Экструзия считается распространенным методом получения полуфабрикатов или полимерных товаров. Такой процесс создают в пищевой промышленности или в производстве комбикорма. Расплав полимера вытаскивают с помощью головки экструдера в формующую головку со специальным профилем.
Как происходит процесс?
Большинство полимеров могут проходить через экструзии: термопласты, эластомеры и прочие материалы. Технология сварочного экструдера используется уже много лет. Во время обработки специальной техникой есть несколько разных характеристик: состав сырья, процент влажности и природа. Во время работы может меняться давление и температура. Где можно применять сварочный экструдер?
- Переработка кормов.
- Создание пластика и полиэтилена.
- Создание труб.
- Пищевое производство.
Конструкция экструдера:
Экструдер для 3D принтера своими руками
Особенностью ручного 3D принтера является работа на основе нитевидного пластика разных видов, чаще всего используется ABS и PLA. Устройство такого экструдера состоит из двух блоков, первый отвечает за подачу филамента, второй представляет собой сопло с нагревателем, которое охлаждает устройство.
Как сделать самодельный 3D экструдер принтера? Вначале нужно подобрать шаговый двигатель или вместо этого использовать моторы от старых сканеров. Чтобы закрепить двигатель, вам потребуется корпус, специальный ролик и хот-энд. Корпус можно сделать из разных материалов. Специальный ролик регулируется с помощью пружины, ведь толщина прутка редко бывает идеальной. Материал соединяется с подающим механизмом, но сцепление не должно быть слишком крепким, иначе куски пластика начнут отламываться.
Деталь под названием хот-энд можно купить, но цена достаточно высока, выгоднее будет скачать чертежи и сделать его своими руками. Радиатор изготавливают из алюминия , чтобы убрать тепло от ствола хот-энда. Это помогает убрать преждевременное нагревание материала.
Самое лучшее решение - это светодиодный радиатор, охлаждение применяется с помощью вентилятора. Ствол хот-энда создают из металлической трубки, который создан для соединения радиатора и нагревателя. Тонкий кусок трубки - это термобарьер, который справляется с уничтожением тепла в верхней части экструдера.
Нагреватель в 3D экструдере своими руками делается из алюминиевой пластины. Сначала в ней сверлят отверстие для крепления ствола хот-энда , потом создается отверстие для болта, резистора и терморезистора. Пластину нагревают с помощью резистора, а терморезистор регулирует температуру. Сопло создают из глухой гайки с овальным концом.
При выборе гайки лучше брать латунную или медную, их очень легко обрабатывать. В тисках закрепляется болт, потом на него накручивается гайка, ну и последний этап – это создание отверстия в центре. Вот таким способом и создается самодельный экструдер для 3D принтера.
Если вы не совсем понимаете, как сделать такой устройство для 3D принтера, то стоит ознакомиться с видео и чертежами для упрощения своей работы.
Экструдер для глины своими руками
Такое оборудование предназначено для лепки. С помощью таких ручных экструдеров можно работать с глиной и пластилином. Основной конструкцией для этого экструдера, считается пластиковая бутылка прозрачного цвета. Перед работой ее нужно вымыть и высушить. Из крышки нужно вытащить пластину с помощью иголки или булавки.
Далее нужно создать отверстие, из которого будет выдавливаться материал. Диаметр должен совпадать с линиями. Подравняйте края отверстия и возьмите диск из металла, к которому прикрепите ручку. Готово, теперь у вас получится экструдер для глины. Все очень легко и даже не нужен чертеж.
Заключение
Экструдер считается очень полезным, ведь благодаря такому инструменту можно создать много материалов, которые используются в жизненно важных сферах . Устройство 3D принтера делает самые качественные детали, и очень выгодно сделать его самим, на этом можно прилично заработать.При создании такого инструмента для 3D принтера не забывайте ознакомиться со схемой.
Пластмассовые изделия стали неотъемлемой частью нашей жизни, поэтому сегодня тема переработки пластика в домашних условиях приобрела особую значимость. Рециклинг пластмасс, даже осуществляемый в собственном доме, вносит свою лепту в защиту окружающей среды от огромных куч почти не разлагаемых пластиковых отходов.
Основа всех пластиков – полимеры (соединения, имеющие высокую молекулярную массу и состоящие из мономеров). Возможность переработки пластмасс зависит от типа сырья, из которого сделано пластиковое изделие. В наши дни существует множество видов пластика, которые, однако, можно объединить в две большие группы:
- Термопластик. Из этого материала производится примерно 80% пластиковой продукции. Включает виды: ПНД, ПВД, ПЭТ, ПП, ПС, ПВХ и др.
- Термореактивный пластик. Представлен полиуретаном, эпоксидной, фенольными смолами и т.д.
Переработать 2 тип пластмасс в домашних условиях невозможно, т.к. термореактивный пластик не поддается повторному плавлению (в некоторых случаях на предприятиях он подвергается измельчению и использованию в виде наполнителя). Термопластики же при нагревании плавятся без потери начальных свойств и, охлаждаясь, вновь приобретают исходную форму. Именно поэтому «дома» можно осуществлять переработку только термопластичных пластмасс с помощью специального, но «нехитрого» оборудования и получать из таких пластиковых отходов новые полезные изделия и материалы.
Наиболее распространенным перерабатываемым сырьем являются ПЭТ-бутылки и другая пластмассовая тара.
Полезная информация! Чтобы понять, из какого вида пластика выполнено изделие, нужно обратить внимание на маркировку, нанесенную на его поверхности (часто на дне). Она имеет форму треугольника, внутри которого стоит цифра, соответствующая виду полимера. Также под треугольником ставят буквенное обозначение разновидности пластика.
Что нужно для переработки в домашних условиях
Промышленные аппараты, перерабатывающие пластик, дорогие и требуют больших площадей. Безусловно, такие агрегаты не подходят для реализации идеи переработки пластмассовых отходов в домашних условиях. Чтобы получать из ненужной пластмассы новые изделия кустарным способом, потребуется самостоятельно сконструировать несколько специальных машин.
Следуя проекту Precious Plastic
Для переработки пластика «своими руками» понадобятся следующие устройства (или одно из них в зависимости от поставленной цели):
- Шредер. Измельчает пластиковые отходы с получением крошки заданного размера, которая затем подвергается дальнейшей обработке. Аппарат включает несколько основных компонентов: измельчающую часть, загрузочную воронку, станину и источник тока. Наиболее трудоемким этапом в изготовлении устройства является производство измельчающего элемента, состоящего из вала с «нанизанными» на него лезвиями. Загрузочный бункер делается из листового металла (здесь также могут идти в ход отходы, например, старые автомобильные части). Нужный размер получаемой пластиковой фракции задается с помощью сетки, установленной под измельчающую часть.
- Устройство для сжатия (пресс). На пластиковую крошку, загружаемую в аппарат, воздействуют большое давление и высокая температура, результатом процесса является получение новых спрессованных пластмассовых изделий самых разных форм. Основные элементы устройства: печь, станина, пресс и электроника.
- Инжектор («впрыскиватель»). Принцип работы данного устройства заключается в том, что под воздействием высокой температуры пластиковая крошка плавится до текучей массы, которая затем впрыскивается в какую-либо форму. После того, как пластмассовая масса остывает, получаются новые твердые предметы небольших размеров.
- Экструдер. Нагретая пластиковая масса подвергается продавливанию через канал устройства, в результате процесса пластик выходит из аппарата в форме нитей. С помощью экструдера можно получать пластиковые гранулы.
Чертежи для сборки всех этих устройств можно скачать бесплатно на сайте preciousplastic.com. Там же можно просмотреть видео-инструкции, в которых наглядно и доступно рассказывают о технологиях создания аппаратов, необходимых материалах и последовательности действий.
Проект Precious Plastic является международным. Его создатель Дейв Хаккенс усовершенствовал найденные в Интернете чертежи устройств по переработке полимеров и, применив свои знания, сконструировал эффективные аппараты, позволяющие легко получать новые изделия из пластмассовых отходов. Проект помогает простому человеку создавать машины, перерабатывающие пластик, и с их помощью извлекать выгоду не только для себя, но и для окружающей среды.
Простой механизм для резки бутылок из пластика
Суть работы данного резака заключается в том, что он отрезает от края пластиковой бутылки (по ее окружности) нити, имеющие определенную толщину. Результат достигается благодаря зафиксированному лезвию, скользящему по изделию из пластика. Процесс не требует электрической энергии, устройство состоит лишь из держателя и непосредственно резака. Из полученных своими руками пластиковых нитей можно создавать различные предметы интерьера, корзинки и иные объекты, на которые у человека хватит фантазии.
Несколько слов о технике безопасности
Переработка пластмассы в домашних условиях не требует сверхъестественных знаний по технике безопасности. При плавлении пластика стоит вооружиться огнеупорными перчатками (можно использовать сварочные краги), чтобы избежать ожогов. Также при работе с пластиковыми изделиями важно знать, что их нельзя подвергать сжиганию, т.к. некоторые виды пластмасс, сгорая, выделяют в среду токсичные соединения. Безусловно, лучше, если измельчение пластмассовых отходов, их плавление и т.д. будет происходить в специально отведенном для этого месте, например в гараже.
Не стоит забывать и о безопасности во время изготовления устройств по переработке пластикового сырья. Здесь также необходимо использовать индивидуальные средства защиты: специальные очки, маску (сварочную), брезентовые или кожаные перчатки и т.д.
Как расплавить пластиковые отходы в домашних условиях
Расплавить отходы пластмасс в домашних условиях можно с помощью одного из описанных ранее устройств (пресса, инжектора, экструдера). Однако их создание требует определенных навыков и времени. Можно прибегать к плавлению пластмассы, используя более примитивные способы. Например, для получения пластикового винтового барашка можно соорудить металлический шприц и твердую пресс-форму.
Описание процесса
В качестве сырья можно использовать полипропилен (маркировка «РР»). Измельченный материал закладывается в изготовленный шприц и утрамбовывается металлическим поршнем. Наполненный пластиком шприц помещается в обычную духовку примерно на 30 мин при температуре 220-240оС. Затем расплавленная пластмассовая масса выдавливается из шприца в подготовленную пресс-форму, при этом в течение некоторого времени нужно произвести выдержку материала под давлением. После остывания из формы можно извлекать готовое изделие.
Видео переработки пластика в домашних условиях
Умельцы производят из ненужного пластика самые разные изделия. О том, как может осуществляться литье пластмассы в условиях дома с получением винтового барашка, смотрите в данном видео:
Расплавить несколько пластиковых крышек от бутылок можно с помощью строительного фена. Процесс формовки полезных небольших изделий из пластика представлен в следующем видео:
Выгода
Основная выгода самостоятельной переработки пластика состоит в том, что из ненужных и дешевых материалов получаются новые изделия, имеющие широкое применение в быту и других сферах нашей жизнедеятельности. Соорудив специальное оборудование, можно организовать небольшой бизнес, основанный на изготовлении и продаже материалов для последующей обработки (например, флекса) или готовых к употреблению предметов (пластиковой посуды, плетеной мебели и т.д.).
Промышленная утилизация пластика связана с решением множества задач. Переработать пластмассовые отходы в домашних условиях значительно легче. Важно лишь поставить себе цель и определиться с направлением переработки. А сконструировать перерабатывающие пластик устройства любой сложности можно с помощью «всезнающего» Интернета.
Специалистам, профессионально занимающимся выполнением работ по прокладке пластиковых труб, важно иметь в арсенале специальный инструмент, позволяющий создавать надежное соединение между материалами с низкой температурой плавления. За последнее время было создано немало материалов с подобными характеристиками. К ним можно отнести полиэтилен низкого давления, полихлорвинил, полипропилен и другие. Обеспечить их надежное соединение сможет ручной сварочный экструдер.
Конструкция и принцип работы
Ручной экструдер выполнен в виде механического приспособления, при использовании которого соединение материалов осуществляется поэтапно: вначале пластик подвергается нагреву для придания ему вязкого состояния, а затем полученная масса выдавливается на поверхность в месте стыка. После охлаждения ПНД, ПВХ и других легкоплавких пластических масс на месте проведенных работ появляется прочный сварочный шов.
Устройство экструдера
Чтобы было удобнее работать с этим прибором, производители выпускают его в виде пистолета с ручкой и верхней насадкой, предназначенной для нагрева рабочей смеси. В конструкции экструдера можно выделить следующие рабочие узлы:
Принцип действия
Перед работой в экструдер вставляют присадочный пруток , который должен быть выполнен из материала, планирующегося для использования в сварочных работах. Сам рабочий процесс выглядит так: на верхней панели прибора крепят приёмную втулку с отверстием, в которую затем вставляется присадочный пруток. Он должен располагаться в нём таким образом, чтобы свободный конец оказался в области его захвата шнеком.
Когда специалист запускает электродвигатель, подвергаясь воздействию насыщенной струи горячего воздуха, пруток нагревается, и одновременно с этим по прошествии некоторого времени, которое заранее выставлено датчиком прибора, пруток подаётся в область его измельчения. Здесь шнек, совершающий вращательные движения, начинает дробить пруток, который приобретает вид гранулированной массы. В результате нагрева она начинает плавиться и постепенно перемещается в область плавления, где гранулят уже имеет полностью однородный состав.
Испытывая воздействие давления со стороны шнека, гранулят направляется в сварочную зону , а оттуда идёт в сварочное сопло, где в процессе прижима к поверхности соединяемых изделий выходит наружу в виде однородной полосы заданной ширины, определяемой конфигурацией сопла. Учитывая, что температура за пределами свариваемого изделия гораздо ниже создаваемой термонагревателем, материал прутка быстро охлаждается, в результате чего возникает сварочный шов.
При использовании более габаритных и производительных моделей экструдеров функцию нагрева присадочного прутка берёт на себя внешний термонагреватель, в который воздух поступает от небольшого компрессора. Экструдеры могут отличаться между собой и способом нагрева присадочного материала. В отдельных моделях для этой цели используются кольцевые нагревательные элементы, установленные в корпусе термонагревателя.
На систему контроля в составе экструдера возложены следующие функции:
Правила эксплуатации и выбор модели
Прежде чем приступить к сварке пластиковых изделий, необходимо выполнить ряд условий , обусловленных особенностями материала. С поверхности соединяемых изделий необходимо удалить все имеющиеся загрязнения и позаботиться, чтобы во время работы они не контактировали с влажным материалом.
Для надлежащего выполнения работы необходимо учитывать разницу температур плавления соединяемых материалов, если они отличаются между собой химическим составом. Так, ручной экструдер можно использовать для сварки ПНД и полипропилена, так как у этих материалов диапазон температуры их плавления полностью или частично перекрывается. Когда же необходимо соединить материалы из ПВХ и ПНД или полипропилена, часто возникают сложности. При работе с такими материалами ручной экструдер допустимо использовать исключительно для соединения изделий, которые выполнены из идентичных материалов.
Поскольку ручной экструдер обладает компактными размерами, сварку пластиковых элементов можно проводить с помощью этого устройства, не прекращая работы соединяемых изделий. Так, трубы из полипропилена можно сваривать без предварительного отключения подачи воды по ним.
До начала работ по сварке пластиковых изделий необходимо провести ряд обязательных проверок:
Чтобы подобрать наиболее подходящую модель устройства, необходимо учитывать ряд характеристик:
- диапазон диаметр прутка;
- наличие в комплектации сменных приспособлений;
- толщину соединяемых изделий;
- удобство настройки параметров процесса;
- производительность за единицу времени.
Многие производители выпускают экструдеры вместе с фирменными присадочными материалами, дополнительно указывая, что для создания надежного соединения расходный материал должен соответствовать изготовителю инструмента.
В принципе всегда можно рассмотреть возможность изготовления экструдера для домашнего использования своими руками. В качестве основы для него используется обычный промышленный фен , к которому подключают шнековый привод, а затем видоизменяют конструкцию для придания обоим узлам компактного вида. В некоторых случаях шнек можно заменить плунжерным приводом, однако надежным такой вариант считать нельзя. Такой самодельный экструдер для сварочных работ по-разному может себя вести с посадочными прутками из-за того, что они могут быть изготовлены из разных материалов. В качестве привода лучше всего использовать мотор коллекторного типа, поскольку он более стабилен при постоянных изменениях показателей крутящего момента.
Производители экструдеров для сварочных работ
Чаще всего потребители приобретают для проведения сварочных работ ручные экструдеры от следующих производителей:
может быть различной и определяться функциональностью и производительностью конкретной модели. Если рассматривать агрегаты от российских производителей, то в среднем их можно приобрести за 30-55 т. р. Зарубежные производители готовы продать сварочный экструдер собственного производства не менее, чем за 50 тыс. руб.
Пластиковые трубы, которые за последнее время приобрели большую популярность, сегодня широко используются на самых разных объектах. Нередко сами владельцы решаются поменять систему водопровода на новую, выполненную из этого технологичного материала. Но для соединения элементов труб необходимо специализированное оборудование.
Довольно часто специалисты для выполнения подобного рода работ используют сварочный экструдер, который поддерживает работу с изделиями не только из ПВХ, но и других видов пластика. Однако работа с этим устройством требует знания особенностей не только сварочного аппарата, но также и материалов, которые планируется соединять. Не всем известно о том, что разница температур плавления у разных материалов может негативно повлиять на надежность создаваемого соединения. Поэтому экструдер не всегда может рассматриваться как самый подходящий тип инструмента для выполнения сварочных работ.
Также существует и ряд других важных параметров
, которые должны учитываться при выборе экструдера для сварки пластиковых изделий. Подобной информацией большинство рядовых пользователей, как правило, не владеет, поэтому вполне понятно, почему сварочный экструдер считается рабочим инструментом профессионалов.
Если и возникнет желание самостоятельно выполнить сварку труб из ПВХ, то желательно это делать под руководством опытного специалиста и с точным соблюдением его указаний по проведению рабочего процесса. Иначе все может закончиться весьма плачевно для владельца вплоть до возникновения аварийных ситуаций в самый неожиданный момент.
Изготовить экструдер для пластика своими руками мне придется по следующим причинам. Во-первых, я задумал сделать , и мне потребуется достаточно много довольно дорогого прутка для 3D принтера, который в разы дешевле производить самому при помощи экструдера для пластика, чем покупать готовый пруток из ABS или PLA пластика для 3D принтера. Во-вторых, экструдер для пластика — это одна из составных частей термопласт-автомата (ТПА), о котором я давно мечтаю. Таким образом, я опять пытаюсь убить сразу двух зайцев и сэкономить себе кучу денег.
Давайте разберемся, из чего состоит экструдер для пластика и как его сделать своими руками с минимальными затратами. Экструдер для пластика состоит из трубки, заканчивающейся съемным латунным соплом, из которого будет выходить расплавленный пластик. Внутри трубки будет вращаться так называемый шнек (такой большой винт, как в мясорубке). Этот шнек будет проталкивать гранулы пластика вдоль по трубке. Начиная где-то слегка до середины трубка будет нагреваться специальным нагревательным элементом, благодаря чему пластик внутри трубки будет плавиться и доходить до сопла уже в довольно текучем состоянии.
В качестве шнека выступает обычное крупногабаритное сверло по дереву, купленное в магазине инструментов за 340 рублей. С диаметром я немного лохонулся и взял 22мм, о чем потом сильно пожалел, потому как довольно трудно оказалось найти трубу с таким же внутренним диаметром. Поэтому мой вам совет — сперва найдите трубу, потом ищите под нее подходящее сверло (шнек).
Как видно на самой первой фотографии, трубка разделена на две части, соединенные между собой фланцами. Это необходимо для того, чтобы отделить особенно сильно нагреваемую часть трубки от остального механизма. Позднее между фланцами будет зажата жаропрочная теплоизоляционная прокладка. В общем-то, тепло все равно будет передаваться через шнек, но разборная трубка сделает экструдер более ремонтопригодным, и оставит пространство для эксперимента (снял одну трубку — прикрутил другую).
Фланцы я изготовил на своем самодельном станке с ЧПУ из 5мм стального листа. Как видите, мой станочек довольно сносно грызет и сталюку, несмотря на свою до сих пор хлипковатую и недоделанную ось Z В тисочки были зажаты сразу два фланца, скрученные болтами. Мы же хотим, чтобы все отверстия у них совпадали!
Чтобы обеспечить параллельность двух кусков трубы, фланцы я приваривал к срубе до ее распиливания. Скручиваем между собой два фланца (в одном из них я нарезал резьбу М6, в другом просто сквозные отверстия), причем скручивать надо обязательно через шайбы, толщина которых позволила бы потом пролезть между этими фланцами полотну ножовки по металлу. Кстати, не забудьте пометить, как должны крепиться фланцы. Для этого на торце я пропилил метку напильником. Фланцы соединены правильно, если метки на них совпадают.
Следующим этапом я сделал прорезь в короткой части трубы. В эту прорезь через специальную воронку будет поступать гранулированный пластик и проталкиваться шнеком далее по трубе в направлении к соплу. Обратите внимание, что правая часть прорези загрузки примерно совпадает с началом винта.
Одним из самых муторных этапов создания экструдера для пластика своими руками является изготовление нагревательного элемента для самой длинной части экструдера — той, в которой будет происходить плавление пластмассы. Тут я тоже решил сэкономить и сделать нагревательный элемент самостоятельно из толченого огнеупорного кирпича, смешанного с жидким стеклом, и нихромового провода, предварительно рассчитанного на заданную мощность.
Сложность в том, что у меня нету углекислого газа для быстрого отвердевания жидкого стекла. Пока я так и не нашел, где у нас в городе можно подзаправить баллон углекислоты. Можно было бы, конечно, побаловаться с углекислотным огнетушителем, но как-то не захотелось расходовать по пустякам такой ответственный прибор.
В интернете вычитал неплохой рецепт, когда в огнеупор добавляют немного цемента (1/5 или даже меньше). Тогда жидкое стекло вступает с цементом в реакцию и твердеет буквально за считанные минуты. Весной у меня неплохо получалось со свежим цементом, но сейчас к осени цемент уже полежал и подпортился, поэтому жидкое стекло никак не хотело как следует затвердевать.
Кстати, чехол от моего шнека, в котором он продавался, очень пригодился в качестве формочки для заливки трубы огнеупором. И если бы я не забыл о специальных мерах по отверждению жидкого стекла, то мой нагревательный элемент получился бы просто идеальной формы. На деле же я забыл добавить туда цемента, поэтому мне пришлось всю эту формочку снимать и вручную обмазывать трубу огнеупорной смесью, а потом заворачивать все это в обычную бумажку на просушку. Кстати, хорошо помогает ускорить процесс отверждения прокаливание жидкого стекла градусах так на 150-160 С.
Сегодня я размотал этот свиток и проконтролировал результат. Прилипшую бумагу очень легко получается удалить, если смочить ее немного водой. В целом, получилось неплохо, но придется обмазывать кое-где повторно, заделывая дырки. Дело в том, что в некоторых местах раствор огнеупора с жидким стеклом «поплыл», немного отстав от трубы экструдера. Это легко было обнаружить, продавив пальцем мой нагреватель для экструдера вдоль всей поверхности. Там, где огнеупор не плотно прилегал к трубе, он крошился и отваливался.
Конечно, над технологией изготовления нагревателей для экструдеров своими руками из огнеупорного кирпича и жидкого стекла нужно будет немного поработать. Особенно воодушевляет это прокаленное колечко — оно получилось вообще просто супер! (Его хорошо видно на этой фотке как раз рядом с крепежным фланцем) Но пока серийно выпускать нагреватели для экструдеров я не собираюсь, поэтому отложим этот вопрос в долгий ящик.
Итак, получился нагреватель мощностью примерно в 3кВт Да, в таком можно алюминий плавить — не то что пластик. Интересно, какой производительности экструдера можно достичь с таким нагревателем?
Теперь остается приладить двигатель и сделать к нему нормальный драйвер с синхронизацией. Следите за обновлениями…
