Výrobná linka FDY Spinning Dodávatelia

Ako optimalizovať tvar otvoru zvlákňovacej trysky FDY spriadacia výrobná linka (napríklad tvar činky namiesto obdĺžnikového tvaru) na redukciu ochlpenia a zlomených koncov tvarovaných vlákien?

V procese pradenia FDY (plne ťahaná priadza) spriadacia výrobná linka chĺpky a zlomené konce tvarovaných vlákien sú spôsobené najmä zložitou väzbou medzi dynamikou spriadacej tekutiny a vlastnosťami materiálu. Keď roztavený polymér prechádza cez mikropóry zvlákňovacej dýzy, nerovnomerné rozloženie normálového napätia na stene otvoru povedie k nerovnomernosti efektu expanzie extrúzie (Barusov efekt). Ak vezmeme ako príklad obdĺžnikový otvor, keď tavenina prúdi v kanáli s veľkým rozdielom v pomere strán, šmyková rýchlosť v strednej oblasti dlhej strany je výrazne vyššia ako v oblasti krátkej strany. Tento gradient prietoku sa v momente extrúzie premení na eliptické skreslenie tvaru prierezu. Experimenty ukazujú, že keď pomer strán pravouhlého otvoru presiahne 3:1, miera výskytu vlasov sa zvýši o 12-15% na každé zvýšenie rovinnosti prierezu vlákna o 1 jednotku.

Z hľadiska materiálových vlastností existuje štrukturálny rozpor "skin-core" v procese chladenia formovania tvarovaných vlákien. Hoci rýchle ochladenie môže tvar prierezu stuhnúť, povrchový polymér vytvára zvyškové napätie v dôsledku teplotného gradientu. Keď koncentrácia napätia prekročí medzu klzu materiálu, spôsobí chlpatosť; kým pomalé ochladzovanie môže uvoľniť vnútorné napätie, spôsobí zmenšenie tvaru prierezu, čím sa zvýši riziko zlomenia. Tento rozpor je obzvlášť výrazný vo vláknach so zložitým prierezom, ako sú činky a triloby.

Zamerané na štrukturálne defekty tradičných pravouhlých otvorov, tvar otvoru v tvare činky dosahuje trojité vylepšenia prostredníctvom optimalizácie mechaniky tekutín:
Návrh homogenizácie napätia: Kanál v tvare činky využíva hyperbolickú prechodovú zónu na zníženie gradientu šmykovej rýchlosti taveniny vo vstupnej časti o 30-40 %. Simulácie ukazujú, že táto konštrukcia môže zvýšiť koeficient normálneho rozloženia napätia prierezu kanála z 0,68 pravouhlého otvoru na 0,82, čím sa výrazne zníži nerovnomernosť expanzie vytláčania.

Optimalizácia pomeru strán: Pomer strán otvoru zvlákňovacej dýzy sa zvýšil z konvenčného 1,5:1 na 2,5:1 v kombinácii so zjednodušenou vstupnou štruktúrou. Experimenty ukazujú, že keď L/D≥2, čas zotrvania taveniny v kanáli sa predĺži o 25 %, akumulácia elastickej energie sa uvoľní úplnejšie a miera zadržania prierezu vlákna sa zvýši o 40 %.
Zlepšenie kvality povrchu: Technológia laserového mikroobrábania sa používa na leptanie špirálových vzorov na mikrónovej úrovni na vnútornej stene kanála, takže stav toku taveniny sa mení z laminárneho toku na turbulentný tok, čím sa účinne preruší efekt hraničnej vrstvy. Testovacie údaje ukazujú, že tento proces môže znížiť výskyt chĺpkov o 55 % a mieru lámavosti o 40 %.

Stratégia kolaboratívneho riadenia pre kľúčové parametre procesu
Riadenie teplotného poľa: Vytvorte model spojenia teploty taveniny, viskozity a rýchlosti zvlákňovania. Keď je teplota zvlákňovania regulovaná na 290 ± 2 °C, viskoelasticita taveniny je v optimálnom okne. V tomto čase je stabilita vytláčania otvoru v tvare činky o 60 % vyššia ako stabilita obdĺžnikového otvoru.
Riadenie rýchlosti chladiaceho vetra: Systém kruhového bočného fúkania sa používa na optimalizáciu rozloženia poľa vetra pomocou simulácie CFD. Experimenty ukazujú, že keď je gradient rýchlosti vetra nastavený na 0,3 m/s/mm, koeficient rovnomernosti povrchovej teploty kúdele dosiahne 0,95, čím sa účinne eliminuje lokálna koncentrácia napätia.
Optimalizácia priľnavosti oleja: Vyviňte systém nano-modifikovaného silikónového oleja na zníženie kontaktného uhla oleja na povrchu kúdele z 82° na 65° a zvýšenie priľnavosti o 35%. Tým sa nielen zníži akumulácia statickej elektriny, ale vytvorí sa aj mazacia vrstva na povrchu vlákna, čím sa zníži výskyt chlpatých vlákien o 28 %.

V technickej praxi Jiaxing Shengbang Mechanical Equipment Co., Ltd. sa priemyselná aplikácia optimalizácie tvaru otvoru realizovala prostredníctvom modernizácie zariadenia na spriadacej výrobnej linke FDY:
Vysoko presné zariadenia na spracovanie: Zavedenie nemeckých CNC obrábacích strojov DMG MORI v kombinácii s nezávisle vyvinutou technológiou plazmového lakovania umožňuje presnosť spracovania mikrootvorov zvlákňovacej trysky dosiahnuť 0,002 mm a drsnosť povrchu Ra < 0,05 μm.
Online monitorovací systém: Integrujte technológiu infračerveného tepelného zobrazovania a laserového merania priemeru na realizáciu diagnostiky spriadacieho procesu na spriadacej linke FDY v reálnom čase. Keď sa zistí, že deformácia prierezu prekročí prahovú hodnotu, systém dokáže automaticky upraviť rýchlosť odstreďovania a parametre chladenia a rýchlosť odozvy sa zvýši na 0,5 sekundy.
Konštrukcia procesnej databázy: Na základe viac ako 2 000 súborov experimentálnych údajov bola vytvorená knižnica procesných parametrov zahŕňajúca 12 sekcií špeciálneho tvaru a 5 polymérových materiálov, aby poskytovala podporu údajov pre optimalizáciu tvaru otvorov.