शिल्प कौशल
प्लास्टिक विद्युत तारों और केबलों के लिए मुख्य इन्सुलेशन और आवरण सामग्री प्लास्टिक हैं। थर्मोप्लास्टिक प्लास्टिक में उत्कृष्ट गुण और अच्छा प्रसंस्करण प्रदर्शन होता है, जो विशेष रूप से तारों और केबलों के लिए इन्सुलेशन और शीथिंग परतों के उत्पादन को सरल बनाता है। तारों और केबलों के लिए प्लास्टिक इन्सुलेशन और शीथिंग बनाने की मूल विधि एकल स्क्रू एक्सट्रूडर का उपयोग करके निरंतर एक्सट्रूज़न है। एक्सट्रूडर की निरंतर प्रकृति के कारण, प्लास्टिक इन्सुलेशन और शीथिंग के लिए उत्पादन प्रक्रिया भी निरंतर होती है। तार और केबल उत्पादन में, उत्पाद विनिर्देशों और एक्सट्रूज़न घटकों में अंतर अक्सर उपकरण और प्रक्रिया मापदंडों में कुछ बदलाव निर्धारित करते हैं। सामान्यतया, विभिन्न उत्पादों और घटकों के लिए एक्सट्रूज़न प्रक्रिया समान है। नीचे, एक्सट्रूज़न की मूल बातें, प्रक्रियाएं और मोल्ड प्रकार मुख्य रूप से कुछ विशिष्टताओं के साथ सामान्य शब्दों में प्रस्तुत किए गए हैं। पहला खंड प्लास्टिक एक्सट्रूज़न 1. प्लास्टिक एक्सट्रूज़न के मूल सिद्धांत एक एक्सट्रूडर का कार्य सिद्धांत है: एक विशिष्ट आकार के स्क्रू का उपयोग करना जो प्लास्टिक को हॉपर से आगे धकेलने के लिए गर्म बैरल के भीतर घूमता है, यह सुनिश्चित करता है कि प्लास्टिक समान रूप से प्लास्टिककृत है (यानी, पिघला हुआ)। डाई हेड और विभिन्न आकार के सांचों के माध्यम से, प्लास्टिक को निरंतर परतों में बाहर निकाला जाता है और कोर और केबलों के चारों ओर लगाया जाता है। एक्सट्रूज़न से पहले, नमी या अन्य अशुद्धियों के लिए प्लास्टिक की जांच करना महत्वपूर्ण है, फिर सामग्री को हॉपर में जोड़ने से पहले स्क्रू को पहले से गरम कर लें। एक्सट्रूज़न के दौरान, हॉपर में प्लास्टिक को गुरुत्वाकर्षण या फ़ीड स्क्रू द्वारा बैरल में डाला जाता है, और घूर्णन स्क्रू द्वारा आगे बढ़ाया जाता है, धीरे-धीरे प्रीहीटिंग सेक्शन से होमोजेनाइजिंग सेक्शन की ओर बढ़ता है। उसी समय, प्लास्टिक को मिश्रित किया जाता है और स्क्रू द्वारा धकेला जाता है और, बाहरी हीटिंग और प्लास्टिक और उपकरण के बीच कतरनी घर्षण के तहत, एक चिपचिपे प्रवाह में बदल जाता है, जिससे स्क्रू खांचे में एक निरंतर और समान सामग्री प्रवाह बनता है। निर्दिष्ट प्रक्रिया तापमान पर, प्लास्टिक ठोस से पिघली हुई, प्लास्टिकयुक्त अवस्था में बदल जाता है, और फिर स्क्रू द्वारा डाई हेड में धकेल दिया जाता है। सामग्री डाई कोर और डाई स्लीव के बीच कुंडलाकार अंतराल में प्रवेश करती है, डाई स्लीव खोलने के माध्यम से बाहर निकाली जाती है, एक सतत और कॉम्पैक्ट इन्सुलेशन या शीथ परत बनाने के लिए कंडक्टर या कोर को ढकती है, जिसे फिर तार या केबल बनाने के लिए ठंडा और ठोस किया जाता है। . 2. एक्सट्रूज़न के तीन चरण प्लास्टिक एक्सट्रूज़न का मुख्य सिद्धांत सामग्री की प्लास्टिक स्थिति है। एक्सट्रूडर में निर्माण एक जटिल शारीरिक प्रक्रिया है, जिसमें मिश्रण करना, तोड़ना, पिघलाना, प्लास्टिक बनाना, बाहर निकालना, संपीड़ित करना और अंतिम आकार देना शामिल है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह प्रक्रिया लगातार होती रहती है। हालाँकि, सामग्री की प्रतिक्रियाओं के आधार पर सतत प्रक्रिया को चरणों में विभाजित करने की प्रथा है: प्लास्टिकीकरण चरण (मिश्रण, पिघलना और समरूपीकरण); गठन चरण (एक्सट्रूज़न आकार देना); और सेटिंग चरण (प्लास्टिक की परत को ठंडा और ठोस बनाना)। पहला चरण प्लास्टिकीकरण चरण है, जिसे संपीड़न चरण भी कहा जाता है। इसे एक्सट्रूडर बैरल में किया जाता है, जहां स्क्रू रोटेशन प्लास्टिक को ठोस छर्रों से चिपचिपी, प्लास्टिक अवस्था में बदल देता है। प्लास्टिकीकरण के लिए ऊष्मा दो स्रोतों से आती है: बैरल की बाहरी विद्युत तापन और स्क्रू के घूमने से उत्पन्न घर्षणात्मक ऊष्मा। प्रारंभ में, गर्मी बाहरी विद्युत हीटरों से आती है, लेकिन सामान्य ऑपरेशन के दौरान, संपीड़ित, कतरनी और मिश्रित सामग्री और बैरल की दीवार के बीच घर्षण के साथ-साथ सामग्री के अणुओं के बीच आंतरिक घर्षण से गर्मी उत्पन्न होती है।
दूसरा चरण गठन चरण है। यह मशीन हेड के अंदर होता है। पेंच के घूमने और दबाव के कारण, चिपचिपा तरल पदार्थ मशीन के सिर की ओर धकेला जाता है, सिर के अंदर मोल्ड से होकर गुजरता है, और विभिन्न आवश्यक आकारों और आकृतियों की बाहर निकाली गई सामग्री में बनता है, जो कोर या कंडक्टर को कोटिंग करता है। तीसरा चरण सेटिंग चरण है। यह कूलिंग वॉटर टैंक या कूलिंग पाइपलाइन में होता है। प्लास्टिक एक्सट्रूज़न परत के ठंडा होने के बाद, यह अनाकार प्लास्टिक अवस्था से ठोस स्थिर अवस्था में बदल जाती है। प्लास्टिक प्रवाह की स्थिति में परिवर्तन के आधार पर प्लास्टिकीकरण चरण को कृत्रिम रूप से तीन चरणों में विभाजित किया जाता है, अर्थात् पोषण चरण, पिघलने का चरण और समरूपीकरण चरण। यह एक्सट्रूज़न स्क्रू को खंडित करने की पारंपरिक विधि भी है, जिसमें प्रत्येक खंड प्लास्टिक एक्सट्रूज़न को अलग-अलग तरीके से प्रभावित करता है और प्लास्टिक को विभिन्न रूपों में दिखाता है, जिससे प्लास्टिक की एक्सट्रूज़न विशेषताओं को व्यक्त किया जाता है। फीडिंग चरण में, पहला कार्य दानेदार ठोस प्लास्टिक के लिए नरम तापमान प्रदान करना है, और दूसरा नरम प्लास्टिक को कुचलने के लिए प्लास्टिक के कणों पर घूमने वाले पेंच और स्थिर बैरल के बीच उत्पन्न कतरनी तनाव का उपयोग करना है। सबसे महत्वपूर्ण कार्य एक निरंतर और स्थिर एक्सट्रूज़न दबाव बनाने के लिए स्क्रू रोटेशन से पर्याप्त निरंतर और स्थिर जोर और रिवर्स घर्षण उत्पन्न करना है, जो कुचले हुए प्लास्टिक को हिलाता है और मिश्रित करता है और शुरू में हीट एक्सचेंज करता है, जो निरंतर और स्थिर एक्सट्रूज़न की नींव रखता है। जोर की निरंतरता और स्थिरता, कतरनी तनाव दर, और कुचलने और मिश्रण की एकरूपता सीधे एक्सट्रूज़न गुणवत्ता और आउटपुट को प्रभावित करती है। पिघलने के चरण में, पहले से कुचला हुआ, नरम किया हुआ, और शुरू में मिश्रित प्लास्टिक स्क्रू ग्रूव के साथ स्क्रू थ्रस्ट के कारण मशीन हेड की ओर बढ़ता है, फीडिंग चरण से पिघलने के चरण में प्रवेश करता है। इस चरण में, प्लास्टिक को उच्च तापमान वाली गर्मी का सामना करना पड़ता है, जिसमें बैरल के बाहरी हीटिंग और स्क्रू रोटेशन से घर्षण गर्मी दोनों से गर्मी स्रोत होते हैं। फीडिंग चरण से जोर और समरूपीकरण चरण से प्रतिक्रिया बल स्क्रू ग्रूव में बैकफ़्लो और स्क्रू और बैरल के बीच का अंतर बनाते हैं। यह बैकफ्लो सामग्री को और मिश्रित करता है और ताप विनिमय को बढ़ाता है, जिससे सतह का तापीय संतुलन प्राप्त होता है। चूँकि इस चरण में तापमान प्लास्टिक के प्रवाह तापमान से अधिक हो जाता है और अवधि महत्वपूर्ण होती है, प्लास्टिक की स्थिति बदल जाती है। गर्म बैरल के संपर्क में आने वाली सामग्री पिघलने लगती है, जिससे बैरल की आंतरिक सतह पर एक पॉलिमर फिल्म बन जाती है। जब यह फिल्म पेंच धागे की नोक और बैरल के बीच के अंतर से अधिक हो जाती है, तो यह घूमते धागे से अलग हो जाती है और आगे बढ़ते धागे के सामने जमा हो जाती है, जिससे एक पिघला हुआ पूल बन जाता है। बैरल और स्क्रू रूट के बीच सापेक्ष गति पिघले हुए पूल में सामग्री का एक परिसंचारी प्रवाह बनाती है। स्क्रू फ्लाइट के पीछे प्लास्टिक का एक ठोस बिस्तर है। पेंच खांचे के साथ आगे बढ़ने के दौरान, जैसे-जैसे पिघले हुए चरण के खांचे की गहराई धीरे-धीरे समरूपीकरण चरण की ओर कम होती जाती है, ठोस बिस्तर को बैरल की दीवार के खिलाफ धकेल दिया जाता है, जिससे बैरल से ठोस बिस्तर तक गर्मी हस्तांतरण तेज हो जाता है। स्क्रू रोटेशन बैरल की दीवार पर पिघली हुई फिल्म को भी काटता है, फिल्म और ठोस बिस्तर के बीच इंटरफेस पर सामग्री को पिघलाता है, धीरे-धीरे ठोस बिस्तर की चौड़ाई को कम करता है जब तक कि यह पूरी तरह से गायब न हो जाए, ठोस से चिपचिपे प्रवाह में बदल जाता है। इस बिंदु पर, प्लास्टिक की आणविक संरचना मौलिक रूप से बदल जाती है, अंतर-आणविक तनाव बहुत कम हो जाता है, और क्रिस्टलीय उच्च पॉलिमर के लिए, क्रिस्टलीय क्षेत्र कम हो जाते हैं जबकि अनाकार क्षेत्र बढ़ जाते हैं। बहुत बड़े अणुओं के अलावा, मुख्य शरीर प्लास्टिसाइजिंग को पूरा करता है, जिसे 'प्रारंभिक प्लास्टिसाइजिंग' के रूप में जाना जाता है। दबाव में, ठोस पदार्थ में पहले से मौजूद हवा बाहर निकल जाती है, जिससे प्रारंभिक घनत्व प्राप्त होता है।
समरूपीकरण अनुभाग में, कई प्रमुख प्रक्रिया विशेषताएं हैं: इस अनुभाग में स्क्रू थ्रेड की गहराई सबसे कम है, जिसका अर्थ है कि स्क्रू ग्रूव की मात्रा सबसे छोटी है, इसलिए यह कार्यशील अनुभाग है जहां स्क्रू और बैरल के बीच दबाव सबसे अधिक है; इसके अतिरिक्त, स्क्रू से लगने वाला जोर और स्क्रीन प्लेट से प्रतिक्रिया बल वहां होते हैं जहां प्लास्टिक सीधे संपर्क में होता है; इस अनुभाग में उच्चतम एक्सट्रूज़न प्रक्रिया तापमान भी होता है, इसलिए यहां प्लास्टिक सबसे बड़े रेडियल और अक्षीय दबाव का अनुभव करता है, जो प्लास्टिक में मौजूद सभी गैसों को हटाने, पिघलने को संघनित और सघन करने के लिए पर्याप्त है। इसीलिए इसे 'दबाव समकारी अनुभाग' कहा जाता है। उच्च तापमान के कारण, पिघलने वाले खंड में जो पॉलिमर पूरी तरह से प्लास्टिककृत नहीं हुए थे, उन्हें यहां पूरा किया जाता है, 'कणों' को खत्म किया जाता है और यह सुनिश्चित किया जाता है कि नियंत्रित मात्रा और दबाव में डाई से समान रूप से बाहर निकलने से पहले प्लास्टिक पूरी तरह और समान रूप से प्लास्टिकयुक्त हो।
एक्सट्रूज़न के दौरान प्लास्टिक की प्रवाह स्थिति: एक्सट्रूज़न के दौरान, स्क्रू के घूमने से प्लास्टिक हिल जाता है जबकि बैरल स्थिर रहता है, जिससे बैरल और स्क्रू के बीच सापेक्ष गति पैदा होती है। यह सापेक्ष गति घर्षण का कारण बनती है, जो प्लास्टिक को आगे की ओर खींचती है। इसके अतिरिक्त, डाई में मौजूद डाई, मल्टी होल स्क्रीन प्लेट और फिल्टर का प्रतिरोध प्लास्टिक के आगे बढ़ने पर प्रतिक्रिया बल का कारण बनता है, जिससे स्क्रू और बैरल के भीतर प्रवाह जटिल हो जाता है। प्लास्टिक प्रवाह को आम तौर पर चार प्रकार का माना जाता है: 1) फॉरवर्ड फ्लो - डाई की ओर पेंच खांचे के साथ प्लास्टिक की गति को संदर्भित करता है। यह घूमने वाले पेंच के धक्का देने वाले बल से उत्पन्न होता है और चार प्रवाह प्रकारों में से सबसे महत्वपूर्ण है। फॉरवर्ड फ्लो की मात्रा सीधे एक्सट्रूज़न आउटपुट को निर्धारित करती है . 2) बैकफ्लो - जिसे रिवर्स फ्लो भी कहा जाता है, यह फॉरवर्ड फ्लो के विपरीत दिशा में चलता है, जो डाई, स्क्रीन प्लेट्स और डाई में फिल्टर के प्रतिरोध के कारण होता है, जिससे डाई क्षेत्र में दबाव उत्पन्न होता है (प्लास्टिक की फॉरवर्ड गति का विरोध करने वाली प्रतिक्रिया)। यह डाई से फीड पोर्ट तक 'दबाव संचालित बैकफ्लो' बनाता है, जिसे 'बैकप्रेशर फ्लो' भी कहा जाता है, जिससे उत्पादन में हानि हो सकती है। स्क्रू खांचे के लंबवत अक्ष के साथ प्लास्टिक का अनुप्रस्थ प्रवाह प्रवाह होता है, जो घूमने वाले स्क्रू के धक्का के कारण भी होता है। इसकी गति को खांचे की ओर की दीवारों द्वारा विरोध किया जाता है, और विपरीत धागों की परस्पर क्रिया के कारण, घूमने वाला पेंच प्लास्टिक को खांचे के भीतर पलट देता है, जिससे गोलाकार प्रवाह बनता है। इस प्रकार, अनुप्रस्थ प्रवाह अनिवार्य रूप से गोलाकार प्रवाह है, जो बैरल में प्लास्टिक को मिश्रित करने और प्लास्टिक बनाने, गर्मी विनिमय में सहायता करने और एक्सट्रूज़न गुणवत्ता में सुधार करने के लिए आवश्यक है, हालांकि इसका एक्सट्रूज़न दर पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है . 4) रिसाव प्रवाह - डाई, स्क्रीन प्लेट और फिल्टर के प्रतिरोध के कारण भी होता है। हालाँकि, यह स्क्रू ग्रूव में नहीं बल्कि स्क्रू और बैरल के बीच के गैप में होता है, जिससे रिवर्स फ्लो बनता है। इससे उत्पादन उत्पादन भी कम हो सकता है. चूंकि स्क्रू और बैरल के बीच का अंतर आमतौर पर बहुत छोटा होता है, सामान्य परिस्थितियों में रिसाव प्रवाह आगे या पीछे की तुलना में बहुत छोटा होता है। एक्सट्रूज़न के दौरान, रिसाव प्रवाह आउटपुट को प्रभावित करता है, और रिसाव प्रवाह में वृद्धि से एक्सट्रूज़न की मात्रा कम हो जाती है। ये चार प्रवाह अवस्थाएँ अलग-अलग प्रकट नहीं होती हैं; किसी भी प्लास्टिक कण के लिए, कोई वास्तविक बैकफ़्लो या संलग्न गोलाकार प्रवाह नहीं है। व्यवहार में, पेंच खांचे में पिघला हुआ प्रवाह इन चार अवस्थाओं का एक संयोजन है, जो एक सर्पिल प्रक्षेपवक्र में आगे बढ़ता है।
5. एक्सट्रूज़न गुणवत्ता एक्सट्रूज़न गुणवत्ता मुख्य रूप से संदर्भित करती है कि क्या प्लास्टिक ठीक से प्लास्टिकयुक्त है और क्या ज्यामितीय आयाम सुसंगत हैं, अर्थात क्या रेडियल मोटाई एक समान है और अक्षीय बाहरी व्यास सम है। प्लास्टिक के अलावा, प्लास्टिकीकरण को प्रभावित करने वाले कारकों में मुख्य रूप से तापमान, कतरनी तनाव दर और कार्रवाई की अवधि शामिल है। अत्यधिक उच्च एक्सट्रूज़न तापमान न केवल एक्सट्रूज़न दबाव में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है, बल्कि प्लास्टिक के विघटन का कारण भी बनता है और यहां तक कि उपकरण दुर्घटनाएं भी हो सकती हैं। खांचे की गहराई को कम करने और स्क्रू की लंबाई को - से - व्यास के अनुपात में बढ़ाने से हीट एक्सचेंज को बढ़ावा मिल सकता है और हीटिंग का समय बढ़ सकता है, जिससे एक समान प्लास्टिककरण आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है, लेकिन यह एक्सट्रूज़न दर को प्रभावित करेगा और स्क्रू निर्माण और असेंबली को और अधिक कठिन बना देगा। इसलिए, प्लास्टिकीकरण सुनिश्चित करने की कुंजी प्लास्टिक पर स्क्रू रोटेशन द्वारा उत्पन्न कतरनी तनाव दर को बढ़ाना है, एक समान यांत्रिक मिश्रण और संतुलित ताप विनिमय प्राप्त करना है, इस प्रकार एक समान प्लास्टिकीकरण सुनिश्चित करना है। इस तनाव दर का परिमाण पेंच और बैरल के बीच कतरनी तनाव बल द्वारा निर्धारित किया जाता है, कतरनी तनाव दर की गणना इस प्रकार की जाती है: जहां: Δ - कतरनी तनाव दर (1/मिनट) डी - पेंच व्यास (सेमी) एन - पेंच रोटेशन गति (आर/मिनट) - नाली गहराई (सेमी) यह देखा जा सकता है कि एक्सट्रूज़न दर सुनिश्चित करने की आवश्यकता के तहत, रोटेशन को बढ़ाते हुए नाली की गहराई को बढ़ाया जा सकता है गति. इसके अतिरिक्त, स्क्रू और बैरल के बीच का अंतर भी एक्सट्रूज़न गुणवत्ता को प्रभावित करता है। यदि गैप बहुत बड़ा है, तो प्लास्टिक बैकफ्लो और रिसाव बढ़ जाता है, जो न केवल एक्सट्रूज़न दबाव में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है और एक्सट्रूज़न दर को प्रभावित करता है, बल्कि बढ़े हुए रीसर्क्युलेशन के कारण, प्लास्टिक अधिक गरम हो जाता है, जिससे झुलसने या खराब मोल्डिंग हो जाती है। उत्पादन के दौरान, ऑपरेटरों को बारीकी से समन्वय करना चाहिए। ऑपरेटरों को विकास प्रक्रिया और संचालन प्रक्रियाओं से परिचित होना चाहिए . 1. प्लास्टिक एक्सट्रूडर की एक्सट्रूज़न प्रक्रिया प्लास्टिक एक्सट्रूडर गर्म एक्सट्रूज़न उपकरण हैं। पर्याप्त तनाव सुनिश्चित करते हुए, केबल कॉइल्स या कोर को पे-ऑफ डिवाइस पर रखा जाता है। टेंशनिंग और स्ट्रेटनिंग डिवाइस से गुजरने के बाद, सामग्री इन्सुलेशन या शीथ परत को बाहर निकालने के लिए एक्सट्रूडर हेड में प्रवेश करती है। प्लास्टिक छर्रों को हॉपर के माध्यम से एक्सट्रूडर बैरल में डाला जाता है। स्क्रू घूमने के कारण, सामग्री चैम्बर में प्रवेश करती है, गर्म होती है, और स्क्रू द्वारा हिलाई जाती है, प्लास्टिकीकरण को बढ़ावा देती है और इसे मरने की ओर धकेलती है, तार या केबल कोर पर कसकर और लगातार बाहर निकलती है। प्लास्टिक परत की मोटाई और एक्सट्रूज़न दबाव को नियंत्रित करने के लिए, एक समान प्लास्टिक कवरेज के लिए डाई कोर और डाई स्लीव के बीच कुंडलाकार अंतर को समायोजित करें। यूनिट में प्रत्येक मशीन में अलग-अलग ड्राइव सिस्टम होते हैं, और इकाइयों के बीच ऑपरेटिंग गति को व्यक्तिगत रूप से समायोजित किया जा सकता है। प्रक्रिया विनिर्देशों को पूरा करते हुए, केबलों पर सुसंगत बाहरी व्यास और प्लास्टिक परत की मोटाई सुनिश्चित करने के लिए पेंच और कर्षण गति को समन्वित किया जाना चाहिए। अन्य गुणवत्ता संबंधी समस्याओं को रोकने के लिए भुगतान और वापसी की गति तारों और केबलों की उत्पादन गति से मेल खानी चाहिए। तापमान को प्रक्रिया विनिर्देशों के अनुसार नियंत्रित किया जाना चाहिए, उपयुक्त सांचों का चयन किया जाना चाहिए, और सनकी परतों, झुलसने और खराब प्लास्टिककरण को रोकने के लिए हीटिंग सिस्टम, बाहरी व्यास और गति में परिवर्तन की अक्सर निगरानी की जानी चाहिए।
