ماردون های دوگام

ماردون‌های دو گام، با بخش ایجاد فشار یا بدون آن؟

برای دستیابی به بهترین بازدهی در عملکرد ماردون دوگام، طراحی آن باید با توجه به نیازهای طراحی متعادل باشد. ماردون دوگام معمولا از سه یا چهار بخش تشکیل شده است که هر یک وظیفه خاصی را بر عهده دارند.

بخش اول مربوط به تغذیه است، بعد از آن بخش مذاب کردن پلیمر و در انتها قسمت ایجاد فشار (metering) قرار دارد. بخش انتهایی ایجاد فشار در ماردون وظیفه یکسان‌سازی مواد و ایجاد فشار در برابر مقاومت قالب را دارد. در برخی موارد نیز بخش چهارم یا همان میکسر به طراحی ماردون اضافه می‌شود.

برخی ماردون‌های دوگام دارای یک قسمت کوچک ایجاد فشار بوده و برخی نیز بدون این بخش طراحی می‌شوند. در اینصورت، ماردون با قسمت دو گام طولانی‌تر در کنار یک میکسر ساخته می‌شود. این امر بدین معنی است که بخش دو گام باید وظیفه بخش ایجاد فشار را نیز به خوبی انجام دهد. اگر میزان فشار قابل توجه باشد (مثلا در پلیمرهایی با ویسکوزیته پایین)، استفاده از بخش دو گام برای این کار ناکافی خواهد بود. طراحی قسمت دو گام ماردون بنحوی است که مذاب از قسمت دو گام عبور کرده و در قسمت عمق گام با نام کانال ذوب انباشته می‌گردد. کانال عمیق و باریک برای دستیابی به حجم مورد نظر ضروری است.

شایان ذکر است که کانال عمیق و باریک به هیچ عنوان توانایی ایجاد فشار لازم را ندارند. در مورد جابجایی فشار سر ماردون، این کانال‌ها با بخش بزرگی از برگشت جریان (جریان فشار) که از جریان رو به جلو کاسته می‌شود، روبرو خواهند بود که این امر میزان خروجی را نیز کاهش می‌دهد. بعلاوه، جریان فشار موجب تکرار در ایجاد تنش برشی در پلیمر برگشتی شده و دمای کل پلیمر را نیز بالاتر می‌برد. این مشکل در صورتی که فشار مورد نیاز کم باشد و اکسترودر مجهز به پمپ ذوب باشد، وجود نخواهد داشت. در چنین شرایطی، نیاز به افزایش فشار در قسمت ایجاد فشار بطور چشمگیری کاهش می‌یابد اما پایداری همچنان تحت تاثیر خواهد بود.

شکل زیر مقایسه‌ای از دو ماردون دو گام با ابعاد مشخص و یکسان بجز طول بخش دو گام را ارائه می‌کند. در شبیه‌سازی کامپیوتری صورت گرفته مشخص گردید که در ماردون با بخش دو گام بلند‌تر (بدون قسمت ایجاد فشار) با شرایط کاری 100rpm و فشار 3500psi با پلیمر PP (MFI=5) میزان خروجی ۹ تا ۱۰ درصد کمتر می‌باشد. همچنین دمای ذوب نیز بالاتر رفته، جریان برگشتی و پایداری فشار در ماردون دچار تغییرات می‌شود زیرا فشار غیر بارگیری در پلیمر جامد و کانال ذوب متفاوت خواهد بود. قسمت ایجاد فشار اثر دمپ کردن اختلافات فشار ناشی از بخش‌های مختلف ماردون را دارد. همچنین از اثر ذوب کردن مواد بواسطه طولانی‌تر شدن بخش دو گام ماردون کاسته می‌شود.

هر گونه طراحی ماردون دو گام یا ماردون معمولی باید با توجه به نیازهای موجود در کاربرد آن صورت بگیرد. یکی از مهمترین موارد پارامتر فشار سر ماردون است که می‌بایست مورد استفاده قرار بگیرد.