Cách cấu hình dây chuyền sản xuất tấm XPS

XPS là viết tắt của eXtruded PolyStyrene (polystyrene ép đùn). Điều đầu tiên cần biết là năng suất. Quý khách cần năng suất bao nhiêu? Ví dụ 500 kg/h hay 1,5 tấn/giờ: khi năng suất thay đổi, khác biệt sẽ rất lớn.

Ngoài ra, năng suất còn liên quan đến chủng loại sản phẩm. Chẳng hạn, nếu phần lớn sản phẩm có độ dày 20 mm trở xuống, tôi không khuyến nghị dây chuyền trên 300 kg/h. Ngược lại, nếu Quý khách sẽ sản xuất tấm XPS dày hơn 100 mm, tôi khuyến nghị dây chuyền trên 1.000 kg/h, vì tấm càng dày càng cần gradient áp suất lớn hơn.

Giờ hãy quay lại với máy móc. Thông thường, dây chuyền XPS ngày nay dùng hệ thống đùn tandem, gồm máy đùn sơ cấp và máy đùn thứ cấp, chia hai cấp. Có thể là máy đùn trục vít đơn kết hợp máy đùn trục vít đơn, hoặc máy đùn trục vít đôi kết hợp máy đùn trục vít đơn. Hệ thống đùn trục vít đôi một cấp đã lỗi thời từ khoảng 10 năm trước.

Nhìn chung, dây chuyền sản xuất tấm XPS gồm hệ thống cấp liệu, hệ thống đùn, khuôn và thiết bị phía sau.

Trước hết là hệ thống cấp liệu. Chủ yếu có ba loại: cấp liệu cân định lượng loss-in-weight, cấp liệu cân theo mẻ (gravimetric) và cấp liệu bằng vít tải. Giá của chúng cũng chênh lệch lớn.

Cấp liệu cân định lượng loss-in-weight

Hình 1 là hệ thống cấp liệu cân định lượng loss-in-weight 7 thành phần với hệ thống nạp liệu chân không. Trong hệ thống này, từng loại vật liệu được định lượng và cấp liên tục. Mỗi bộ có cảm biến lực (load cell) riêng. Cả hạt nhựa lẫn bột đều chạy rất tốt với hệ thống cấp liệu loss-in-weight. Dải cấp liệu của từng loại vật liệu có thể khá rộng.

Cấp liệu cân theo mẻ (gravimetric)

Hình 2 là hệ thống cấp liệu cân theo mẻ (gravimetric) 7 thành phần. Trong hệ thống này, từng loại vật liệu được cân theo mẻ, sau đó trộn đều rồi mới cấp vào máy. Cả hệ thống chỉ có một cảm biến lực.

Máy đùn trục vít đôi dùng được cả cấp liệu loss-in-weight lẫn cấp liệu cân theo mẻ, nhưng máy đùn trục vít đơn chỉ dùng được cấp liệu cân theo mẻ, vì hiệu quả trộn và phân bố của máy đùn trục vít đơn không đủ so với máy đùn trục vít đôi.

Hệ thống cấp liệu cân theo mẻ dễ bị phân lớp khi nguyên liệu có dạng bột như bột talc hoặc bột màu; sự phân lớp này ảnh hưởng nhẹ đến việc trộn và phân bố vật liệu. Vì vậy, nếu dùng hệ thống cấp liệu cân theo mẻ, tốt nhất nên dùng toàn bộ nguyên liệu dạng hạt. Hệ thống cấp liệu cân theo mẻ có giá tương đối rẻ hơn loại loss-in-weight.

Cấp liệu bằng vít tải

Hình 3 là hệ thống cấp liệu bằng vít tải. Cấp liệu bằng vít tải rẻ hơn nhiều so với hai loại kia, nhưng độ chính xác, khả năng trộn và môi trường làm việc cũng tương đối kém.

So với hai hệ thống cấp liệu kia, cấp liệu bằng vít tải cần thêm ít nhất một nhân công ở khu vực cấp liệu, vì công nhân phải cân thủ công từng loại vật liệu rồi cho vào máy trộn sơ bộ. Sau đó, hỗn hợp đã trộn sơ bộ được vít tải nạp liệu chuyển đến máy đùn sơ cấp.

Về máy đùn sơ cấp, cá nhân tôi đặc biệt khuyến nghị dùng máy đùn trục vít đôi làm máy sơ cấp. Loại máy này có nhiều ưu điểm: trộn tốt hơn, cấu hình trục vít linh hoạt, chi phí bảo trì thấp hơn và tiêu hao phụ gia ít hơn (có thể tiết kiệm 20% chất chống cháy).

Như Quý khách đã biết, chất tạo bọt cho XPS đã phát triển từ CFC sang HCFC, rồi HFC, và nay là CO₂. Trong tương lai gần có thể sẽ xuất hiện loại mới. Mỗi thế hệ chất tạo bọt lại đòi hỏi một cấu hình trục vít mới. Làm sao để theo kịp sự phát triển không ngừng này? Câu trả lời là máy đùn trục vít đôi.

Khác với trục vít đơn, máy đùn trục vít đôi song song của chúng tôi có thiết kế dạng module. Quý khách có thể thay đổi cấu hình trục vít theo các yêu cầu quy trình khác nhau, thậm chí cho ứng dụng khác.

Tiếp theo là máy đùn thứ cấp. Mục đích chính của máy đùn thứ cấp là làm mát, nên năng lực làm mát và độ chính xác điều khiển nhiệt độ rất quan trọng; đây sẽ là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chất vật lý của tấm.

Chúng tôi dùng bộ điều khiển nhiệt độ dầu thiết kế riêng để điều khiển nhiệt độ máy đùn thứ cấp. Toàn bộ nhiệt độ được cài đặt kỹ thuật số nên tránh được thao tác sai. Thiết kế kênh làm mát không chỉ liên quan đến hiệu quả làm mát mà còn đến an toàn của xi lanh.

Một bí quyết nữa tôi muốn chia sẻ: làm mát bên trong trục vít cũng rất quan trọng. Hình 5 là khớp quay cho làm mát bên trong trục vít.

Giờ đến bộ trộn tĩnh và khuôn. Bộ trộn tĩnh được thiết kế để cân bằng chênh lệch nhiệt độ theo phương hướng kính, từ thành xi lanh đến chân cánh vít. Thiết kế này có thể ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của thành phẩm.

Thiết kế khuôn ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề mặt và khối lượng riêng của tấm, từ đó quyết định chi phí sản xuất. Kích thước khuôn có thể thiết kế riêng theo kích thước cụ thể của thành phẩm.

Thiết bị phía sau thông thường gồm bộ định hình (calibrator), bộ kéo, máy phay cạnh, bộ cắt chính, cắt biên, máy xếp chồng và đóng gói. Ngoài ra còn có một số thiết bị phụ trợ như máy in, máy xẻ rãnh bề mặt, máy dập vân, v.v.

Kích thước tấm XPS phổ biến nhất là 1.200 × 600 mm (dài × rộng), nhưng một số ứng dụng cần khổ rộng 1.200 mm hoặc kích thước đặc biệt. Quý khách cần tính đến điều này.

Về tổ hợp chất tạo bọt, tôi sẽ giới thiệu trong một bài hướng dẫn khác. Nếu Quý khách muốn tìm hiểu chi tiết hơn về dây chuyền sản xuất tấm XPS, hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay.