Wytłaczarki jednoślimakowe i dwuślimakowe mają własne cechy i obszary zastosowań. W niektórych zastosowaniach można wybrać zarówno wytłaczarkę jednoślimakową, jak i dwuślimakową.

Wytłaczarki stosuje się w przemyśle tworzyw sztucznych, spożywczym (także w produkcji karmy dla zwierząt), chemicznym i farmaceutycznym, w przetwórstwie minerałów oraz w produkcji włóknin. Ten poradnik dotyczy przede wszystkim wytłaczarek do tworzyw sztucznych.

Poniżej szczegółowo omawiamy zalety wytłaczarek jednoślimakowych i dwuślimakowych oraz różnice między nimi.

O wytłaczarce jednoślimakowej

Czym jest wytłaczarka jednoślimakowa

Wytłaczarka jednoślimakowa ma w cylindrze tylko jeden ślimak.

Składa się głównie z trzech części: układu wytłaczającego, układu napędowego oraz układu grzania i chłodzenia. Jej podstawową budowę przedstawiono na rys. 1.

budowa wytłaczarki jednoślimakowej
Rys. 1. Budowa wytłaczarki jednoślimakowej

Układ wytłaczający

Podstawowym zadaniem układu wytłaczającego jest stopienie i uplastycznienie tworzywa polimerowego do postaci jednorodnego stopu, czyli przeprowadzenie go ze stanu szklistego w stan lepkopłynny.

Układ wytłaczający obejmuje głównie układ zasilania, ślimak i cylinder. Jest to najważniejsza część wytłaczarki, a ślimak stanowi jej kluczowy element.

Układ napędowy

Układ napędowy składa się zwykle z silnika, przekładni (reduktora) i łożysk. Jego zadaniem jest przede wszystkim napędzanie ślimaka oraz zapewnienie prędkości obrotowej i momentu obrotowego, których ślimak wymaga w procesie wytłaczania.

Podczas wytłaczania prędkość obrotowa ślimaka musi być stabilna, aby zapewnić jednorodną jakość wyrobu. Jednocześnie w zależności od warunków prędkość tę trzeba regulować, tak aby na tym samym urządzeniu można było wytłaczać różne materiały lub wyroby o różnych kształtach.

Układ grzania i chłodzenia

Układ grzania i chłodzenia wytłaczarki składa się z urządzenia grzewczego i urządzenia chłodzącego i jest warunkiem koniecznym płynnego przebiegu procesu wytłaczania. Urządzenia grzewcze i chłodzące muszą zapewniać warunki temperaturowe zgodne z wymaganiami procesu.

Zastosowania wytłaczarki jednoślimakowej

Główne zastosowania wytłaczarek jednoślimakowych:

  • Wytłaczanie rurprodukcja rur PP-R, rur gazowych z PE, rur PEX z polietylenu sieciowanego, rur wielowarstwowych aluminiowo-tworzywowych, rur ABS, rur PVC, rur HDPE z warstwą silikonową oraz różnych współwytłaczanych rur wielowarstwowych.
  • Wytłaczanie profili i płytwytłaczanie profili i płyt z PVC, PET, PS, PP, PC i innych tworzyw.
  • Wytłaczanie profiliRegulując prędkość obrotową wytłaczarki i zmieniając konstrukcję ślimaka, można produkować różne profile z tworzyw sztucznych, np. z PVC i poliolefin.
  • Kompaundowanie i modyfikacjaKompaundowanie, modyfikacja i wzmacnianie różnych tworzyw sztucznych.

O wytłaczarce dwuślimakowej

Czym jest wytłaczarka dwuślimakowa

Wytłaczarka dwuślimakowa powstała jako rozwinięcie wytłaczarki jednoślimakowej. Dzięki dobrym właściwościom zasilania, mieszania i uplastyczniania, skutecznemu odgazowaniu, stabilności wytłaczania i innym zaletom znalazła szerokie zastosowanie w wytłaczaniu i formowaniu wyrobów z tworzyw sztucznych.

Wyróżnia się dwa rodzaje wytłaczarek dwuślimakowych: z zazębiającymi się i z niezazębiającymi się ślimakami. Wytłaczarki z zazębiającymi się ślimakami dzielą się z kolei na współbieżne i przeciwbieżne.

Podział ślimaków wytłaczarki dwuślimakowej na strefy

Układ ślimaków równoległej wytłaczarki dwuślimakowej dzieli się zwykle na 4 strefy: strefę transportu, strefę topienia (otwór odgazowujący), strefę uplastyczniania (otwór odgazowania próżniowego) i strefę wylotową.

  • Strefa transportuTransportuje materiał i zapobiega jego cofaniu się.
  • Strefa topieniaW tej strefie materiał zostaje całkowicie stopiony i wymieszany dzięki przewodzeniu ciepła oraz ścinaniu i tarciu.
  • Strefa uplastycznianiaDalsze topienie i mieszanie składników materiału – zachodzi tu mieszanie dystrybucyjne i dyspersyjne.
  • Strefa wylotowaTransport i sprężanie: powstaje określone ciśnienie, materiał ulega zagęszczeniu i jednocześnie dalszemu wymieszaniu, co umożliwia wytłaczanie i granulację.
budowa wytłaczarki dwuślimakowej
Rys. 2. Budowa wytłaczarki dwuślimakowej

Zalety wytłaczarki dwuślimakowej

Wysoki moment obrotowy, wysoka prędkość obrotowa

Na świecie wytłaczarki dwuślimakowe rozwijają się w kierunku wysokiego momentu obrotowego, wysokiej prędkości obrotowej i niskiego zużycia energii. Wysoka prędkość obrotowa przekłada się na wysoką wydajność. Wytłaczarki te mają szczególne zalety w przetwórstwie materiałów o wysokiej lepkości i wrażliwych na temperaturę, a jednocześnie pozwalają osiągnąć wyższą wydajność.

Szeroki zakres zastosowań

Nadają się do przetwórstwa wielu różnych materiałów.

Istnieje wiele typów wytłaczarek dwuślimakowych, a urządzenia przeznaczone do różnych zastosowań mają bardzo różne cechy.

Na przykład wytłaczarka dwuślimakowa przeciwbieżna z zazębiającymi się ślimakami doskonale sprawdza się w swoich głównych obszarach zastosowań – wytłaczaniu rur i profili, zwłaszcza z PVC.

W zastosowaniach związanych z kompaundowaniem i wytłaczaniem reaktywnym lepiej sprawdza się i szerzej stosowana jest samooczyszczająca się wytłaczarka dwuślimakowa współbieżna o budowie modułowej.

Zastosowania wytłaczarki dwuślimakowej

W przemyśle wytłaczania tworzyw sztucznych wytłaczarki dwuślimakowe są szeroko stosowane.

Wytłaczanie pianek

  • Płyty z polistyrenu ekstrudowanego (XPS)
  • Grafitowy granulat EPS
  • Pianka PET
  • Folia z pianki PE sieciowanej (XLPE)

Wytłaczanie PET

  • Recykling PET
  • Folia gruba i cienka z PET
  • Płyty i folie z pianki PET

Bezpośrednie wytłaczanie płyt i folii

  • Kompaundowanie PP z talkiem i wytłaczanie folii
  • Kompaundowanie PP z włóknem drzewnym i wytłaczanie płyt
  • Folia hydroizolacyjna HDPE
  • Wytłaczanie folii BOPP
  • Wytłaczanie folii BOPET
  • Folia EVA do enkapsulacji ogniw fotowoltaicznych
  • Folia PVB/SGP do szkła laminowanego

Kompaundowanie

  • Masterbatche barwiące
  • Masterbatche napełniające
  • Masterbatche z dodatkami
  • Granulacja materiałów wysokonapełnionych (np. PE, PP z 75% CaCO₃)
  • Granulacja materiałów wzmocnionych włóknem szklanym i uniepalnionych (np. PA6, PA66, PET, PBT, PP, wzmocniony i uniepalniony PC itp.)
  • Kompaundowanie materiałów kablowych HFFR/PVC/XLPE
  • Kompaundowanie tworzyw XLPE do rur
  • Kompaundowanie HDPE do powłok rur
  • Kompaundowanie TPE/TPR/TPU/TPV
  • Granulacja klejów termotopliwych i wytłaczanie reaktywne PU (np. kleje termotopliwe EVA, poliuretan)
  • Granulacja żywicy K i SBS z devolatylizacją
  • Kompaundowanie kauczuku z devolatylizacją

Różnice między wytłaczarką jednoślimakową a dwuślimakową

Wytłaczarka jednoślimakowaWytłaczarka dwuślimakowa
StrukturaJeden ślimak w cylindrzeDwa ślimaki, zazębiające się (współbieżne lub przeciwbieżne) lub niezazębiające się
KosztProstsza i tańsza; w niektórych zastosowaniach wystarczającaWyższe nakłady inwestycyjne; wyższa efektywność i mniejsze zużycie energii
Dozowanie—Dobre właściwości zasilania, odpowiednia do proszków
Mieszanie, odgazowanie, reakcje, samooczyszczanie—Lepsze niż w wytłaczarce jednoślimakowej; przewaga w mieszaniu i wytłaczaniu reaktywnym
WydajnośćZależna od prędkości obrotowej ślimakaDobierana niezależnie od prędkości obrotowej ślimaków
Tworzywa i mieszanki wrażliwe na temperaturę—Wykazuje przewagę przy słabej stabilności termicznej
Typowe zastosowaniaWytłaczanie rur, płyt i profiliKompaundowanie, wytłaczanie reaktywne, pianki, PET i bezpośrednie wytłaczanie płyt i folii
Kierunek rozwojuWysoka prędkość, wysoka efektywność, specjalizacjaWysoki moment obrotowy, wysoka prędkość, niskie zużycie energii

Jak wybrać wytłaczarkę do tworzyw sztucznych

Choć wytłaczarki jednoślimakowe i dwuślimakowe rzeczywiście różnią się pod wieloma względami, w niektórych zastosowaniach można używać obu typów albo łączyć je ze sobą. Jak zatem wybrać wytłaczarkę do tworzyw sztucznych?

Ogólnie rzecz biorąc, w ramach budżetu należy wybrać najbardziej opłacalne urządzenie, które spełnia wymagania danego zastosowania.

Wymagania dotyczące zastosowania

W zależności od tego, jaką produkcję chcą Państwo uruchomić, warto omówić z ekspertami, jakie rozwiązanie przyjąć – sprawdzone czy dostosowane do indywidualnych potrzeb.

Budżet

Pieniądze nie spadają z nieba. Każdy chce wybrać najlepsze urządzenie w rozsądnym budżecie, aby zmaksymalizować zwrot z inwestycji. Na podstawie rozmów z ekspertami kilku potencjalnych dostawców trzeba zdecydować, którzy z nich pozostaną na liście kandydatów.

Wybór marki

W branży wytłaczarek działa wiele dużych i małych marek, w tym znane na całym świecie, takie jak Coperion, KraussMaffei, JSW, CPM i inne.

Niezależnie od tego, którego dostawcę Państwo rozważają, warto porównać nie tylko cenę, lecz także instalacje referencyjne pracujące na Państwa materiale, know-how procesowe i serwis posprzedażowy. Firma USEON dostarczyła ponad 2500 wytłaczarek dwuślimakowych.