دستگاه اکسترودر (Extruder) در واقع ماشینی است که مواد اولیه را از طریق قیف تعبیه شده در بالای آن جهت تولید محصول یکنواخت و نواری با سطح مقطع (مثلا زغال فشرده چینی)، وارد این ماشین میکنند و این مواد پیش گرم میشوند بعد از ذوب شدن این مواد دستگاه نیروی لازم جهت فشار و رانده شدن مواد مذاب به سمت انتهای ماشین و عبور آن از میان قالب را وارد میکند که منجر به خروج محصولی یکنواخت و یکپارچه که دارای سطوح مقطع است مینماید و دارای انواع تک ماردونه و جفت ماردونه است در این مقاله اجزا و قطعات مکانیکی دستگاه اکسترودر تک ماردونه شرح داده شده است. در حالت کلی روند کار دستگاه اکسترودر به شرح ذیل میباشد:
برای شروع کار دستگاه اکسترودر، مواد اولیه (جامد) را از قیف به سیلندر که محفظه ماردون است، انتقال میدهند.
مواد اولیه فشرده و به سمت پایینتر محفظه منتقل میشوند.
مواد اولیه ذوب میشود.
مواد بصورت همگن و یکپارچه مخلوط میشود.
مواد مذاب پمپ شده و از میان قالب (دای) عبور میکند.
اجزای دستگاه اکسترودر
اجزا و قطعات مکانیکی دستگاه اکسترودر عبارتند از:
قیف تغذیه
شاسی اکسترودر
ماردون
صافی (Gauze Filter) و صفحه سرعت شکن (Breaker plate)
الکتروموتور
گیربکس
هد
قالب
قیف
قیف تغذیه به عنوان یکی از اجزای دستگاه اکسترودر به شمار میرود در واقع مواد جامد از طریق قیف وارد سیلندر میشود و شکل ظاهری قیف بسته به نوع مواد متفاوت است.
شاسی اکسترودر
شاسی اکسترودر از جنس فلزی و به شکل استوانه ساخته میشود که سیلندر ماردون در داخل آن قرار میگیرد. این شاسی دارای سوراخهایی است که با عبور دادن آب گرم و سرد، میتوانیم میزان دما را در دستگاه اکسترودر کنترل کنیم اگر میزان دما کنترل نشود، محصول خروجی خواهد سوخت و در اصطلاح میگویند اسکورچ شده است.
ماردون
شکل ظاهری ماردون، مارپیچی است و از آن جهت مخلوط کردن و انتقال حرارات به مواد و پخت مواد پلیمری، در دستگاه اکسترودر به کار برده میشود. ماردونها قطعات اصلی سیلندر و اکسترودر به شمار میآیند و تعداد آن در دستگاه اکسترودر نسبت به موادی که استفاده میشود، یک یا دو است.
صافی و صفحه شکن
صفحه صافی یکی دیگر از اجزای مهم دستگاه اکسترودر محسوب میشود و مکان قرارگیری آن در ماشین، بعد از مارپیچ و قبل از دای (قالب) است. این صفحه در واقع توری از جنس سیمی بسیار ظریف است که هرگونه ناخالصیها را از مواد مذاب جدا میکند در صورت حذف این صفحه احتمال مسدود شدن سوراخهای قالب وجود دارد لذا وجود صافی در روزن ران ضروری است. مقیاس تصفیهی صفحه فیلتر، معمولا 120 تا 150 میلی است یعنی ناخالصیها و مواد ناهمگون از مذاب تا این مقیاس جدا میشود ولی باز ممکن است ذرات و ناخالصیهایی ریزتر از این مقیاس وجود داشته باشند که موجب ترکهای خیلی ظریف (مویی) در محصول خروجی شوند برای جلوگیری از این خطا از فیلترهای بسیار ظریف استفاده میشود که ناخالصیها را از مذاب تا 45 میلی تصفیه میکند و باعث بالا رفتن کیفیت خروجی و افزایش طول عمر محصول میشود.
الکتروموتور
موتورالکتریکی یا الکتروموتور نوعی ماشینالکتریکی است که برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی استفاده میشود. در واقع وقتی که یک رسانای حامل جریان الکتریکیسته تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار میگیرد، نیرویی بر رسانا از سوی میدان مغناطیسی وارد میشود که منجر به تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی میشود. الکتروموتورها میتوانند از نظر حرکت به دو نوع خطی یا چرخشی تقسیم میشوند.
گیربکس
یکی از اجزای دستگاه اکسترودر که باعث تحریک و اجرای دستگاه میشود، گیربکس است که از قطعات سیستم محرک دستگاه محسوب میشود. گیربکس استفاده شده در ماشین اکسترودر از نوع گیربکسهای صنعتی شافت موازی و یا گیربکس کرانویل با کاربرد سنگین هستند که توان و گشتاور خروجی بالایی دارند و میتوانند بارهای محوری را تحمل کنند. گیربکس در واقع نیروی محرک را از الکتروموتور میگیرد و با کم کردن دور و افزایش گشتاور انتقال میدهد. نوع گشتاور گیربکس بستگی به نوع دستگاه و محصول خروجی دارد.
هد
هد دای به عنوان یکی از اجزای دستگاه اکسترودر به شمار میرود برای اینکه فشار و انتقال مواد به سمت دای (قالب) در دستگاه اکسترودر یکنواخت و یکپارچه باشد از هد استفاده میشود به طور کلی وظیفهی هد به شرح ذیل است:
بدون هیچ دردسر و بینظمی محصول زیادی تولید میشود.
جبران تغییر شکل ناشی از خاصیت بازگشت مواد.
در مسیر مواد ممکن است نواحی ساکن و ایستا ایجاد شود، هد این نواحی را از بین میبرد.
قالب
داخل دای یا قالب، هد (کلگی) قرار دارد و مواد هنگام خروج از دستگاه اکسترودر از قالب عبور کرده و به شکلی که برروی قالب قبلا توسط طراح، پیادهسازی شده در میآید.