Ako predchádzať praskaniu veľkých priemerov POM tyčí – Príčiny a riešenia

Prečo sa väčšie POM tyče lámu, zatiaľ čo menšie nie?

POM (polyoxymetylén), známy tiež ako acetal, sa široko používa vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam a trvanlivosti. Tyče menšieho priemeru, ako do 50 mm, zriedka zažívajú problémy s praskaním. Je to preto, že menšie tyče chladnú rovnomernejšie a rýchlejšie, čím sa znižuje riziko vnútorných napätí.

Naopak, tyče s väčším priemerom, ako je 100 mm, často čelí nepravidelnému chladeniu. Vonkajšia vrstva chladne rýchlejšie ako jadro, čo vedie k:

• Vnútorné napätia spôsobené teplotnými rozdielmi.
• Nerovnomerná kryštalizácia, oslabujúca štruktúru materiálu a zvyšujúca riziko prasklín.

Nižšie sú uvedené najbežnejšie príčiny a ekonomické, praktické riešenia na riešenie tohto problému.

1. Nerovnomerné chladenie POM tyčí

problém:
Vo väčších tyčiach sa povrch počas extrúzie ochladzuje oveľa rýchlejšie ako jadro. To vedie k zmršteniu materiálu a vnútorným napätiam, čo často vedie k rádiovým prasklinám.

Riešenie:
✔️ Aplikovať postupné chladenie:

• Použite teplú vodu (60–80°C) namiesto studenej vody počas počiatočnej fázy chladenia.
• Postupne znižujte teplotu vody v nasledujúcich chladiacich zónach.
• Zvážte pridanie vzduchového kúpeľa pred ponorením do vody, aby ste obmedzili náhle zmeny teploty.

2. Rýchla kryštalizácia v jadre

problém:
POM, najmä homopolymérne typy, sa rýchlo kryštalizuje, čo vedie k neuniformným kryštalickým štruktúram a oslabeným jadrom vo väčších tyčiach.

Riešenie:
✔️ Nižšie teploty spracovania:

• Teplota valca: 190–210°C namiesto 210–230°C.
• Teplota: 10–15°C nižšia ako v valci.

✔️ Krátkodobé žíhanie na uvoľnenie napätia:

• Test krátkodobé zahrievanie na 80–100°C, nasledované pomalým chladením na izbovú teplotu.
• Presná doba žíhania závisí od viacerých faktorov, preto sa odporúčajú experimenty na optimalizáciu parametrov.

3. Materiálové vlastnosti – Homopolymér POM

problém:
Homopolymér POM, hoci ponúka vyššiu tuhosť, je viac krehký ako kopolymér POM. Veľké priemery zosilňujú vnútorné napätia, čím zvyšujú pravdepodobnosť praskania.

Riešenie:
✔️ Zvážte prechod na kopolymér POM, ktorý:

• Má lepšiu odolnosť voči praskaniu.
• Je menej náchylný na vnútorné napätia.

✔️ Alternatívne pridajte modifikátory vplyvu alebo plastifikátory, aby ste zlepšili flexibilitu homopolymérneho POM.

4. Parametre procesu extrúzie

problém:
Nadmerný tlak alebo teplota počas extrúzie môže viesť k prehrievaniu a oslabiť štruktúru materiálu.

Riešenie:
✔️ Optimalizovať procesné parametre:

• Znížte rýchlosť extrúzie pre rovnomernejšie chladenie a krystalizáciu.
• Nastavte teploty valca a matrice, aby ste zabezpečili postupný pokles teploty.
• Znížte tlak na umieranie, aby ste predišli oddeleniu vrstiev vo vnútri tyče.

5. Vlhkosť v surovine

problém:
Aj malé množstvá vlhkosti v POM granuliach môžu vytvárať mikrobubliny, oslabovať štruktúru tyče a viesť k prasklinám.

Riešenie:
✔️ Správne vysušte materiál:

• Predsušte granule pri 80–90°C po dobu 3–4 hodín.
• Uložte suroviny do suchých podmienok pomocou sušiacich vzduchových sušičiek v kŕmnom systéme.

Zhrnutie

Praskanie vo veľkých priemeroch POM tyčí je komplexný problém, spôsobený:

• Nerovnomerné chladenie,
• Rýchla kryštalizácia,
• Materiálové vlastnosti, a
• Nesprávne parametre extrúzie.

Navrhované riešenia:
✔️ Postupné chladenie – Vyhnite sa náhlym poklesom teploty použitím teplej vody a postupným chladením.
✔️ Uvoľnenie stresu žíhaním – Test krátkodobého zahrievania na 80–100°C, nasledovaný pomalým chladením na zabránenie vzniku vnútorného napätia.
✔️ Optimalizácia procesov – Upravte teploty, rýchlosti extrúzie a tlaky, aby ste predišli prehriatiu a koncentrácii napätia.
✔️ Výber materiálu – Zvážte kopolymér POM alebo modifikované triedy s dopadom na zlepšenie trvanlivosti.
✔️ Sušenie surovín – Zabezpečte, aby bol materiál bez vlhkosti pred extrúziou.

Tieto praktické a ekonomické metódy môžu výrazne znížiť riziko praskania vo veľkých priemeroch POM tyčí a zlepšiť kvalitu produktu.