چگونه با دستگاه M.F.I از بروز ضایعات جلوگیری کنیم؟
روش افزایش فوق العاده بهره وری تولید با کمک دانش و تکنولوژی
تمامی فرآیند های شکل دهی ترمو پلاستیک ها شامل حرارت دادن آنها می شود ، چرا که این مواد وقتی گرم می شوند گرانروی (ویسکوزیته) آنها کم شده ، نرم می شوند و در چنین حالتی است که شکل پذیری پیدا می کنند.
اما مسئله مهم این است که نحوه نرم شدن (یا به اصطلاح رایج ذوب شدن) هر نوع از پلاستیک با انواع دیگر تفاوت دارد. مثلا پی وی سی به صورت خمیری در می آید و ذوب نمی شود ولی بالعکس پلی اتیلن در اثر حرارت ، حالت مذاب پیدا می کند.
این رفتار های حرارتی پلیمر ها در مبحثی به نام رئولوژی (سیلان شناسی) بررسی می گردد که از مهم ترین موارد بررسی این مواد می باشد ، زیرا رئولوژی یک پلاستیک تعیین کننده نوع فرآیند تولید و تکنولوژی به کار رفته در آن است و به همین دلیل است که آزمون های زیادی برای تعیین خواص سیلانی پلیمرها وجود دارد.
یکی از این آزمون ها آزمون سنجش شاخص (سرعت و حجم) جریان مذاب یا همان Melt Flow Index می باشد.
دستگاه سنجش شاخص جریان مذاب چیست و چه کاربردی دارد؟
دستگاه سنجش شاخص جریان مذاب یا همان M.F.I در حقیقت یک اکسترودر کوچک است که مواد مورد نظر را در دما و فشار مشخصی از یک بارریز (دای) کوچک بیرون می دهد (مثلاً برای پلی اتیلن P80 شرایط آزمایش شامل دمای 190 درجه سانتیگراد و فشار 7 اتمسفر معادل وزنه 5 کیلو گرمی است) و سپس با اندازه گیری مقدار ریزش مواد در زمان معین که واحد آن میلی گرم بر ده دقیقه است (mg/10min) این امکان به وجود می آید که شرایط حرارتی و فشاری ماده مورد نظر را به دست بیاوریم.
با ذکر یک مثال عملی نحوه استفاده از این دستگاه را توضیح می دهیم :
فرض کنید در یک کارخانه تولید لوله های پلی اتیلن ، اکسترودرها با مواد P80 کار می کنند. سپس یک محموله مواد آسیابی درجه یک با قیمت مناسب تهیه می شود اما رفتار حرارتی این مواد نا شناخته است. در این شرایط ممکن است که با ورود این مواد به اکسترودر ها ، شرایط تولید به هم ریخته و ضایعات فراوانی ایجاد شود و حتی ممکن است روند تولید نیز متوقف شود.
جلوگیری از وقوع این شرایط راه حل بسیار ساده ای دارد. برای این کار کافیست ابتدا با دستگاه ام اف آی ، سرعت جریان مذاب مواد P80 را اندازه بگیریم ، مثلا فرض کنید که میزان ریزش این ماده در دمای 190 درجه و با وزنه 5 کیلوگرمی ، 340 میلی گرم بر ده دقیقه باشد.
حالا سرعت جریان مذاب مواد جدید را اندازه می گیریم. فرض کنید که در همان شرایط دما و وزنه این مقدار 380 میلی گرم بر ده دقیقه باشد. در اینجا با مقایسه این دو عدد با هم خواهیم دید که سیّالیت مواد جدید 12 درصد بیشتر از مواد P80 است :
40 = 340 – 380
0.12 = 340 / 40
به این ترتیب با این محاسبه ساده مشخص می شود که باید شرایط حرارتی و فشاری خط تولید را 12% کاهش داد تا به همان خروجی برسیم.
بنابراین مثلا اگر زون های حرارتی اکسترودر قبلا روی 200 درجه تنظیم شده بودند ، حالا باید دمای آنها را به 176 درجه کاهش داد :
24 = 200 × 0.12
176 = 24 – 200
البته نا گفته پیداست که این کار را باید به آرامی با شروع ورود مواد جدید به خط تولید انجام داد و به این ترتیب شرایط تولید بدون تغییر باقی خواهد ماند.
همان طور که مشاهده کردید به کمک یک آزمون ساده اما مهم می توان از ایجاد انبوهی از ضایعات که به کاهش شدید بهره وری تولید منجر می شود جلوگیری کرد.
از همین روش می توان برای فرمولاسیون و آلیاژ سازی و ترکیب دو یا چند نوع ماده اولیه نیز استفاده کرد. برای دستگاه های تزریق نیز روشی مشابه آنچه گفته شد وجود دارد ، ضمن اینکه چون در دستگاه های تزریق فشار تزریق بسیار مهم است ، در آزمایش سیلان سنجی مواد به غیر از شرایط حرارتی می توان وزنه های آزمون را هم تغییر داد و به این صورت فشار اکستروژن را هم مقایسه کرده و از نتایج به دست آمده مانند روش بالا شرایط خطوط تزریق را پیش بینی کرد.
