Linie de producție de filare FDY Suppliers

Cum să optimizați forma găurii filierei Linie de producție de filare FDY (cum ar fi forma de gantere în loc de formă dreptunghiulară) pentru a reduce părul și capetele rupte ale fibrelor în formă?

În procesul de filare al Linie de producție de filare FDY (fir complet trasat). , părul și capetele rupte ale fibrelor modelate sunt cauzate în principal de cuplarea complexă dintre dinamica fluidelor de filare și proprietățile materialului. Când polimerul topit trece prin microporii filierei, distribuția neuniformă a tensiunii normale pe peretele găurii va duce la neuniformitatea efectului de expansiune de extrudare (efectul Barus). Luând ca exemplu gaura dreptunghiulară, atunci când topitura curge în canal cu o diferență mare de raport de aspect, rata de forfecare în zona centrală a părții lungi este semnificativ mai mare decât cea din zona laturii scurte. Acest gradient de debit este transformat într-o distorsiune eliptică a formei secțiunii transversale în momentul extrudarii. Experimentele arată că atunci când raportul de aspect al găurii dreptunghiulare depășește 3:1, rata de apariție a părului va crește cu 12-15% pentru fiecare creștere cu 1 unitate a planeității secțiunii transversale a fibrei.

Din perspectiva proprietăților materialelor, există o contradicție structurală „skin-core” în procesul de turnare prin răcire a fibrelor modelate. Deși răcirea rapidă poate solidifica forma secțiunii transversale, polimerul de suprafață generează stres rezidual din cauza gradientului de temperatură. Când concentrația de stres depășește limita de curgere a materialului, va provoca părul; în timp ce răcirea lentă poate elibera stresul intern, va determina micșorarea formei secțiunii transversale, crescând riscul de rupere. Această contradicție este deosebit de importantă în fibrele cu secțiuni transversale complexe, cum ar fi ganterele și trilobii.

Vizând defectele structurale ale găurilor dreptunghiulare tradiționale, forma găurii în formă de gantere realizează îmbunătățiri triple prin optimizarea mecanicii fluidelor:
Design de omogenizare a tensiunii: canalul în formă de gantere adoptă o zonă de tranziție hiperbolică pentru a reduce gradientul vitezei de forfecare a topiturii la secțiunea de intrare cu 30-40%. Simulările arată că această proiectare poate crește coeficientul normal de distribuție a tensiunii al secțiunii transversale a canalului de la 0,68 a găurii dreptunghiulare la 0,82, reducând semnificativ denivelarea expansiunii extrudarii.

Optimizarea raportului de aspect: raportul de aspect al găurii filarei este crescut de la 1,5:1 la 2,5:1 convențional, combinat cu o structură de intrare simplificată. Experimentele arată că atunci când L/D≥2, timpul de rezidență al topiturii în canal este prelungit cu 25%, stocarea de energie elastică este eliberată mai complet, iar rata de retenție a secțiunii transversale a fibrei este crescută cu 40%.
Îmbunătățirea calității suprafeței: Tehnologia de microprelucrare cu laser este utilizată pentru a grava modele spiralate la nivel de microni pe peretele interior al canalului, astfel încât starea de curgere a topiturii să se schimbe de la flux laminar la flux turbulent, rupând efectiv efectul stratului limită. Datele testelor arată că acest proces poate reduce rata de apariție a părului cu 55% și rata de rupere cu 40%.

Strategie de control colaborativ pentru parametrii cheie ai procesului
Gestionarea câmpului de temperatură: Stabiliți un model de cuplare a temperaturii topiturii-vâscozitate-viteza de filare. Când temperatura de filare este controlată la 290±2℃, viscoelasticitatea topiturii este în fereastra optimă. În acest moment, stabilitatea de extrudare a găurii în formă de gantere este cu 60% mai mare decât cea a găurii dreptunghiulare.
Controlul vitezei vântului de răcire: Un sistem de suflare laterală circulară este utilizat pentru a optimiza distribuția câmpului vântului prin simulare CFD. Experimentele arată că atunci când gradientul vitezei vântului este setat la 0,3 m/s/mm, coeficientul de uniformitate a temperaturii suprafeței de câlți ajunge la 0,95, eliminând efectiv concentrația locală de stres.
Optimizarea aderenței uleiului: Dezvoltați un sistem de ulei de silicon nanomodificat pentru a reduce unghiul de contact al uleiului pe suprafața câlului de la 82° la 65° și pentru a crește aderența cu 35%. Acest lucru nu numai că reduce acumularea de electricitate statică, dar formează și un strat lubrifiant pe suprafața fibrei, reducând rata de apariție a fibrelor păroase cu 28%.

În practica tehnică a Jiaxing Shengbang Mechanical Equipment Co., Ltd., aplicarea industrială a optimizării formei găurii a fost realizată prin modernizarea echipamentelor liniei de producție de filare FDY:
Echipament de prelucrare de înaltă precizie: introducerea mașinilor-unelte CNC germane DMG MORI, combinată cu tehnologia de acoperire cu plasmă dezvoltată independent, permite ca precizia de prelucrare a micro-găurilor filierei să atingă 0,002 mm și rugozitatea suprafeței Ra<0,05μm.
Sistem de monitorizare online: Integrați imagistica termică în infraroșu și tehnologia de măsurare a diametrului laser pentru a realiza diagnosticarea în timp real a procesului de filare a liniei de producție de filare FDY. Când se detectează că distorsiunea în secțiune transversală depășește pragul, sistemul poate ajusta automat viteza de rotație și parametrii de răcire, iar viteza de răspuns crește la 0,5 secunde.
Construcția bazei de date de proces: pe baza a peste 2.000 de seturi de date experimentale, a fost creată o bibliotecă de parametri ai procesului care acoperă 12 secțiuni cu forme speciale și 5 materiale polimerice pentru a oferi suport de date pentru optimizarea formei găurilor.