Экструзионные матрицы для профилей из непластифицированного ПВХ

Непластифицированный ПВХ (U-PVC), используемый в качестве инженерного материала, прекрасно себя зарекомендовал.
Преимущества НПВХ в качестве заменителя металла и древесины, а именно легкий вес, неограниченный срок службы, сварочная способность, эстетичность, энергосбережение и низкая стоимость, делают его весьма популярным. Хотя труба из НПВХ является круглой и характеризуется простейшей формой профиля, конструкционные аспекты матрицы довольно сложны.

Конструкционные аспекты формы матрицы:

Поскольку матрицы асимметричны, их необходимо сбалансировать, чтобы обеспечить равномерный поток экструдата перпендикулярно самой матрице. К тому же, это устранит дифференциальное напряжение, возникающее в профиле при охлаждении.
Давление расплава в матрице изменяется обратно пропорционально размеру отверстия матрицы, возведенному в куб. Обычно матрицы состоят из нескольких прямоугольных пластин, что облегчает их балансировку. Кроме того, это облегчает механическую обработку, хромирование и постепенное сжатие, обеспечивающее плавный поток. 
Выравнивание пластин внутри полых профилей очень важно. Оно позволяет избегать застоя разлагаемых компаундов ПВХ и обеспечивать упорядоченный поток. 
Указанная балансировка матрицы учитывает и разбухание экструдируемого потока при разной толщине стенок сложных профилей. Для плотного контакта нагревателей матрицы, необходимого для эффективного и равномерного нагрева, важно и внешнее выравнивание пластин.
Для точного управления потоком в фасонных матрицах часто используются четыре термопары, которые устанавливаются с четырех сторон. Принципиально важна система нагрева с надежно закрепленными термопарами, способными контролировать температуру с точностью измерения +/- 1°C.
Если речь идет о матрице для профилей, то для ее балансировки предпочтительным является изменение длины пластины в матрице, учитывая линейный эффект. Матрица для сложного профиля характеризуется непростой конструкцией. Требования к толщине в разных частях продукта могут быть разными. Это усложняет проектирование матрицы.

Если во время испытаний выяснится, что продукт имеет некорректные размеры, то пластины можно последовательно удалять с одновременной проверкой экструдатов, чтобы определить точки необходимых корректировок.

Практические соображения:

В интересной статье, посвященной этой теме, опытный инженер Яшодан Канаде рассказывает о явлении, наблюдающемся у профилей толщиной приблизительно 1+ 0,1 мм: после обкатки матрицы, происходящей в процессе производства, фиксируется постепенное увеличение толщины профиля вследствие износа при эксплуатации.
Это приводит к двум последствиям:

• Увеличивается погонный вес изделия
• Снижается скорость линии.

Оба эти фактора ведут к увеличению стоимости за метр профиля.
Кроме того, со временем из-за эксплуатационного износа шнека/ствола производительность также снижается.
Поэтому рекомендуется обратиться к производителю матриц с просьбой предоставить матрицу, которая обеспечит получение минимальной толщины стенки в соответствии с требуемым допуском. Если потребуется чуть большая толщина, ее можно будет обеспечить, воспользовавшись добавками, включая соответствующую технологическую добавку.

Также желательно запросить установку дополнительных фронтальных пластин в матрице.