Pengetahuan

Hampir setiap lapisan yang membentuk kabel optik diekstrusi dan dibentuk pada saat yang bersamaan. Tabung PBT yang melindungi serat, penyangga ketat pada serat dalam ruangan berukuran 900 µm, lapisan alas di bawah pelindung, jaket luar yang menghadap sinar matahari dan hewan pengerat selama tiga puluh tahun ke depan - masing-masing dicairkan dengan ekstruder sekrup-tunggal, dibentuk oleh cetakan crosshead, dan dibekukan menjadi geometri akhirnya dalam bak pendingin beberapa meter kemudian.

Urutan itulah yang menjadi alasan mengapa satu angka pada lembar data ekstruder lebih penting daripada asumsi pembeli: theRasio L/D, panjang sekrup dibagi diameternya. Sekrup 90 mm pada rasio 30:1 memiliki panjang terbang sekitar 2.700 mm; sekrup yang sama pada 24:1 membawa sekitar 2.160 mm. Lebih lama secara rutin dijual sebagai lebih baik. Dalam pekerjaan kabel sering kali hal ini tidak - karena sekrup tidak hanya menghasilkan keluaran, tetapi juga menghasilkan lelehan pada suhu dan konsistensi tertentu, dan tahap pembentukan di bagian hilir dirancang berdasarkan lelehan tersebut.

Panduan ini mencakup apa yang dilakukan L/D di setiap stasiun ekstrusi di pabrik kabel, bagaimana interaksinya dengan perkakas pembentuk, dan di mana panjang ekstra tidak lagi membantu dan mulai membebani produk Anda.

Dimana ekstrusi dan pembentukan terjadi pada jalur kabel

Pabrik kabel tidak memiliki satu proses ekstrusi. Ia memiliki beberapa, berbagi sedikit kecuali kata "extruder":

• Lapisan sekunder (tabung longgar).Alat ekstruder kecil membentuk tabung PBT di sekitar serat-berisi gel atau kering-yang diblokir, dengan kecepatan garis tinggi dan toleransi dimensi yang sangat ketat.
• Buffer yang ketat.Sebuah ekstruder yang sangat kecil menerapkan buffer termoplastik langsung pada serat berlapis 250 µm untuk menghasilkan 900 µm serat dalam ruangan.
• Sarung bagian dalam dan alas tidur.Alat ekstruder berukuran sedang menerapkan polietilen pada inti yang terdampar sebelum melapisinya.
• Selubung luar dan jaket.Pengekstrusi terbesar di jalur ini menerapkan PE, LSZH, atau PVC pada inti jadi - pada pita baja, pelindung bergelombang, atau aramid, terkadang sebagai profil gambar-8 dengan pembawa pesan integral.

Senyawanya berkisar dari termoplastik rekayasa higroskopis hingga formulasi bebas halogen-yang penuh muatan. Output berkisar dari beberapa kg/jam hingga beberapa ratus. Menentukan satu L/D "standar" pada amanufaktur kabel serat optikline menjamin bahwa sebagian besar stasiun tersebut menjalankan sekrup yang salah.

Apa yang diukur L/D, dalam istilah kabel

L/D adalah rasio bentuk, bukan peringkat kapasitas:

• L- panjang kerja sekrup, dari bagian belakang bukaan pengumpan hingga ke ujung.
• D- diameter sekrup, yang sebenarnya menentukan kelas keluaran mesin.

Sekrup tabung penyangga-45 mm dan sekrup selubung 120 mm keduanya dapat berukuran 30:1 dan keluarannya berbeda sepuluh kali lipat. Mesin 45 mm memproduksi tabung 2,5 mm dengan kecepatan 200 m/menit; mesin 120 mm menghasilkan dinding 2 mm pada inti 15 mm dengan kecepatan 40 m/menit. Rasio yang sama, pekerjaan yang sama sekali berbeda. Diameter dan daya penggerak mengatur batas throughput; L/D menentukan berapa banyak ruang yang dimiliki sekruplelehkan, homogenkan, dan beri tekanansenyawa sebelum judul bab mengambil alih dan mulai membentuknya.

Satu detail struktural menjelaskan sebagian besar kebingungan ini. Bagian umpan tetap memiliki panjang yang kira-kira sama tidak peduli berapa panjang sekrupnya. Setiap diameter yang Anda tambahkan akan digunakan untuk peleburan dan pengukurannya - untuk kualitas lelehan dan tekanannya - bukan untuk pengumpanan. Jadi pertanyaannya bukanlah "apakah saya ingin lebih panjang"; itu adalah "apakah senyawa ini, pada keluaran ini, memerlukan lebih banyak peleburan atau lebih banyak pengukuran".

Mengapa ekstruder menjadi lebih panjang, dan mengapa jalur kabel tetap pendek

Mesin 20:1 merupakan hal yang normal pada awal tahun 1960an dan 24:1 dihitung sebagai sekrup panjang. Sejak saat itu, pasar secara umum telah bergerak naik hingga mencapai titik tersebut30:1 hingga 36:1 kini dianggap sebagai default komersialpada mesin sekrup-tunggal-untuk tujuan umum. Itu adalah penawaran umum dari pembuat mesin, bukan standar formal dari badan standar mana pun - perbedaan yang patut dipertahankan ketika sebuah kutipan menggambarkan 36:1 sebagai "standar industri".

Referensi teknik tetap lebih konservatif, menjelaskanL/D{0}}sekrup tunggal biasanya 20 hingga 30, dengan 24 sebagai nilai paling umum, dan catatan kerja-yang ditinjau sejawat baru-baru iniDorongan menuju 30:1 dan seterusnya sebagian besar didorong oleh throughput dan permintaan yang beragam, dengan waktu tinggal sebagai harga yang harus dibayar.

Ekstrusi kabel sebagian besar tidak mengikuti penyimpangan tersebut, karena alasan khusus untuk industri ini:ekstruder tidak menyetel laju produksi - seperti yang dilakukan kabel.Output sama dengan kecepatan jalur dikalikan dengan-luas penampang lapisan yang diterapkan, dan keduanya ditetapkan oleh produk dan elemen paling lambat pada jalur, yang biasanya berupa bak pendingin, penggulung, ulat, atau saluran yang terdampar di bagian hulu. Ekstruder selubung biasanya bekerja jauh di bawah kemampuannya. Panjang yang dibeli untuk mengejar throughput yang tidak akan pernah Anda capai adalah panjang yang hanya menambah waktu tinggal pada senyawa yang memilih untuk tidak memilikinya.

Berapa panjang ekstra yang sebenarnya bisa dibeli pada saluran kabel

• Kapasitas leleh- lelehan yang sepenuhnya meleleh dan seragam secara termal. Pada garis tabung yang longgar, hal ini terlihat langsung sebagai konsistensi dan kebulatan ketebalan dinding; bahan yang tidak dicairkan atau gradien suhu melintasi lelehan menjadi ovalitas dan eksentrisitas dalam tabung dengan dinding 0,2 mm.
• Pembangkitan tekanan- tekanan kepala tanpa kecepatan sekrup yang berlebihan. Hal ini paling penting pada dua stasiun kecil: buffering ketat, dimana die sangat membatasi, dan ekstrusi tabung buffer, dimana stabilitas tekanan diterjemahkan langsung ke dalam stabilitas diameter.
• Homogenisasi- pemerataan bahan aditif. Ini adalah argumen terkuat mengenai panjang kabel selubung luar ruangan, di mana 2–3% karbon hitam harus tersebar secara merata atau perlindungan UV pada kabel udara yang berumur 30 tahun akan menjadi sebuah lotere.
• Ventilasi- zona dekompresi dan ventilasi untuk kelembapan dan zat yang mudah menguap, yang tidak memberikan kontribusi apa pun terhadap keluaran tetapi menghabiskan panjang sebenarnya.

Dimana perolehan output berhenti

Menambahkan L/D tidak meningkatkan keluaran tanpa batas waktu, karena batasnya biasanya berada di bagian hulu di bagian umpan - dan kedua mode kegagalan muncul di pembangkit kabel:

• Sekrup kecil dibatasi oleh torsi.Pada sekrup tabung penyangga-45 mm, saluran hanya dapat diperdalam sejauh diameter akar menjadi terlalu tipis dan sekrup berisiko mengalami kegagalan torsi. Garis tabung penyangga mengalami hal ini sebelum mencapai panjang leleh.
• Sekrup besar dibatasi oleh pengumpanan.Saat saluran umpan semakin dalam, sekrup berhenti mengisi dengan andal dan keluaran menjadi rata berapa pun panjangnya. Pelet LSZH yang terisi penuh, dengan kepadatan curah dan gesekan permukaan yang berbeda, memberi umpan secara berbeda dari PE alami - salah satu alasan mengapa sekrup yang bekerja pada saluran selubung PE dapat mengecewakan pada mesin yang sama yang menjalankan senyawa bebas halogen-.

Pengangkutan zat padat bergantung pada kepadatan curah, bentuk pelet, dan gesekan terhadap laras versus sekrup, itulah sebabnya abagian umpan beralurdengan tenggorokan umpan yang didinginkan dengan benar dapat menjaga keluaran tetap naik di tempat yang datar. Jika pemasok menawarkan mesin yang lebih panjang sebagai solusi untuk output yang rendah, pertama-tama tentukan apakah batasannya adalah panjang leleh, atau feeding, torsi, daya penggerak - atau hanya kecepatan saluran yang dimungkinkan oleh kabel.

Dari sekrup ke judul bab: tempat ekstrusi menjadi pembentukan kabel

Sekrup menyerahkan lelehan ke cetakan crosshead, dan semua yang dilakukan sekrup dengan baik atau buruk diwarisi oleh tahap pembentukan.

• Jenis perkakas.Tabung longgar dan sebagian besar penggunaan jaketperkakas tabung, dimana lelehan meninggalkan cetakan sebagai annulus dan turun ke inti - penting ketika lelehan tidak boleh menyentuh serat.Perkakas bertekanan, di mana lelehan bertemu dengan inti di dalam cetakan, digunakan jika diperlukan adhesi. Perkakas tubing umumnya beroperasi pada tekanan head yang lebih rendah daripada ekstrusi pipa atau profil, yang secara diam-diam melemahkan casing untuk bagian pengukuran yang panjang pada sekrup selubung.
• Tarik-ke bawah.Annulus ditarik ke dimensi akhir antara pintu keluar cetakan dan pendinginan. Penarikan tersebut bergantung pada kekuatan lelehan, dan kekuatan lelehan menurun seiring dengan meningkatnya suhu lelehan. Sekrup yang bekerja lebih panas dari proses yang dirancang menghasilkan lelehan yang melorot, berbentuk oval dan kehilangan konsentrisitas dinding - cacat pembentukan yang disebabkan oleh ekstrusi.
• Vakum dan pendinginan.Pada jalur tabung yang longgar, vakum crosshead mengontrol diameter tabung dan mencegah keruntuhan, dan profil bak pendingin mengatur perilaku penyusutan tabung jadi. Keduanya disetel pada suhu leleh tertentu yang mencapai cetakan.

Inilah sebabnya mengapa L/D tidak dapat dievaluasi sebagai spesifikasi mesin secara terpisah. Pada saluran kabel adalah apembentukanparameter: ini mengatur keadaan termal lelehan pada titik di mana geometri terkunci.

L/D berdasarkan stasiun

Tabung longgar (lapisan sekunder)

PBT adalahbahan tabung longgar yang dominankarena kekakuan, ketahanan kimia, dan stabilitas dimensinya - dan bersifat higroskopis, terhidrolisis dalam lelehan jika tidak dikeringkan hingga sisa kelembapan yang sangat rendah, biasanya ditentukan dalam seperseratus persen. Hal ini memberikan dua cara: keringkan secara menyeluruh dan jalankan sekrup-tahap tunggal, atau ventilasi dan bayar panjangnya.

Sebagian besar saluran pipa yang longgar akan kering, sehingga sekrup satu tahap dengan rasio 25:1 hingga 30:1 dapat berfungsi pada diameter kecil. Kendala penentu di stasiun ini adalah termal, bukan volumetrik, karenakelebihan panjang serat dibuat di profil pendingin, saat tabung menyusut menjadi serat yang digabungkan dengannya saat masih hangat. Karya yang diterbitkan tentang kontrol EFL menempatkan persyaratan umum mulai dari nol hinggasepersekian persen tergantung pada desain kabel, dicapai dengan mengelola titik pendinginan dan waktu tunggu. Sekrup yang menghasilkan lelehan lebih panas dari titik desain akan menggerakkan seluruh jendela pendinginan dan menyeret EFL dan pasca-penyusutan ekstrusi bersamanya - itulah alasannyakontrol panjang berlebihtermasuk dalam percakapan spesifikasi sekrup, tidak hanya dalam percakapan-lewat pendinginan.

Penyangga yang ketat

Penyangga yang ketat menerapkan lapisan termoplastik langsung di atas serat berlapis 250 µm dengan keluaran sangat rendah melalui cetakan pembatas, dengan lapisan akrilat di bawahnya yang memiliki sedikit toleransi termal. Panjang di sini membeli kualitas lelehan dan stabilitas tekanan daripada keluaran - tetapi juga membeli waktu tinggal pada senyawa yang berada beberapa milimeter dari serat yang tidak akan memaafkan titik panas. Sekrup yang pendek dan berprofil baik-adalah hal yang biasa. Tuntutan yang kontras darikonstruksi tabung-dengan penyangga yang rapat dan-longgaradalah ilustrasi paling jelas mengapa satu spesifikasi sekrup tidak dapat mencakup sebuah pabrik.

Selubung polietilen

Stasiun paling toleran. MDPE dan HDPE memiliki jendela pemrosesan yang lebar, dan perkakas pipa dengan tekanan head yang rendah berarti bagian pengukuran yang panjang akan menghasilkan hasil yang lebih sedikit daripada yang tercantum dalam lembar data. Yang paling penting adalah dispersi - karbon hitam dan UV atau zat aditif anti-hewan pengerat harus didistribusikan secara merata ke seluruh dinding. Sekrup penghalang atau sekrup pencampur dengan perbandingan 25:1 hingga 30:1 umumnya memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan sekrup-tujuan umum yang lebih panjang. Jika pompa leleh dipasang untuk stabilitas diameter, argumen tekanan untuk 36:1 sebagian besar hilang.

LSZH dan-selubung tahan api

Stasiun yang paling tidak toleran di jalur ini.Senyawa halogen-tanpa asap-rendahmembawa muatan pengisi mineral yang sangat tinggi, dan aluminium trihidrat mulai melepaskan air tidak jauh di atas suhu pemrosesan poliolefin normal - penguraian itulah yang merupakan mekanisme yang membuat senyawa tersebut-tahan api, dan justru merupakan hal yang tidak boleh terjadi di dalam tong. Viskositas tinggi, pemanasan geser tinggi, dan ruang kepala termal rendah digabungkan menjadi jendela sempit.

Ini adalah kasus paling jelas dalam ekstrusi kabellebih sedikit L/D lebih baik: sekrup yang lebih pendek, profil geser{0}}rendah, pendinginan yang banyak, kecepatan sekrup yang konservatif. Membandingkanperilaku pemrosesan bahan selubung PE, LSZH dan PVCadalah titik awal yang jauh lebih produktif untuk pemilihan sekrup daripada membandingkan angka L/D di seluruh kutipan.

Rentang L/D yang direkomendasikan berdasarkan stasiun

Perlakukan ini sebagai titik awal untuk percakapan dengan perancang sekrup, bukan sebagai spesifikasi. Diameter, kedalaman saluran, profil kompresi, rentang kecepatan sekrup, dan torsi penggerak semuanya menentukan jawabannya.

Ventilasi versus pengeringan pada saluran kabel

Sekrup dua-tahap berventilasi adalah wadah terkuat untuk L/D panjang di pabrik kabel. Zona dekompresi dan ventilasi - yang umumnya berukuran sekitar 4 hingga 6 diameter - tidak meleleh dan tidak menghasilkan tekanan; itu ada untuk menarik uap air dan zat-zat yang mudah menguap keluar dari lelehan sebelum bagian pengukuran memberikan tekanan ulang untuk judul bab.

Aturan praktisnya adalah sekrup dua-tahap 30:1 diperlukan untuk mencocokkan keluaran sekrup-tahap tunggal 24:1. Hal ini hanya berlaku jika keduanya memiliki diameter, kecepatan sekrup, paket penggerak, material, kedalaman saluran, tekanan cetakan, dan-langit-langit suhu leleh yang sama. Ini adalah tunjangan perencanaan, bukan formula.

Bagi sebagian besar pabrik kabel, kondisi ekonomi mendukung pengeringan. PBT dan banyak senyawa pengisi menyerap kelembapan dalam penyimpanan, dan pengering yang dikelola dengan baik lebih murah daripada enam diameter barel, sekrup, pemanas, dan ruang lantai - ditambah lagi menghindari masalah ventilasi-banjir yang dapat ditimbulkan oleh tahap kedua yang terisi sebagian pada saluran yang outputnya ditentukan oleh kecepatan saluran, bukan oleh operator.

Jika sekrup yang lebih panjang merusak kabel

Kelebihan panjang muncul pertama kali sebagai suhu leleh, dan pada suhu leleh ekstrusi kabel adalah masalah spesifikasi produk, bukan masalah kenyamanan:

• Degradasi dan perubahan warnadi dalam selubung, dengan hilangnya ketahanan retak terhadap tekanan lingkungan pada PE.
• Kegagalan aditif- Penstabil UV dan kinerja-tahan api bergantung pada senyawa yang belum dimasak dalam proses menuju cetakan.
• Piring-keluarpada crosshead dan die land, yang menjadi garis die, cacat permukaan, dan penyimpangan diameter dalam jangka waktu produksi yang panjang.
• Hilangnya kekuatan lelehpada penarikan-bawah, menghasilkan ovalitas dan eksentrisitas dinding yang tidak dapat diperbaiki sepenuhnya tanpa penyesuaian perkakas.
• EFL dan penyimpangan penyusutanpada jalur tabung yang longgar, karena jendela pendingin dirancang di sekitar suhu leleh yang tidak lagi Anda berikan.

Ketika suhu lelehan menjadi batasan yang mengikat, output yang diukur pada die berhenti berarti berapa pun - di mana tempatnyakontrol suhu barel dan lelehberhenti menjadi pengaturan pada panel dan menjadi batas yang terpasang pada mesin yang Anda beli.

Dua mekanisme patut disebutkan secara eksplisit:

• Bagian transisi yang terlalu-panjang dapat memperlambat pencairan dibandingkan mempercepatnya.Pada poliolefin-yang mudah meleleh, penyebaran kompresi pada terlalu banyak diameter akan menekan lapisan padat secara bertahap, mengentalkan lapisan lelehan, dan menurunkan laju geser yang mendorong peleburan, terkadang berakhir dengan pecahnya lapisan-padatan. Efeknya nyata tetapi-bergantung pada geometri - yang mendukung pencocokan panjang leleh dengan resin, bukan untuk sekrup pendek pada umumnya.
• Pompa leleh telah mengubah argumen tekanan.Jika pompa roda gigi menangani tekanan head dan penghalusan keluaran, sekrup tidak lagi harus menghasilkan tekanan pelepasan sendiri, dan bagian pengukuran yang panjang menjadi kurang berharga.

Bagaimana memilih L/D untuk ekstruder kabel

1. Mulai dari kecepatan garis dan geometri lapisan.Output dalam kg/jam merupakan konsekuensi dari kabel, bukan target yang Anda pilih. Ukur diameter dan arahkan ke sana, lalu diskusikan panjangnya.
2. Karakterisasikan senyawa tersebut.Viskositas pada laju geser proses, derajat penipisan geser, pemuatan pengisi, kristalinitas, kepadatan curah, dan yang paling penting,-batas suhu leleh. Pemasok resin mempublikasikan hal ini, dan beberapa menyatakan secara langsung L/D minimum, seperti yang dilakukan Arkema di dalamnyapedoman pemrosesan kawat dan kabel.
3. Bawa judul bab ke dalam percakapan.Jenis perkakas, tekanan cetakan, dan{0}}rasio penarikan menentukan seberapa panjang pengukuran yang benar-benar berguna.
4. Putuskan pengeringan versus ventilasi.Jika stasiun harus mengeluarkan udara, tambahkan kira-kira 4–6 D dan-periksa kembali total biayanya.
5. Periksa dispersi apa yang dibutuhkan lapisan tersebut.Karbon hitam, penghambat api, dan paket UV mungkin memerlukan profil penghalang atau pencampuran daripada panjang mentah.
6. Tanyakan seberapa sering senyawa tersebut akan berubah.Garis selubung khusus dapat dioptimalkan dengan ketat; jalur yang menjalankan PE tahun ini dan LSZH berikutnya mendapat manfaat dari fleksibilitas, dan itu adalah argumen yang sah untuk sekrup yang lebih panjang.
7. Konfirmasikan pada mesin.Uji coba pada kecepatan lini produksi dan ukur suhu leleh, tekanan head, beban motor, diameter dan ovalitas - dan pada tabung lepas, EFL - sebelum penandatanganan.

Tandanya panjang sekrup salah

Terlalu lama untuk prosesnya:

• Suhu leleh jauh di atas setpoint pada kecepatan garis normal, dengan zona barel dalam keadaan dingin hampir sepanjang proses.
• Perubahan warna, gel, atau pelat{0}}yang memburuk seiring waktu tinggal, terutama setelah antrean berhenti.
• EFL atau pasca-penyusutan ekstrusi yang terjadi dari resep tanpa perubahan ke bak pendingin.
• Ovalitas atau kendur saat penarikan-ke bawah yang membaik bila kecepatan sekrup dikurangi.

Terlalu singkat untuk prosesnya:

• Partikel yang tidak meleleh, gel atau dispersi karbon hitam yang terlihat buruk pada selubungnya.
• Tekanan dan keluaran melonjak, muncul sebagai variasi diameter sepanjang drum.
• Tekanan kepala tidak dapat dijangkau tanpa memutar sekrup lebih cepat dari yang dapat ditoleransi oleh kompon.
• Variasi ketebalan dinding yang tidak merespons perkakas, vakum, atau penyesuaian-kecepatan garis.

Gejala ini tumpang tindih dengan profil sekrup, perkakas crosshead, dan kesalahan-profil suhu, jadi pastikan diagnosisnya sebelum menyimpulkan bahwa panjang mesin salah.

Pertanyaan Umum