentu, itulah sebabnya pembuat kabel menggunakan lini kami untuk aplikasi yang mengutamakan geometri yang konsisten.