Wytłaczanie jedoślimakowe tworzyw sztucznych

Wytłaczanie jest procesem ciągłego formowania wyrobów (rury, profile, płyty, folie) z tworzy sztucznych polegającym na uplastycznieniu tworzywa a następnie przepchaniu go pod wpływem wytworzonego ciśnienia przez głowicę. Uplastycznienie jest wynikiem przyrostu temperatury tworzywa w skutek energii dostarczonej z układu grzewczego oraz w wyniku ruchu obrotowego ślimaka wytłaczarki (energia dostarczona przez silnik elektryczny).

W procesie wytłaczania dochodzi do zmiany stanu fizycznego materiału, ze stanu stałego w stan uplastyczniony.

Stany fizyczne tworzywa w procesu wytłaczania:

1. Zasobnik. Tworzywo w stanie stałym. (granulat lub proszek) dostarczane jest najczęściej pod wpływem siły grawitacji do cylindra wytłaczarki.
2. Tworzywo w stanie stałym. Zagęszczenie, tworzywo przyjmuje postać jednolitej warstwy (ang. solid bed). Przemieszczanie tworzywa spowodowane jest względnym ruchem ślimaka i cylindra oraz tarciem między tworzywem a powierzchnią ślimaka.
3. Tworzywo w stanie wstępnego uplastycznienia. Tworzy się warstwa tworzywa uplastycznionego pomiędzy zwojami ślimaka a ścianką cylindra. W momencie jej powiększania tworzywo uplastycznione zabierane jest przez ściankę zwoju ślimaka, gromadząc się w aktywnej (tylnej) jego części.
4. Tworzywo w stanie uplastycznienia właściwego. W wyniku ciśnienia w strefie tworzywa uplastycznionego szerokość warstwy stałej zmniejsza się. W końcowej fazie następuje rozpad jednolitej warstwy (ang. break-up) na drobne kawałki, które uplastyczniają się niezależnie. Przedstawiony mechanizm jest słuszny dla tworzyw wykazujących adhezję do ścianek cylindra. W przypadku gdy występuje poślizg, tworzywo nie jest zgarniane przez ślimak a przepływa szczeliną między cylindrem i ślimakiem gromadząc się w części pasywnej.
5. Tworzywo w stanie całkowitego uplastycznienia. Przepływ tworzywa jest wynikiem względnego ruchu ślimaka i cylindra oraz gradientu ciśnienia w kanale ślimaka wytłaczarki.
6. Głowica. Formowanie wyroby następuje w wyniku ciśnienia wytworzonego w wytłaczarce.

Zadaniem głowicy wytłaczarskiej jest nadanie przetwarzanemu materiałowi żądanego kształtu i wymiarów przy zapewnieniu jednorodności termicznej i mechanicznej w całej objętości tworzywa. Podstawowe zadanie głowicy, przekształcenie pierścieniowego strumienia tworzywa wypływającego z wytłaczarki w strumień o żądanym kształcie i wymiarach przekroju poprzecznego, realizowane jest przez zmianę przekroju kanału przepływu lub przez stosowanie specjalnych kanałów rozprowadzających. Projektując głowicę należy określić zależność natężenia przepływu tworzywa (wydajności) i gradientu (spadku) ciśnienia w kanale, a także czas przebywania tworzywa w głowicy, degradacja termiczna (np. poli(chlorek winylu), PVC) oraz przyrost temperatury.