Extrusionsformmaschine: Wahl zwischen 3D, horizontal oder vertikal
Eine Pressformmaschine ist die Antwort auf eine Frage, die ein Plattenformer nicht beantworten kann: Was macht man, wenn das Produkt kein flaches Patty ist? Formen mit Profil, Formen, die ihren Querschnitt halten müssen, Formen, die an einem Spieß hängen oder sich zu einem Ring einrollen, und lange, durchgehende Stücke, die nach dem Formen auf Länge zugeschnitten werden, liegen alle außerhalb dessen, was eine Formplatte erzeugen kann. Das ist die Lücke, die die Extrusion füllt.
Extrusion ist auch der Ort, an dem die meisten Käufer einen teuren Fehler machen, da die drei Hauptkonfigurationen im Angebot ähnlich aussehen und sich auf einer Leitung überhaupt nicht ähnlich verhalten. Dieser Leitfaden behandelt, wie Extrusionsformung funktioniert, wie sich 3D-, horizontale und vertikale Extrudierung in der Praxis unterscheiden, was die Spezifikationen auf einem Datenblatt tatsächlich sagen und wie man die Richtung auf das gewünschte Produkt anpasst.
Was Extrusionsbildung anders bewirkt
Ein Plattenformer funktioniert in Chargen. Es füllt eine Formplatte, presst und schlägt eine Reihe von Teilen heraus, dann wiederholt es sich. Die Produktform ist in der Platte fixiert, und die Maschine erzeugt die Form dieser Platte mit der Schlagfrequenz, die der Mechanismus halten kann. Das Produkt zu wechseln bedeutet, die Platte zu wechseln.
Die Extrusionsnahrungsbildung wirkt kontinuierlich. Das Material wird durch eine Matrize oder einen Umformkopf im Inneren desExtrusionsformer, und die Form wird durch die Chip-Öffnung und nicht durch einen Hohlraum erzeugt. Dieser einzelne Unterschied hat drei Konsequenzen, die es wert sind, verstanden zu werden, bevor man etwas konkretisiert. Erstens kann die Form ein Profil haben – einen Ring, einen Stab, eine Spirale, einen Sternquerschnitt – weil ein Stempel auf jede beliebige Umriss zugeschnitten werden kann. Zweitens ist der Ausgang kontinuierlich statt pro Schlag, sodass die Maschine als Fluss direkt in die nächste Stufe einspeist. Drittens muss das Material pumpbar sein, weshalb jeder Extruder mit einem Füller kombiniert ist und nicht eine eigenständige Maschine.
Wenn du dich noch zwischen Formprinzipien abwägst, dannLeitfaden zu Formmaschinen in der Lebensmittelverarbeitunglegt fest, wie Platten-, Trommel- und Extrusionsformer das Werk aufteilen. Dieser Artikel geht davon aus, dass die Entscheidung auf die Art der Extrudion übergegangen ist.
Die drei Extrusionsrichtungen
Extruder sind nach der Richtung benannt, in die das Material sich bewegt, wenn es den Formkopf verlässt. Diese Richtung entscheidet, welche Formen möglich sind, wie das Produkt beim Formen unterstützt wird und wie die Maschine in eine Linie passt.
3D-Extrusion
A3D-ExtrusionsformerEr drückt das Material durch einen Umformkopf nach unten, der eine Reihe von Formen trägt, sodass das Produkt dreidimensional geformt wird und nicht aus einer Platte geschnitten wird. Dies ist die Konfiguration für Produkte, deren Form das Verkaufsargument ist: Ringe, gebogene Stücke, drumstickartige Profile und Formen, die eine definierte Ober- und Unterseite statt einer flachen Fläche benötigen.
Die Modelle der Hiwell-Baureihe haben einen 13-Formen-Formkopf, der in 6 oder 7 Formen pro Reihe angeordnet ist, mit 150 Schlägen pro Minute, mit Gürtelgeschwindigkeiten von 4 bis 20 m/min und 2,99 kW installierter Leistung bei den 600-mm- und 1000-mm-Versionen. Da die Form in der Form und nicht durch eine Matrizenöffnung getragen wird, überlebt die Körnigkeit des Rohmaterials das Formen besser als bei einer Schrauben-Durch-Düse-Anordnung, was es ermöglicht, ein Produkt mit sichtbarer Partikeldefinition überhaupt dreidimensional zu formen.
Horizontale Extrusion
AHorizontale Extrusionsformmaschinedas Material seitlich durch einen Formkopf auf einen darunter verlaufenden Gürtel schiebt. Es bildet lange und kurze Stücke mit definiertem Querschnitt: rund, quadratisch, sternig, Herz und andere spezielle Profile. Sie ist die flexibelste der drei in Form und die mit der höchsten Schlagfrequenz.
Die H-EXT-Modelle erreichen 200 Züge pro Minute über 6 bis 16 Kanäle, verfügen über ein Servoantriebssystem, Riemengeschwindigkeiten von 4 bis 20 m/min, eine Ausgangsleistung von 1050 mm und 34 kW installierte Leistung. Diese Leistungszahl ist kein Tippfehler und keine Ineffizienz: Ein servogetriebener Mehrkanal-Kopf, der 200 Schläge pro Minute mit werkzeugfreien Formwechseln ausführt, ist eine grundlegend andere Maschine als ein Abwärtsfräser, und die installierte Leistung spiegelt die Anzahl der unabhängig angetriebenen Achsen wider und nicht die bewegte Materialmenge.
Vertikale Extrusion
AVertikale Extrusionsformmaschineextrudiert nach oben oder unten in freien Raum, sodass das Stück geformt wird, ohne auf einer Oberfläche zu ruhen. Das macht es zur natürlichen Wahl für kleine dreidimensionale Stücke: Kugeln, olivfarbene Stücke, Spießstücke, Nuggets und kurze Stücke, die sich verformen würden, wenn sie an einem Gürtel geformt würden.
Die V-EXT Modelle erreichen 200 Schläge pro Minute, 3 bis 15 m/min Riemengeschwindigkeit, einen Verbrauch von 3,5 kW und eine Leistung von 1050 ± 50 mm. Wenn die Maschine mit einem Formgürtel kombiniert wird, vergrößert sich der Umfang der Formen erheblich, da der Riemen eine Seite des Stücks nach dem Verlassen des Kopfes abflachen oder profilieren kann. Diese Kombination verwandelt einen vertikalen Extruder von einer einförmigen Maschine in ein Kurzstreckenwerkzeug.
Die Extruder Seite an Seite
Die Tabelle stellt die drei Konfigurationen in einem typischen Bereich dar. Lies es in den Spalten und nicht quer, denn die entscheidenden Unterschiede sind nicht die Schlagzeilenzahlen.
| Konfiguration | Modelle | Gürtelgeschwindigkeit | Strokes/min | Macht | Riemenbreite |
|---|---|---|---|---|---|
| 3D | 3D-EXT600 / EXT1000 | 4–20 m/min | 150 | 2,99 kW | 600 / 1000 mm |
| Horizontal | H-EXT600 / EXT1000 | 4–20 m/min | 200 | 34 kW | 600 / 1000 mm |
| Vertikal | V-EXT600 / EXT1000 | 3–15 m/min | 200 | 3,5 kW | 600 / 1000 mm |
Die Zahlen lesen: Wohin die Kraft geht
Die häufigste Frage zu dieser Tabelle ist, warum horizontale Extrusion etwa zehnmal so viel Energie wie die anderen beiden zieht. Die Antwort hat nichts damit zu tun, wie schwer das Material zu pushen ist. Eine horizontale Maschine mit bis zu 16 Kanälen verfügt über bis zu 16 unabhängig angetriebene Formpositionen, wobei jede Servoposition mit 200 Zügen pro Minute betreibt, und ein Großteil der installierten Leistung dient dazu, die Position mit Geschwindigkeit zu halten, anstatt das Produkt zu bewegen. Ein vertikaler Extruder mit einem einzelnen Kopf und einem Formband leistet für einen Bruchteil der Figur die gleiche Formarbeit.
Zwei Spezifikationsdetails sind wichtiger als nur die Stromsäule. Die erste ist die Form oder Kanalanzahl: 13 Formen, die auf einer 3D-Maschine als 6 oder 7 pro Reihe angeordnet sind, oder 6 bis 16 Kanäle auf einer horizontalen, bestimmen, wie viele Teile pro Schlag den Kopf verlassen und damit die Form des Ausgangsmusters. Die zweite ist die Ausgangshöhe. Vertikale und horizontale Maschinen in diesem Bereich liefern beide etwa 1050 mm, was die Höhe ist, die die meisten nachgeschalteten Förderbänder und Beschichtungseinheiten erwarten; Eine Maschine, die in einer anderen Höhe ausgibt, fügt der Leitung einen Umstieg oder einen Aufzug hinzu.
Es gibt auch einen Datenpunkt, der leicht zu übersehen ist. Produktparameter auf diesen Maschinen werden in einem Chip gespeichert, sodass ein Rezept abgerufen werden kann, statt eingestellt zu werden: Formen wechseln, Rezept laden, und die Maschine passt ihre eigenen Einstellungen an. An einer Linie, die zwei oder drei Formen pro Woche herstellt, beseitigt das die häufigste Quelle von Schrott – der Bediener stellt die Maschine jedes Mal leicht anders ein.
Die Richtung an das Produkt anpassen
In der Praxis wird die Wahl vom Produkt bestimmt, nicht von der Maschine. Drei Fragen entscheiden das.
Hat das Produkt eine Form in allen drei Dimensionen, mit einer Ober- und einer Unterseite, die unterschiedlich aussehen müssen? Dann braucht es einen geformten Kopf statt einer Chip-Öffnung, was auf eine 3D-Extrudion hindeutet. Benötigt das Produkt einen definierten Querschnitt – rund, quadratisch, Stern – und eine hohe Stückzahl, mit langen Serien derselben Form? Horizontale Extrusion sorgt für die schnellste Schlagfrequenz und den breitesten Profilbereich. Ist das Produkt ein kleines dreidimensionales Stück, das sich abflachen oder verformen würde, wenn es an einer Oberfläche geformt würde? Vertikale Extrusion lässt das Stück während der Formung ungestützt, und ein Formband kann es danach verfeinern.
Eine vierte Frage ist oft entscheidender als alle anderen: Was muss das Produkt danach überleben? Ein Stück, das direkt in einen Trommelbrecher kommt, muss robust genug sein, um zu kippen, was für eine dichtere, komprimiertere Form spricht. Ein Stück, das auf einem Gürtel beschichtet ist oder unbeschichtet verkauft wird, kann weicher und feiner definiert sein. Extrusion bestimmt die Struktur des Stücks; Die Beschichtungsphase entscheidet dann, ob diese Struktur eine gute Idee war.
Was der Extruder stromaufwärts und stromabwärts benötigt
Kein Extruder ist eine eigenständige Maschine. Flussaufwärts benötigt er einen Füller, der Material liefert, ohne es zu beschädigen: einen Doppelschrauben-Vakuumfüller für 3D-Arbeiten, bei denen Körnigheit überleben muss, und einen Schraubenvakuumfüller für horizontale und vertikale Arbeiten. Das Pairing ist kein kommerzielles Add-on. Eine Extrudermaschine, die von einer Pumpe gespeist wird, die das Material schert, erzeugt ein anderes Produkt als dieselbe Maschine, die sanft zugeführt wird, und der Unterschied zeigt sich im Biss.
Nachgelagert benötigt die Maschine eine Aufnahme, die zu ihrem Ausgabemuster passt. Da ein Extruder kontinuierlich liefert, ist das Band, das das Produkt aufnimmt, Teil des Umformprozesses und keine Möglichkeit, es zu bewegen: Wenn die Bandgeschwindigkeit die Formgeschwindigkeit nicht verfolgt, kommen die Teile zu nah beieinander oder werden auseinandergezogen, und bei einer 3D-Maschine geht der im Guss gesetzte Abstand verloren. Im Hiwell-Bereich passt sich die Bandgeschwindigkeit automatisch an, um der Umformgeschwindigkeit zu folgen, sobald der Zeilenabstand festgelegt ist, was das Detail ist, das einen kontinuierlichen Vorzieher auf einer Leitung mit variablem Durchsatz nutzbar macht.
Warum sich für Hiwell Machinery entscheiden
Hiwell, einHersteller von LebensmittelverarbeitungsanlagenDurch die Arbeit zwischen Formen, Beschichtung und Schneiden werden alle drei Extrusionskonfigurationen neben Platten- und Trommelformern gebaut, sodass die Empfehlung auf dem Produkt basiert und nicht auf dem jeweiligen Typ im Katalog. Die Maschinen bestehen aus Edelstahl mit FDA-konformen nichtmetallischen Materialien, arbeiten über einen Touchscreen mit automatischen Fehlermeldern und speichern Produktparameter in einem Chip für einen schnellen Wechsel. Die Ausrüstung verfügt über die TüV-CE-Zertifizierung und wird nach HACCP-Anforderungen gebaut, unterstützt durch mehr als 70 Patente in den Bereichen Form-, Beschichtungs- und Schneidetechnologien.
Fazit
Es gibt Extrusion für die Formen, die eine Formplatte nicht anfertigen kann. Wählen Sie 3D-Extrusion, wenn das Stück eine definierte Form in allen drei Dimensionen haben muss, horizontale Extrusion, wenn Querschnitt und Stückgeschwindigkeit am wichtigsten sind, und vertikale Extrusion, wenn das Produkt klein genug ist, um sich an einer Oberfläche zu verzerren. Dann überprüfen Sie die zwei Zahlen, die Käufer ignorieren – Schimmel- oder Kanalanzahl und Ausgangsgröße – und geben Sie den Füllstoff an, der die Maschine versorgt, ohne das Material zu beschädigen.
Die Maschine ist der einfache Teil. Die Linie darum herum, vom Füllmaterial über das Abholband bis hin zur anschließenden Beschichtungsphase, entscheidet, ob die von Ihnen entworfene Form den Kunden unversehrt erreicht.
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