Verarbeitung
der Kunststoffe

Zweischnecken-Extruder für die Führung von Untersuchungsarbeiten

Extruder für Polymere der Firma Zamak Mercator für die Führung der Untersuchungsarbeiten in Labor- und Industriebedingungen. 

Die Konstruktion der innovativen Extruder für die Untersuchungen von ZAMAK MERCATOR ist an die langjährigen Erfahrungen, die in verschiedenen Industriezweigen gesammelt wurden, gestützt. Die wichtigste Eigenschaft unserer Extruder  bildet die hohe Fähigkeit zur Abbildung der Industrieprozesse in den Bedingungen des Untersuchungslabors.  Sehr wichtig ist auch die Funktionalität und die einfache Bedienung der Maschinen.

Wichtige Gebrauchseigenschaften

  • Großer Bereich der Untersuchungsmöglichkeiten
  • Hohe Drehmomente
  • Hoher zulässiger Druck im Inneren des Zylinders
  • Ergiebiges und ökonomisches Zonen - Heiz- und Kühlsystem
  • Niedriger Energieverbrauch
  • Einfache und ergonomische Bedienung
  • Hohe Haltbarkeit und Stabilität der Baugruppen
  • Platzersparung
  • Möglichkeit der Anpassung der Konstruktion and die Anforderungen der Kunden
  • Fortgeschrittene Untersuchungssoftware
  • Digitales Steuerungssystem
  • Möglichkeit der Verwendung in der Industrie

Die Extruder Blue Integra - bilden Kunststoff-Extruder für die Untersuchungen, in dem für Materiale mit Problemen in der Extrusion - Notwendigkeit der Verwendung von großen Drehmomenten,   Gehalt von Zusätzen in Form von Glasfasern, Kohlenstofffasern, organischen Fasern, Pulvern oder Nano-Teilchen. Diese Extruder können mit volumetrischen, gravimetrischen und Seiten - Dosierer, sowie mit Kunststoff-Pumpen usw.  ausgestattet werden.

  • Paralleler Extruder 2x12 mm – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Paralleler Extruder 2x16 mm – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Paralleler Extruder 2x20 mm – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Paralleler Extruder 2x24 mm – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Kegel-Extruder 5-10-15 ml – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Universaler Kegel-Extruder 5-20 ml – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.

Extruder Blue Modular - universale Lösung, die aus zwei Elementen besteht:  

  • Antriebsmodul (Extruder Blue Power), enthält den Hauptantrieb des Extruders mit einer maximalen Leistung von bis zu 26,4 KW, das Kühlsystem der Zuschüttung und das komplette digitale Steuerungs- und Bemessungssystem. Der Extruder ist mit präzisem Drehmomentwandler ausgestattet.  
  • Extrusionsmodule (Extruder Blue Modular) - zum Antriebsmodul können alle durch die Firma Zamak Mercator hergestellten Extruder angeschlossen werden - parallele Extruder, Kegel-Extruder und Knetmaschinen.

Module Blue Modular:

  • Paralleler Extruder 2x16 mm – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Paralleler Extruder 2x20 mm – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Paralleler Extruder 2x24 mm – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Zweischnecken - Kegel-Extruder 5-10-15 ml – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.
  • Universaler Zweischnecken - Kegel-Extruder 5-20 ml – gleichläufig, gegenläufig, umschaltbar.

Die Untersuchungs-Extruder der Firma Zamak Mercator zeichnen sich durch ihre große Leistungsfähigkeit, durch den beständigen und ergonomischen Bau und durch den niedrigen Energieverbrauch aus. Sie nehmen nicht viel von wertvollem Platz ein.  

Hauptantrieb der Extruder

Zum Antrieb der Untersuchungs-Extruder verwenden wir moderne Wechselstrommotoren in der Technologie 120 Hz im Leistungsbereich bis 22 KW und in der Technologie 87Hz im Bereich noch größerer Leistungen.  Solche Motoren besitzen einen vergrößerten Bereich der Steuerung der Drehgeschwindigkeit, besonders im Bereich der niedrigen Drehgeschwindigkeiten und sichern den beständigen maximalen Drehmoment im ganzen Geschwindigkeitsbereich zu. Außerdem sind solche Motoren praktisch bedienungsfrei und ihre Nutzkosten sind niedrig. Wichtiges Element des Antriebes ist der Frequenzumsetzer (Wechselrichter).  Der Wechselrichter erlaubt die Drehgeschwindigkeit und den Drehmoment zu kontrollieren. Wir verwenden Wechselrichter der renommierten Hersteller.  Das optionale Modul der Messung der verbrauchten Energie und der Kontrolle ihrer Qualität ermöglicht am laufenden das Kontrollieren der Kosten und der Qualität der verbrauchten Energie, und das vergrößert die Untersuchungsmöglichkeiten.

Das Antriebsmodul ist zusätzlich mit einem präzisen Drehmomentwandler ausgestattet.

Getriebe zum Verteilen des Drehmoments auf zwei Schnecken und Stützlager

Das Getriebe zum Verteilen des Drehmoments auf zwei Schnecken bildet das Schlüsselelement der Konstruktion der Untersuchungs-Extruder und entscheidet über den maximalen Drehmoment  und über die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Gerätes. Die Getriebe zu unseren Extrudern wurden nach vielen Jahren von verschiedenen Erfahrungen, sowie Untersuchungs- und Entwicklungsarbeiten bearbeitet. Der Bau von Getrieben ermöglicht die Übertragung auf zwei Schnecken des Extruders  der maximalen Drehmomente und der Achsenkräfte, die vom Druck im Zylinder über spezielle Stützlager kommen. Unsere Getriebe können in Abhängigkeit von der Konfiguration als gleichläufige, gegenläufige oder umschaltbare Getriebe arbeiten. Das bildet ihre ausnahmsweise Eigenschaft. Alle zusammenarbeitende Baugruppen  der Getriebe werden durch eine entsprechend zugeordnete Pumpe mit Öl geschmiert. Die Pumpe ist mit einem Filter ausgestattet und wird durch einen unabhängigen Motor angetrieben. Das macht das Schmiersystem unabhängig von der Drehgeschwindigkeit und sichert gutes Schmieren der hoch belasteten Baugruppen im ganzen Drehgeschwindigkeitsbereich (besonders bei niedrigen Drehgeschwindigkeiten) zu.

Schüttmodul

Das Schüttmodul bildet eine wichtige Baugruppe des Untersuchungs-Extruders, die Einfluss auf die Leistungsfähigkeit, die Qualität des Produkts, die Zuverlässigkeit und die Ergonomie der Bedienung ausübt.  Das in unserer Firma bearbeitete und projektierte Schüttmodul  bedürft keiner Demontage während der Öffnung des Zylinders des Plastifizierungssystems. Das bedeutet eine einzigartige Eigenschaft, da die den Extruder bedienende Person den Dosierungssatz nicht jedes mal demontieren muss (die Demontage ist eine zeitraubende Beschäftigung, die körperliche Anstrengung bedürft). Für den Erhalt einer entsprechend niedrigen Temperatur der Schüttung wird sie mit Hilfe der Flüssigkeit im geschlossenen System gekühlt, was eine gute ökologische Lösung bildet.

Zylinder- und Schneckenmodul

Die Extruder-Zylinder sind an die Arbeit bei einem Druck von 200 bar angepasst. Die Zylinder der Untersuchungs-Extruder sind im Niveau in zwei Teile eingeteilt; die beide Teile können geöffnet werden, und der untere Teil kann nach unten gekippt werden.  Solche Lösung gibt einen leichten und bequemen Zugang zum Inneren des Zylinders und der Schnecken und erleichtert die Bedienung. Die Hebung und die Senkung des Zylinderteils wird mit Gasstellmotoren unterstützt. Während der Tätigkeiten kann die Schüttung geschlossen bleiben. Der Zylinder ist in Heiz- und Kühlzonen eingeteilt. Die Verteilung folgt je 4d. Jede Zone kann einen Hauptport und einen Seitenport besitzen, wobei die Seitenports  je zweite Zone mit Rücksicht auf die Ausmaße den Seitendosiergeräte angeordnet sein können. Die Konfiguration des Zylinders wird an die Erwartungen des Kunden angepasst. Der obere und untere Zylinderteil ist aus zwei Teilen gebaut: das Gehäuse enthält die Heizgeräte und die Messfühler, die Einlage dagegen bildet den Arbeitsteil des Zylinders. Die Einlage kann aus verschiedenen Materialien ausgeführt werden und verschiedene schwerabreibbare Beläge besitzen. Zusätzlich über den Austausch der Einlagen kann die Konfiguration des Plastifizierungssystems geändert werden. Z.B. ohne Demontage des Zylinder kann seine Länge geändert werden. Der Zylinder ist mit einer Keilschließung ausgestattet. Die Keilschließung ermöglicht auf leichte Art und Weise das Kopfstück oder die Schmelzepumpe anzuschließen. Der Zylinder ist immer mit einer Abdeckung aus unrostendem Stahl ausgestattet.  Die Abdeckung begrenzt die Möglichkeit des Berührens des erhitzten Elements (des Zylinders) durch die Bedienung.

Schnecken

Die Schnecken sind in Segmentbauweise ausgeführt, was die Anpassung der Konfiguration an die konkrete Forschungsarbeiten und die Konfiguration des Zylinders ermöglicht. Die Bauweise der Schnecke ist an die Übertragung entsprechend großer Drehmomente und Achsenkräfte angepasst, die wiederum auf die Stützlager und den Mechanismus der Messung des Kraftwertes einwirken.  

Kraftmessung

Die Zylinder unserer Untersuchungs-Extruder sind mit dem Messmechanismus der Achskraft, die auf die Schnecken durch das sich unter Druck befindenden geschmolzene Polymer ausgeübt wird, ausgestattet. Diese Lösung ermöglicht die Erweiterung des Bereiches der Forschungsmöglichkeiten und bildet zusätzliche Zusicherung vor überschüssigem Druckanstieg und Anstieg der mechanischen Spannungen.

Thermoregulierung der Zylinderzonen

Die ökologischen Thermoregler, die wir in unseren Extrudern verwenden, besitzen ausgezeichnete technische Parameter und sind gleichzeitig sehr einfach in seiner Bedienung. Jede Zylinderzone (4d) ist mit einem digitalen Regulierungssystem der Temperatur im Bereich von bis zu 450oC ausgestattet. Jede Zone besitzt Heizgeräte, die in kurzer Zeit die Erlangung von eingegebener Temperatur ermöglichen, sowie einen Radiator mit Lüfter, der schnelle Senkung der Temperatur ermöglicht. Die Heizgeräte und das Kühlsystem werden gleichzeitig durch den digitalen PID - Regler reguliert. So eine Lösung ermöglicht die Erhaltung von eingegebener Temperatur mit großer Genauigkeit (0,1oC) und beugt den s.g. Übersteuerungen, d.h. unkontrollierten Anstiegen und Senkungen der Temperatur, vor.  Der digitale Temperaturregler wurde von unserer Automatikabteilung bearbeitet und überwacht  die Arbeit aller Extruder-Zonen gleichzeitig.  Er berücksichtigt ihr gegenseitiges Einwirken. Dank dessen ist die Temperatur stabil, entsprechend den eingegebenen Werten im ganzen Zylinder,  und die Messung ist glaubwürdig. Jeder Zylinder besitzt in seinem Speicher des Temperaturreglers seine eigene eingetragene thermische Charakteristik. Das leistungsfähige Kühlsystem ermöglicht die Regulierung und Stabilisierung der Temperatur im Falle von Prozessen, die große Wärmemengen erzeugen.

Druckregulierung

Der Prozessor und das Programm des Extruders kann die Messung des Kunststoffdruckes mit Hilfe der entsprechender Wandler durchführen. Es können bis 4 Druckwandler verwendet werden. Dank dessen haben wir die Möglichkeit der Druckregulierung und der Ausgabe von Kunststoff mit Hilfe des Extruders. Nach dem Anschluss der Schmelzepumpe übernimmt das Programm des Extruders die Kontrolle über den Druckwandlern auf dem Pumpeneingang und -ausgang und über der Leistungsfähigkeit. Das gibt die Möglichkeit der sehr präzisen Druckregulierung und der präzisen Ausgabe des Kunststoffes.

Regulierung des Drehmoments

Alle Untersuchungsextruder sind mit der Möglichkeit der Messung des Drehmoments ausgestattet. Im Rahmen des Modulbaus ist das Antriebsmodul zusätzlich mit einem präzisen Wandler des Drehmoments ausgestattet. Die Messung des Drehmoments erlaubt seine Regulierung über den Benutzer, was wiederum die Untersuchungsmöglichkeiten vergrößert.  Der Extruder kann automatisch in verschiedenen Modi arbeiten:

  • Stabilisierung der Umdrehungen und der Temperatur
  • Stabilisierung des Druckes, auch mit Hilfe der Polymerpumpe und der Temperatur
  • Stabilisierung der Achsenkraft und der Temperatur
  • Stabilisierung des Drehmoments und der Temperatur  

Wir können den gewählten Parameter stabilisieren und andere Parameter mit entsprechenden Werten begrenzen.  

Entgasungs-Unterdrucksystem

Unsere Extruder können mit Entgasungssystemen ausgestattet werden. Es können auch eine oder zwei Unterdruckpumpen verwendet werden.  Die Entgasung findet über die Ports im oberen Teil des Zylinders statt.

Schmelzepumpen

Die Untersuchungsextruder können mit Schmelzepumpen, die die präzise Druckkontrolle zusicheren, sowie die präzise Ausgabe des geschmolzenen Polymers ausgestattet werden. Die Pumpen werden in Anpassung an das Extrudermodell gewählt.  Die Pumpen besitzen ein präzises Temperaturregulierungssystem und ein System der Kunststoffausgabe, das über den steuernden Rechner des Extruders verwaltet wird.  Der Extruder kann mit der Pumpe zusammenarbeiten, indem er das eigene Programm der Druckregulierung benutzt.  Das ermöglicht die Erlangung einer ausnahmsweisen Präzision der Dosierung von Kunststoff in das Kopfstück. Dank dessen können z.B. ein präzises Filament für Drucker 3D oder Polymer-Lichtleiter extrudiert werden.  

Digitales Steuerungssystem

Da wir uns Untersuchungsprozesse (Forschungsprozesse) und selbst die Produktion ohne ihre Automatisierung nicht vorstellen können, wurde auf Grund von vielen Jahren der Erfahrungen eine Software bearbeitet, die die Verwaltung von Extrudern und ganzen Forschungslinien ermöglicht. Unsere Software erlaubt die Steuerung, die Kontrolle und die Verwaltung der Extruderprozesse. Die beständige Kontrolle der Extrusionsparameter - z.B. Druck, Temperatur, Umdrehungen, Drehmomente, Kräfte die auf die Schnecken und auf den Zylinder einwirken, Energieverbrauch - ermöglicht die Überprüfung und die Steuerung des Prozesses und des Gerätes.  Zu dem können wir noch die Möglichkeit der Eintragung von Parametern in die Datenbasis für die Durchführung der späteren Analyse und Archivierung, sowie die Ausblendung der Online-Diagramme und die Arbeit im Betriebsnetz und sogar im Globalnetz zufügen. Dank unserer Software können wir Untersuchungen führen, und der Prozess, sowie das Videobild, können über das Ethernet-Netz in beliebige Stelle auf den Rechnern, Tablets usw. übertragen werden. Unsere Software können wir auch den Erwartungen unserer Kunden anpassen. Der Prozess kann aus dem Niveau des Touch-Bildschirms auf der Konsole des Gerätes  oder im Ethernetnetz kontrolliert werden. Zur Realisierung unserer Lösungen aus dem Bereich der Automatik und der Antriebe verwenden wir eigene Programme und Geräte der Firmen Bernecker + Rainer Industrie Elektronik GmbH oder Lenze Drives GmbH. Wir arbeiten auch mit vielen anderen renommierten Firmen zusammen. Die Integration unserer Geräte mit den Steuerungssystemen für Geräte anderer Hersteller ist möglich.

Wir produzieren leistungsfähige und haltbare/stabile Extruder. Für uns zählt auch das Design und die Bequemheit der Bedienung. Also für uns sind Extruder nach Maß unserer Kunden wichtig.