برای تولید صفحات پلیمری از جنس PVC ، معمولا از اکسترودرهای دو پیچهی ناهمسوگرد استفاده میگردد که دارای ساختاری مخروطی شکل میباشد که علاوه بر اینکه برای تولید لوله و پروفیل به کار می رود، برای تولید صفحات پلیمری نیز مناسب است. جهت تولید ورقه ها وصفحات از جنس PE ، PP ، PET معمولا” از اکسترودرهای تک مارپیچ با طراحی خاصی استفاده می گردد .نسبت تراکم در طراحی مارپیچ برای برای پلیمرهای پلیاتیلن و پلیپروپیلن، مقداری در حدود 3 میباشد و L/D برای این دسته از مارپیچ ها بسته به نوع مواد در حدود 24 الی 36 می باشد . میزان فاصلهی بین دیواره مارپیچ و سطح داخلی سیلندر برابر با 0.005 اینچ بوده و این مقدار در طول مارپیچ، ثابت است. میزان تراکم (Compression set) باید به اندازه مناسب طراحی شود زیرا اگر این مقدار زیاد باشد منجر به وارد شدن تنش زیاد به ماده و منجر به تخریب آن میشود و در صورت اینکه مقدار تراکم در طول مرحلهی خوراک دهی کم باشد، اختلاط به صورت کامل انجام نمیشود.
این مارپیچ به شکل خاصی طراحی می شود، به صورتی که شامل سه ناحیهی اصلی زیر می باشد:
Feed zone
Compression zone
Metering zone
Feed: در ناحیه خوراک عمق کانال در طول مارپیچ ثابت میباشد و در این ناحیه ماده تنها از طریق رسانایی گرمایی حاصل از هیتر نرم شده و به صورت مذاب در میآید. در این قسمت از مارپیچ، عمق کانالها نسبت به سایر بخشها ماکزیمم میباشد.
دمای دیواره سیلندر باید به دمای سطح مارپیچ نزدیک باشد تا مواد بر روی سطح مارپیچ لیز خورده و در راستای مارپیچ بچرخد و حرکت کند.
Compression: در این مرحله، عمق کانال در طول مارپیچ کاهش مییابد و در این امتداد، مادهی مورد نظر تغییر حالت داده و به حالت نرم در میآید. از طرفی بخشی از گرمای تولیدی مورد نیاز برای ذوب نمودن ماده از طریق تنشهای وارد شده به ماده از طرف دیواره های سیلندر و مارپیچ تامین میشود. این ناحیه از مارپیچ حدود 50% طول مارپیچ را تشکیل میدهد. منطقه فشرده سازی ممکن است به صورت مخروطی یا طرح پله ای باشد.
Metering: پس از اتمام مرحله فشرده سازی، مرحله مترینگ شروع میشود. این ناحیه دارای یک زاویه حرکتی ثابت برای مواد پلیمری و دارای عمق کانال کوچکتری نسبت به دو ناحیه قبلی میباشد. به دلیل این تغییر ابعاد در عمق کانال ، پلیمر در منطقه اندازه گیری ( مترینگ ) تحت برش و اختلاط فشرده قرار میگیرد ، که این مراحل اساسی برای همگن سازی پلیمر از نظر فیزیکی و حرارتی است. در این ناحیه، معمولا از میسینگ استفاده می شود تا اختلاط صد درصدی صورت گیرد و ورق تولید در عرض خود بافت یکنواختی داشته باشد . در این ناحیه از مارپیچ، باید دمای پلیمر به صورت کاملا یکنواخت باشد تا از هرگونه نقص مانند لایه لایه شدن و تاب برداشتن در محصول نهایی جلوگیری گردد.
بخش میکسینگ شامل یک ناحیهی اختلاط اضافی و یا شامل پینهای اختلاط برای یکنواخت کردن مذاب پلیمری و تکمیل اختلاط مذاب پلیمری می باشد.
جهت تولید ورق ، پس از اکسترودر می تواند اجزاء مختلفی به صورت تکی یا ترکیبی وجود داشته باشد که در زیر به آن ها اشاره می کنیم .
یک میکسر استاتیک ، مانند Kenics ، که مخلوطی یکنواخت را فراهم می کند و دمای پلیمر را به شکلی همگن افزایش می دهد
پمپ مذاب که پمپ دنده ای ، ملت پمپ و یا مترینگ پمپ نیز نامیده می شود ، شامل چرخ دنده ای دوار است که برای افزایش فشار سیستم برای ورود به قالب با سرعت پایدار عمل کند. پمپ اجازه می دهد تا اکسترودر به عنوان یک دستگاه ذوب کارآمد و مستقل از عملکرد پمپاژ آن کار کند، به این شکل که سیستم بدون داشتن فشار زیادی در طول مارپیچ، ماده را ذوب می کند و عملکردی مناسب دارد و در زمان ورود مذاب به درون قالب، فشار مورد نیاز توسط ملت پمپ تامین می شود.
اسکرین چنجر ، قطعه ای که دقیقا پس از اکسترودر قرار داده می شود و دو وظیفه مهم دارد ، اول اینکه با قراردادن توری با مش های مختلف در آن ذرات اضافی مواد گرفته می شود . ثانیا به علت کاهش سطح مقطع مسیر جریان موجب افزایش فشار داخل اکسترودر و نهایتا میکس بهتر مواد می گردد . با این حال ، ممکن است خروجی اکستروژن را محدود کرده و دمای ذوب را افزایش دهد ، و باعث تخریب شود.
Die: قالب ورقه ای برای پخش مذاب پلیمر به عرض و ضخامت یکنواخت از پیش تعیین شده طراحی میگردد. قالب باید دارای دمای یکنواخت باشد تا ضخامتی یکنواخت از ورق ایجاد کند. این قالب دارای یک منیفولد ساده با پروفیل قطره ای شکل ، یه تیغه ی متحرک جهت کنترل دبی مواد در عرض قالب و یک قسمت خروجی می باشد این تیغه قابل تنظیم قرار داده می شود تا جریان پلیمر را به طور یکنواخت در سراسر توزیع کند. قسمت خروجی نیز شامل یک لب بالایی انعطاف پذیر و لب پایینی ثابت برای تنظیم دقیق ضخامت ورق نهایی می باشد.
برای طراحی یک دای مخصوص ورق باید اطلاعات زیر در دسترس باشد:
اطلاعات رئولوژیکی برای مذاب پلیمری مانند نسبت ویسکوزیته به تنش.
