第634章 電伴熱帶複合地膜試機
早上,秦墨白、朱曼彤和秦語秋走進了電伴熱帶廠。
試機那天,電伴熱帶廠的廠房裡比過年還熱鬧。
擠塑機的加熱圈已經通了電,一段一百六十度,二段一百八十度,三段二百度。。。這是預熱溫度。
模頭上的溫度計水銀柱正在緩慢爬升,像數據流在加載進度條。
秦墨白站在機頭旁邊,手裡拿著一塊萬用表,表筆搭在模頭出口處。。。那裡還沒有出料,但他在測加熱圈的電阻,確認溫控系統沒有短路。
朱曼彤站在配電盤旁邊,眼睛盯著三個溫度計的讀數,她的手裡攥著那支鉛筆,筆記本攤在旁邊的木箱上,隨時準備記錄。
秦語秋被安排在角落裡,那裡是安全區,離擠塑機三米以上,小姑娘手裡捏著她的塑料小動物,眼睛瞪得溜圓,看著這台鋼鐵巨獸。
李師傅站在加料口旁邊,手裡端著一盆塑料顆粒,普通聚乙烯和導電塑料,碳黑含量12%,分開放著。
他的任務是按順序加料,先地膜層,再伴熱帶層,再地膜層,三層共擠,時序不能亂。
「準備。」秦墨白說道。
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李師傅按下啟動按鈕。
電機嗡鳴,螺杆開始旋轉,塑料顆粒從料斗進入,被螺杆推向機頭,在加熱圈的熱量下從固態變為熔融態。
在秦墨白的感知系統里,這是高分子鏈從結晶態向無定形態的相變過程,是固體到流體的剪切稀化轉變。
三十秒後,物料到達模頭。
出口處,白色的聚乙烯和黑色的導電塑料同時湧出,在模頭的出口處匯合,形成一條三明治結構的帶狀物。。。複合地膜。
它從模頭裡吐出來,像一條剛從印表機里輸出的數據流,帶著餘溫,微微捲曲著落在接料盤裡。
前三十厘米。。。完美。
三層結構清晰可見,上下兩層白色的地膜,中間一層黑色的伴熱帶,厚度均勻,邊緣整齊,層間結合緊密,用手撕不開。
但接下來。。。系統報錯。
秦墨白看見出口處的帶狀物開始變形,中間的黑色伴熱帶層不再是均勻的細線,而是變成了。。。竹節狀。
一段粗,一段細,粗的地方鼓起一個包,像血管里的血栓;細的地方幾乎斷掉,只剩兩層白色地膜貼在一起,中間的黑色層消失了。
「停!」秦墨白喊道。
李師傅立刻按下停止按鈕,電機嗡鳴聲漸息,螺杆停止旋轉,模頭裡的物料還殘留著餘溫,在出口處凝固成一段扭曲的、畸形的複合帶。
朱曼彤的鉛筆已經在筆記本上飛快地寫著:「試機第一次:30cm後伴熱帶層出現竹節狀不均勻,局部鼓包,局部斷流。」
秦墨白沒有說話,他蹲下來,盯著模頭的出口,在他的感知系統里,這不是「塑料擠得不好」。。。這是流道內的非牛頓流體動力學崩潰。
診斷是系統瓶頸分析。
秦墨白閉上眼睛,他的腦海里,模頭內部的流道正在被三維重建。。。像CT掃描一樣,一層一層地展開。
電伴熱帶流道的尺寸是寬3mm,深2mm,這是一個極窄的矩形通道。
導電塑料熔體在裡面流動時,碳黑顆粒,直徑約50納米,在剪切力作用下會沿著流線排列,形成臨時的導電網絡。
但在流道的拐角處。。。那個李師傅手工做的、圓弧半徑只有1mm的拐角。。。熔體的流線發生了劇烈變化。
在拐角外側,流線被拉長,剪切速率驟增,熔體流速加快。
在拐角內側,流線壓縮,形成流動死區。。。熔體幾乎靜止,碳黑顆粒在這裡沉積、團聚,像泥沙在河灣的凹岸淤積。
更致命的是由於電伴熱帶流道和地膜流道共享同一個加熱系統,模頭整體的溫度是185-190℃。
但對於電伴熱帶流道來說,這個溫度不夠。
碳黑顆粒的存在提高了熔體的粘度,需要更高的溫度來降低粘度、改善流動性。
溫度不夠,熔體在窄流道里的壓力損失就大。。。大到一定程度,流道前端的熔體壓力無法克服流道拐角的阻力,就會發生熔體破裂。。。也就是秦墨白看到的「竹節狀」。
而在地膜流道里,200mm的寬度讓熔體流動順暢,壓力損失小,出料均勻。
兩種流速的差異,導致複合時中間層被「拉扯」。。。一會兒被拉細,一會兒因為壓力積聚而突然噴涌,形成鼓包。
結論是兩個流道的流動阻力不匹配,溫度場不均勻。
秦墨白睜開眼。他轉過頭,看著朱曼彤。
「曼彤,測模頭表面溫度,電伴熱帶流道對應的位置,和地膜流道對應的位置。。。分別測。」
朱曼彤拿起一個表面溫度計,走到模頭旁邊,她把探頭貼在模頭的不同位置。。。電伴熱帶流道出口上方、地膜流道出口上方、模頭中部、模頭根部。
讀數出來了,分別是模頭根部,188℃;模頭中部,185℃;地膜流道出口,183℃;電伴熱帶流道出口,181℃。
溫度梯度存在,而且電伴熱帶流道出口的溫度比地膜流道低2℃。
這2℃的差距,在普通聚乙烯的加工中不算什麼,但在導電塑料的加工中,意味著粘度差異超過30%。
「問題找到了。」秦墨白說道。
他站起來,走到模頭前,用手指敲了敲電伴熱帶流道出口上方的金屬。
「兩個病,」他說道,聲音不大,但每個字都像工具機的進給手柄一樣精確,「第一,流道拐角太小,碳黑在這裡滯留、架橋,導致出料不均勻。」
「第二,溫度不夠。。。電伴熱帶流道需要更高的溫度,但整個模頭只有一個加熱系統,顧得了地膜就顧不了伴熱帶。」
李師傅在旁邊聽著,點了點頭道:「我之前就說拐角不夠大,但模頭是鑄鐵的,手工做,圓弧做不大。。。做大了流道就薄了,容易裂。」
「那就不用鑄鐵的拐角了。」秦墨白說道。
解決方案是系統升級。
在他的腦子裡,一個方案正在快速成型,像一段代碼被編譯成可執行文件。
第一步便是流道改造,插入式分流梭。
(還有更新耶)