อธิบายดัชนีความสามารถในการไหล: เหตุใดการไหลของผงจึงมีความสำคัญในการแปรรูปพลาสติก

บดเรซิน PE เดียวกันสองชุดบนเครื่องบดเดียวกัน ชุดแรกไหลผ่านถังพักอย่างสม่ำเสมอ และตกลงไปในทุกมุมของแม่พิมพ์ และสร้างชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วย Rotomold โดยมีความหนาของผนังสม่ำเสมอ ชุดที่สองเชื่อมที่คอของฮอปเปอร์ หยุดการป้อนอาหาร และทิ้งช่องว่างไว้ในส่วนที่เสร็จแล้ว การวิเคราะห์ตะแกรงมีลักษณะเกือบจะเหมือนกันสำหรับทั้งสองชุด ดัชนีความสามารถในการไหลไม่ได้

ดัชนีความสามารถในการไหลเป็นตัวเลขเชิงปฏิบัติที่จะบอกคุณว่าผงจะมีพฤติกรรมอย่างไรในสายการผลิตจริง แทนที่จะบอกว่าขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ยบนกระดาษ ไม่ใช่ค่าคงที่เพียงค่าเดียว แต่เป็นกลุ่มการวัดที่สร้างขึ้นจากการทดสอบง่ายๆ เพียงไม่กี่ครั้ง บทความนี้จะอธิบายว่าดัชนีความสามารถในการไหลคืออะไร วิธีคำนวณเวอร์ชันที่พบบ่อยที่สุด และเหตุใดตัวเลขเหล่านั้นจึงควรมีอิทธิพลต่อวิธีที่คุณเลือกและใช้งานอุปกรณ์บดพลาสติก

ดัชนีความสามารถในการไหลคืออะไร?

ดัชนีความสามารถในการไหลเป็นเกรดตัวเลขที่อธิบายว่าผงเคลื่อนที่ได้ง่ายเพียงใดภายใต้แรงโน้มถ่วง ความดันอากาศ หรือการกวนเชิงกล เนื่องจากไม่มีการทดสอบใดที่รวบรวมทุกแง่มุมของการไหล คำนี้จึงครอบคลุมการวัดที่เกี่ยวข้องหลายรายการ โดยแต่ละการทดสอบจะตอบคำถามที่แตกต่างกัน ผงเทได้อย่างอิสระหรือไม่? มันบรรจุลงภายใต้แรงสั่นสะเทือนหรือไม่? มันโค้งอยู่เหนือช่องเปิดของถังหรือไม่? มีการระบายออกทางปากด้วยอัตราคงที่หรือไม่?

มาตราส่วนคอมโพสิตที่มีการอ้างอิงอย่างกว้างขวางที่สุดคือดัชนีความสามารถในการไหลของ Carr ซึ่งพัฒนาขึ้นในทศวรรษปี 1960 โดยจะรวมดัชนีย่อยสี่ดัชนีเข้าด้วยกัน โดยแต่ละดัชนีมีคะแนนตั้งแต่ 0 ถึง 25:

• ดัชนีมุมการพักผ่อน
• ดัชนีมุมของไม้พาย
• ดัชนีความสามารถในการอัดหรือที่เรียกว่าดัชนีคาร์
• ดัชนีความสม่ำเสมอ

ค่าทั้งสี่รวมกันได้คะแนนรวมจาก 100 คะแนนรวมที่สูงกว่าหมายถึงการไหลที่ดีขึ้น แถบการตีความแสดงไว้ด้านล่าง

ผงพลาสติกเนื้อละเอียดจำนวนมากอยู่ในช่วง 60 ถึง 75 ก่อนที่จะดำเนินการแก้ไขใดๆ คะแนนที่สูงกว่า 80 สามารถทำได้เมื่อการกระจายขนาดอนุภาคแคบและรูปร่างของอนุภาคสม่ำเสมอ ซึ่งตรงกับความต้องการของเครื่องบดพลาสติกที่ออกแบบมาอย่างดี

ดัชนีคาร์และอัตราส่วนเฮาส์เนอร์: ตัวเลขที่ง่ายที่สุดสองตัว

ห้องปฏิบัติการควบคุมคุณภาพส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยค่าสองค่าที่ไม่ต้องใช้เครื่องมือราคาแพง ได้แก่ Carr Index หรือที่เรียกว่าดัชนีความสามารถในการอัด และอัตราส่วน Hausner ทั้งสองได้มาจากความหนาแน่นรวมและความหนาแน่นของการกรีด

ความหนาแน่นรวมวัดโดยการเทมวลผงที่ทราบลงในกระบอกสูบตวงแล้วอ่านปริมาตรที่ไม่คงที่ ความหนาแน่นของการต๊าปจะถูกวัดหลังจากการต๊าปกระบอกสูบด้วยเครื่องจักรจนกว่าปริมาตรจะหยุดเปลี่ยนแปลง สูตรคือ:

ดัชนีคาร์ = [(ความหนาแน่นของการต๊าป - ความหนาแน่นรวม) / ความหนาแน่นของการต๊าป] x 100
อัตราส่วน Hausner = ความหนาแน่นของการแตะ / ความหนาแน่นรวม

ตรรกะเบื้องหลังทั้งสองนั้นเรียบง่าย ผงที่อัดแน่นมากขึ้นหลังจากการต๊าปจะมีแรงเสียดทานระหว่างอนุภาคสูงและการประสานกันทางกล ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ต้านทานการไหล ผงที่มีความหนาแน่นแบบหลวมและแบบกรีดเกือบเท่ากันจะมีแรงเสียดทานภายในต่ำและจะไหลได้อย่างอิสระ

นี่คือตัวอย่างการทำงาน ผง PE มีความหนาแน่นรวม 0.35 g/cm3 และความหนาแน่นต๊าป 0.47 g/cm3 ดัชนี Carr คือ [(0.47 - 0.35) / 0.47] x 100 ซึ่งเท่ากับ 25.5 อัตราส่วน Hausner คือ 0.47 / 0.35 ซึ่งเท่ากับ 1.34 ตัวเลขทั้งสองชี้ไปที่การไหลที่ผ่านได้ ซึ่งหมายความว่าผงจะเคลื่อนที่แต่อาจต้องมีการสั่นสะเทือนหรือตัวช่วยการไหลในรูปทรงของฮอปเปอร์ที่สำคัญ

ดัชนีทั้งสองนี้มีความน่าเชื่อถือเพียงพอจนเภสัชตำรับของสหรัฐอเมริกาแสดงรายการไว้ในบทการไหลของผงอย่างเป็นทางการ USP <1174> ควบคู่ไปกับวิธีการอื่นๆ อีกหลายวิธี นั่นทำให้อัตราส่วน Carr Index และ Hausner เป็นตัวเลือกที่สามารถป้องกันและทำซ้ำได้สำหรับการควบคุมกระบวนการในโรงงานผงทุกชนิด

มุมพักผ่อนและการทดสอบอื่นๆ ที่ควรรู้

มุมพักผ่อนคือมุมที่ชันที่สุดระหว่างความลาดเอียงของกองผงสีกับฐานแนวนอนหลังจากที่เทผงสีผ่านกรวย เป็นตัวบ่งชี้ความสามารถในการไหลที่เร็วที่สุดที่มีอยู่ และมีความสัมพันธ์โดยตรงกับรูปร่างของอนุภาค อนุภาคที่โค้งมนจะกลิ้งทับกันและก่อตัวเป็นกองมุมต่ำ อนุภาคที่ไม่สม่ำเสมอ เป็นบล็อก หรือเป็นเส้น ๆ จะก่อตัวเป็นกองสูงชัน

เพิ่มเติมอีกสองวิธีทำให้ภาพผงพลาสติกสมบูรณ์ การไหลผ่านช่องปากจะวัดมวลของผงที่ปล่อยออกมาผ่านช่องเปิดที่กำหนดต่อหน่วยเวลา ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับการปล่อยและการจ่ายฮอปเปอร์ การทดสอบเซลล์แรงเฉือนจะวัดแรงเสียดทานภายในและการทำงานร่วมกันภายใต้ภาระ ซึ่งคาดการณ์การโค้งงอและการเกิดรูในไซโลจัดเก็บ สำหรับการควบคุมการผลิตตามปกติ มุมพักผ่อนรวมกับอัตราส่วน Carr Index และ Hausner ก็เพียงพอแล้ว

เหตุใดดัชนีความสามารถในการไหลจึงมีความสำคัญในการผลิตผงพลาสติก

ความสามารถในการไหลไม่ใช่ข้อกังวลของห้องปฏิบัติการที่เป็นนามธรรม ตัดสินใจว่าสายการผลิตทำงานที่กำลังการผลิตที่กำหนดหรือหยุดหลายครั้งต่อกะ และตัดสินใจว่าชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วตรงตามข้อกำหนดความหนาของผนังหรือกลายเป็นเศษซากหรือไม่

การปั้นแบบโรโตโมลด์

ในการขึ้นรูปแบบหมุน ผง PE จะต้องไหลอย่างสม่ำเสมอผ่านด้านในของแม่พิมพ์ที่หมุนด้วยสองแกน ความสามารถในการไหลที่ไม่ดีทำให้เกิดความหนาของผนังที่ไม่สม่ำเสมอ รูเข็ม และการเชื่อมต่อในรูปทรงที่ซับซ้อน ดังนั้นเกรดการขึ้นรูปแบบโรโตโมลด์จึงถูกบดให้มีการกระจายขนาดอนุภาคแคบและมีความสม่ำเสมอสูง และโรงสีดิสก์ที่ผลิตเกรดเหล่านั้นจะต้องมีความเสถียรเพียงพอที่จะรองรับการกระจายตัวจากแบทช์หนึ่งไปอีกแบทช์

Mao Yue 500 PE Rotomolding Powder Pulverizer พร้อมแผ่นเจียร DC53 เครื่องบดขนาดกะทัดรัดนี้สร้างขึ้นสำหรับผู้ผลิต rotomolding ขนาดเล็กถึงขนาดกลาง โดยให้ผลผลิต 150–450 กก./ชม. ด้วยความละเอียดตั้งแต่ 20 ถึง 100 mesh แผ่น DC53 และใบมีดกราวด์ที่แม่นยำช่วยรักษาการกระจายตัวของอนุภาคที่แคบเพื่อให้การไหลสม่ำเสมอ ดูผลิตภัณฑ์ →

มาสเตอร์แบทช์และสารประกอบโพลีเมอร์

ในการผลิตมาสเตอร์แบทช์และสารประกอบ ผงจะถูกสูบจ่ายอย่างต่อเนื่องในเครื่องอัดรีดหรือเครื่องผสม หากผงท่วม โค้ง หรือเปลี่ยนความหนาแน่นระหว่างชุด ปริมาณสารเติมแต่งจะเปลี่ยนไป และสีสุดท้ายหรือคุณสมบัติเชิงกลจะเปลี่ยนไป ดัชนีความสามารถในการไหลที่เสถียรจึงเป็นส่วนหนึ่งของความสอดคล้องแบบล็อตต่อล็อต ไม่ใช่แค่ตัวชี้วัดคุณภาพที่ดีเท่านั้น

PA และ PP ที่อุณหภูมิห้อง

PA และ PP เป็นโพลีเมอร์ที่มีความเหนียวและเหนียว ซึ่งต้านทานการบดที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว เว้นแต่จะเกิดการเปราะด้วยไนโตรเจนเหลว การเจียรด้วยอุณหภูมิแวดล้อมช่วยหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายดังกล่าว แต่รูปร่างของอนุภาคและปริมาณละเอียดนั้นจะขึ้นอยู่กับการออกแบบแผ่นดิสก์และความเร็วของโรเตอร์เป็นอย่างมาก เครื่องจักรที่ผลิตอนุภาคที่มีลักษณะเป็นบล็อกสม่ำเสมอจะให้ดัชนีความสามารถในการไหลที่ดีกว่าอย่างเห็นได้ชัดมากกว่าเครื่องที่ฉีกโพลีเมอร์ออกเป็นชิ้นๆ

Mao Yue PA/PP-500 เครื่องบดสำหรับอุณหภูมิแวดล้อมสำหรับโพลีเมอร์ที่ทนทาน ออกแบบมาสำหรับ PA และ PP ที่ไม่มีไนโตรเจนเหลว หน่วยนี้มีแผ่นโลหะผสมโครเมียมสูงและการควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะเพื่อป้องกันการยึดเกาะของโลหะหลอม ผลิตผงที่ไหลอย่างอิสระสม่ำเสมอในช่วง 20–100 mesh ซึ่งรองรับดัชนีการไหลที่สม่ำเสมอ ดูผลิตภัณฑ์ →

ผงละเอียดพีวีซี

พีวีซีผสมแห้งและผงละเอียดถูกนำมาใช้ในพลาสติซอล การโรโตโมลด์ และการอัดขึ้นรูป อนุภาคที่มีขนาดต่ำกว่า 100 mesh จะเพิ่มพื้นที่ผิวและปรับปรุงการหลอมรวม แต่ยังเพิ่มการติดต่อกันและเพิ่มมุมของการพักตัวอีกด้วย เครื่องบดที่สามารถผลิตผงละเอียดในขณะที่ยังคงการกระจายขนาดให้แน่นจะรักษาดัชนีความสามารถในการไหลให้อยู่ในช่วงที่ใช้งานได้ เครื่องจักรที่สร้างค่าปรับกระจายเป็นวงกว้างจะคอยดูมันร่วงหล่นอย่างรวดเร็ว

เครื่องบดผงละเอียด PVC Mao Yue 900 สำหรับการผลิตปริมาณมาก ในฐานะเรือธงของซีรีส์สำหรับการแปรรูป PVC ขนาดใหญ่ เครื่องดิสก์ขนาด 900 มม. นี้ให้กำลังการผลิตสูงถึง 1300 กก./ชม. ด้วยดิสก์โลหะผสมที่ทนทานและการระบายความร้อนแบบวงจรคู่ ช่วยให้รูปร่างของอนุภาคและการกระจายขนาดแน่นหนา ช่วยรักษาความสามารถในการไหลที่มั่นคงในการทำงานที่มีความต้องการสูง ดูผลิตภัณฑ์ →

ตัวเลือกอุปกรณ์เปลี่ยนดัชนีความสามารถในการไหลอย่างไร

ประเด็นที่อุปกรณ์ส่วนใหญ่พลาดไปก็คือดัชนีความสามารถในการไหลของผงพลาสติกนั้นส่วนใหญ่จะถูกตัดสินใจโดยเครื่องจักรที่บดมัน การวิเคราะห์ตะแกรงจะบอกขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ย แต่ความสามารถในการไหลขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของค่าเฉลี่ยนั้นและรูปร่างของแต่ละอนุภาค

การกระจายขนาดอนุภาคในวงกว้างถือเป็นศัตรูตัวแรกของการไหลที่ดี อนุภาคละเอียดจะอัดแน่นอยู่ในช่องว่างระหว่างอนุภาคขนาดใหญ่ เพิ่มการเกาะกัน และเพิ่มความหนาแน่นของการต๊าป การกระจายตัวที่แคบช่วยให้ผงเคลื่อนที่ได้ ที่ Changzhou Mao Yue Intelligent Equipment ผู้ผลิตเครื่องบดพลาสติกที่มีประสบการณ์สามสิบปีในการลดขนาด การออกแบบเครื่องจักรทุกเครื่องมุ่งเป้าไปที่ผลลัพธ์เดียวกัน นั่นคือการกระจายขนาดอนุภาคที่แคบ และดัชนีความสามารถในการไหลที่เสถียรที่เอาท์พุตพิกัด

การจัดการอุณหภูมิเป็นปัจจัยที่สอง เรซิน เช่น PA และ PP อ่อนตัวลงเมื่อเครื่องบดแบบดิสก์ได้รับความร้อน และทำให้โพลีเมอร์อ่อนตัวลง แทนที่จะแตกหักอย่างหมดจด ผลลัพธ์ที่ได้คืออนุภาคที่ยาวขึ้นและดัชนีความสามารถในการไหลลดลง เครื่องบดอุณหภูมิแวดล้อมที่มีการระบายความร้อนที่เพียงพอช่วยให้โพลีเมอร์เปราะพอที่จะแตกหัก ทำให้เกิดอนุภาคที่เป็นก้อนปกติที่ไหลได้ดี

สภาพของแผ่นดิสก์และใบมีดเป็นปัจจัยที่สาม เมื่อคมตัดสึกหรอ ความเค้นเชิงกลของโพลีเมอร์จะเพิ่มขึ้น การสร้างความร้อนเพิ่มขึ้น และสัดส่วนของอนุภาคและค่าละเอียดที่ผิดปกติจะเพิ่มขึ้น การตรวจสอบจานและใบมีดของเครื่องบดเป็นประจำไม่เพียงแต่เป็นงานบำรุงรักษาเท่านั้น มันเป็นงานควบคุมการไหล หากต้องการดูรายละเอียดว่าภายในของเครื่องบดส่งผลต่อรูปร่างของอนุภาคอย่างไร โปรดอ่านคำอธิบายของเรา เครื่องบดพลาสติกทำหน้าที่อะไรจริงๆ .

สิ่งที่ต้องถามก่อนซื้อเครื่องบด

เมื่อคุณประเมินอุปกรณ์บด ให้ขอข้อมูลการไหลของผง ไม่ใช่แค่การวิเคราะห์ตะแกรง ซัพพลายเออร์รายใดสามารถระบุขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ยได้ จำนวนที่น้อยลงสามารถแสดงดัชนีคาร์ อัตราส่วนฮอสเนอร์ และมุมการวางผงที่เครื่องจักรผลิตจากเรซินของคุณเองได้ เนื่องจากเราเป็นโรงงานต้นทาง เราจึงสามารถทดลองใช้วัสดุของคุณและแจ้งหมายเลขเหล่านั้นก่อนที่คุณจะตัดสินใจดำเนินการ

ใช้รายการตรวจสอบนี้ในระหว่างการตรวจสอบอุปกรณ์ครั้งต่อไปของคุณ:

1. Carr Index ของผงอ้างอิงที่ขนาดอนุภาคเป้าหมายคือเท่าใด
2. มุมพักผ่อนขนาดนั้นเป็นเท่าไหร่?
3. เครื่องจักรสร้างค่าปรับที่ต่ำกว่าตาข่ายเป้าหมายกี่เปอร์เซ็นต์
4. เครื่องทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อมหรือต้องใช้ไนโตรเจนเหลวหรือระบบทำความเย็นทุติยภูมิหรือไม่?
5. ดัชนีความสามารถในการไหลเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อแผ่นดิสก์และใบมีดสึกหรอ

คำตอบจะบอกคุณเกี่ยวกับความสม่ำเสมอของผงในระยะยาวมากกว่าข้อกำหนดทางเทคนิคใดๆ ในโบรชัวร์ หากซัพพลายเออร์ไม่สามารถให้ข้อมูลการไหลได้ ให้ถือเป็นสัญญาณเตือน ของเรา คู่มือการเลือกเครื่องบด ครอบคลุมถึงประเภทเครื่องจักร หลักการทำงาน และเกณฑ์การซื้อโดยละเอียดยิ่งขึ้น

ดัชนีความสามารถในการไหลไม่ใช่ตัวเลขทางการตลาดหรือความอยากรู้ของห้องปฏิบัติการ เป็นการคาดการณ์โดยตรงว่าผงของคุณจะมีพฤติกรรมอย่างไรในฮอปเปอร์ แม่พิมพ์ หรือคอฟีดของเครื่องอัดรีด วัดด้วยวัสดุของคุณเอง เปรียบเทียบระหว่างเครื่องจักร และทำให้เป็นส่วนหนึ่งของเกณฑ์การซื้อของคุณ ความสม่ำเสมอของกระบวนการดาวน์สตรีม และคุณภาพของชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์จะตามมา