علت تجمع مواد سر قالب (Die Drool) در اکستروژن لوله

یکی از صحنه‌های تکراری و کلافه‌کننده در خطوط تولید لوله پلی‌اتیلن و فیلم‌های پلیمری، تشکیل حلقه‌ای از مواد اضافه، سوخته و خمیری در لبه خروجی قالب (Die) است. این مواد که به مرور زمان سیاه و اکسید می‌شوند، ناگهان کنده شده و روی لوله یا فیلم می‌چسبند و باعث ایجاد ضایعات یا خط و خش روی محصول می‌شوند.

در ادبیات مهندسی پلیمر به این پدیده Die Drool (آبریزش قالب) یا Plate-out می‌گویند. بسیاری از اپراتورها تصور می‌کنند این “ذاتِ کار” است و راهی جز توقف خط و تمیزکاری دستی وجود ندارد؛ اما این‌طور نیست. در این مقاله، ریشه‌های این مشکل و راهکارهای حذف آن را بررسی می‌کنیم.

چرا Die Drool خطرناک است؟

این فقط یک کثیفی ساده نیست! تجمع مواد سر قالب باعث می‌شود:

• خطوط طولی (Die Lines) روی لوله ایجاد شود و سطح را زبر کند.
• تکه‌های سوخته کنده شده، باعث رد شدن لوله در تست‌های فشار و کشش شوند.
• زمان توقف خط (Downtime) برای تمیزکاری افزایش یابد که یعنی ضرر مالی مستقیم.

متهم ردیف اول: ناسازگاری مواد و مستربچ

شایع‌ترین دلیل ایجاد Die Drool، “جدایی فازی” است. وقتی مستربچ یا افزودنی‌های شما با پلیمر پایه (مثلاً PE100) سازگاری کامل نداشته باشند، در فشار بالای پشت دای، از بافت اصلی جدا شده و به سمت دیواره‌ها فرار می‌کنند.

نقش مستربچ نامرغوب: مستربچ‌هایی که از “واکس” (Wax) یا روان‌کننده‌های ارزان‌قیمت با نقطه ذوب پایین استفاده می‌کنند، در دمای اکسترودر بخار شده یا به سطح می‌آیند و در لبه قالب رسوب می‌کنند. استفاده از مستربچ‌های پایه پلی‌اتیلن خالص که در شرکت نوآوران بسپار تولید می‌شوند، این مشکل را به حداقل می‌رساند.

تصویر نزدیک از سر قالب (دای) اکسترودر که نشان‌دهنده تجمع مواد سوخته و پلیت اوت (Die Drool) در اطراف لوله پلی‌اتیلن خروجی است.

پدیده Die Drool یا پلیت اوت؛ تجمع مواد سوخته و اکسید شده در لبه خروجی قالب اکسترودر که باعث ایجاد خط و خش روی محصول نهایی می‌شود.

علت دوم: نوسان فشار و “تورم دای” (Die Swell)

پدیده “تورم دای” زمانی رخ می‌دهد که مواد بلافاصله پس از خروج از قالب، پف می‌کنند. اگر این تورم زیاد باشد، مواد به لبه‌های داغ قالب مالیده شده و بخشی از آن جا می‌ماند. این لایه نازک به مرور می‌سوزد و تبدیل به Die Drool می‌شود.

راهکار عملیاتی:

کمی کاهش دمای دای (Die) می‌تواند ویسکوزیته را بالا برده و تورم را کنترل کند. همچنین بررسی کنید که آیا طراحی قالب (Land Length) برای مواد شما مناسب است یا خیر.

علت سوم: طراحی نامناسب مارپیچ (Screw)

اگر مارپیچ (Screw) دستگاه نتواند مواد را به خوبی همگن (Homogenize) کند، بخش‌هایی از مذاب با دمای متفاوت به دای می‌رسند. این عدم یکنواختی باعث می‌شود مولکول‌های با وزن مولکولی پایین (Low Molecular Weight) زودتر جدا شده و سر قالب جمع شوند.

۵ فرمان برای حذف تجمع مواد (چک‌لیست اپراتور)

اگر همین الان با این مشکل مواجه هستید، این ۵ مرحله را به ترتیب انجام دهید:

جمع‌بندی

پدیده Die Drool مثل تب برای بدن است؛ هشداری است که نشان می‌دهد چیزی در فرآیند تولید (مواد، دما یا دستگاه) میزان نیست. تجربه نشان داده است که در ۷۰٪ موارد، تغییر مستربچ به یک گرید تخصصی که سازگاری مولکولی بالایی با پلی‌اتیلن داشته باشد، این مشکل را بدون دستکاری دستگاه حل می‌کند.

منبع: نوآوران بسپار