更加優(yōu)化的WPC型材擠出解決方案

文/本刊編譯（原文來自KraussMaffei Berstorff）

更加優(yōu)化的WPC型材擠出解決方案

文/本刊編譯（原文來自KraussMaffei Berstorff）

對于WPC（木塑復合材料）型材的擠出生產而言，由于其材料的特殊性，必須采用經過特殊優(yōu)化的擠出機；而為了獲得更高的成本效益，也必須在直接擠出及兩步法擠出設備中做出正確選擇。對此，KraussMaffei Berstorff公司可為客戶提供更加優(yōu)化的擠出設備解決方案。

為剪力、溫度敏感WPC訂制的擠出機

KraussMaffei Berstorff的ZE同向旋轉雙螺桿擠出機，為直接WPC型材擠出以及針對兩步擠出過程的WPC復合物生產都提供了使人信服的技術優(yōu)勢。除了模塊式螺桿和機筒系統(tǒng)外，該雙螺桿擠出機具有各種訂制的功能，使它們成為WPC加工的理想解決方案。

“木塑復合材料由于其良好的性能、低價格和高的環(huán)境相容性，正被越來越多地用于各種室內外應用的產品。新近的年增長率已達到25%左右。”KraussMaffei Berstorff公司負責生物塑料配混和加工技術開發(fā)的Kai Schwedthelm報告稱，“特別是WPC裝飾型材在歐洲有真正的需求。”

然而，在生產WPC產品時，必須考慮其材料加工的特殊性。一方面，必須確保木材和塑料成分的最佳分散；另一方面，為了不影響木材成分，材料需要輕緩地處理，即必須在相對低的剪切載荷和溫度下進行塑化。

KraussMaffei Berstorff公司的6D長脫氣口提供了高的加工可靠性

KraussMaffei Berstorff的ZE系列同向旋轉雙螺桿擠出機正是一款符合這種要求的機器。由于其特定的加工技術，該機器已在WPC加工中牢固地確立了自己的地位。最新的技術改進進一步滿足了材料的特殊要求。例如，加工段的塑化區(qū)域已被調整。通過把捏合和多過程元件進行創(chuàng)新組合，熔融溫度就可以降低約10%，同時熔融效率和標準螺桿保持一致。此外，KraussMaffei Berstorff公司的工程師們成功改進了纖維喂入區(qū)域。在這里，一根調整好的螺桿構型再次產生了最佳效果。其他的工藝改進通過6D長的組合機筒元件來獲得，它們在市場上是獨一無二的，是ZE擠出機的典型特點。這些元件使木材部分能被高效率地混合，并可除去加工過程中夾入的空氣。特別是6D長脫氣口的采用確保可以脫除殘余的濕氣和揮發(fā)物，從而提高加工過程的可靠性。為防止熔體在脫氣口中上升，通常需要一個壓制（hold-down）系統(tǒng)，但是對于ZE擠出機并不需要。

該擠出機裝備了一個基于超喂料（Ultra Feed）技術的ZSFE側喂料機，這是一種特殊的真空技術，通過增加輕質填料材料的表觀密度，來賦予更高的出料速率。采用這種側喂料機的設計，WPC加工的總出料速率與傳統(tǒng)的生產線相比，可以提高2.5倍。此外，混合區(qū)域中的螺桿外形也被優(yōu)化。這些獨特的多過程元件可使溫度降低約10%，并且還有助于改善材料的質量。

Kai Schwedthelm總結了這種訂制解決方案的好處：“所有的優(yōu)化一起確保了WPC在適當溫度下的低剪切加工。這賦予了更高的總出料速率，并且產品的力學性能沒有降低，甚至略有提高。”

在一臺反向旋轉雙螺桿擠出機上生產的WPC裝飾型材

WPC裝飾型材：兩步法擠出用于提高成本效益

直接擠出過程把配混和成型整合在一個單一的生產周期中，它們提供明顯的好處是：材料僅一次暴露于機械/熱應力下，這樣提高了最后成品的物理性能并且減少能量的消耗。然而，對于WPC（木塑復合材料）裝飾型材擠出而言，采用兩步法擠出卻可以帶來更高的成本效益。

WPC裝飾型材系統(tǒng)由用于基礎的板型材和邊條組成。它們有各種顏色和不同的截面。一步法生產過程包含了所有的步驟，涉及在一條單一生產線上，從配混開始，然后成型，最后切割至一定尺寸。這樣一條生產線的核心組成部分是一臺同向旋轉雙螺桿擠出機。該生產線概念的好處是低的能量消耗，對材料的熱載荷也是最低的，而且材料僅被熔融一次。

直接擠出與兩步法工藝的成本對比是在4條完整配混生產線的基礎上進行的，包括上游和下游設備。使用3臺ZE 60R×46D UTXi雙螺桿擠出機(擠出速率為350 kg/h)生產板材，使用一臺ZE50R×46D UTXi雙螺桿擠出機生產基礎型材與邊條，達到高效率的擠出速率1 200 kg/ h。一步法生產線所需要的資金支出約347萬歐元，每年的能量成本大約在12.3萬歐元左右（由KraussMaffei Berstorff公司估算）。

傳統(tǒng)的兩步法工藝是在反向旋轉雙螺桿擠出機上進行，擠出速率為350 kg/h。其中：3條KMD 114-32/WPC擠出生產線被用于生產帶有不同顏色和截面的裝飾板；一臺KMD 75-32/WPC擠出機（擠出速率為150 kg/h)用于生產兩種更小的型材；一條包含一臺ZE 90R×48D UTi雙螺桿擠出機的高性能配混生產線（擠出速率為1 200 kg/h）被用于配混WPC材料。全套生產線配置的投資成本大約在308萬歐元左右，估算的每年能量消耗成本是21.42萬歐元。

兩大工藝的成本比較，顯示了兩步法擠出過程具有明顯的好處。雖然直接擠出可使每年電力成本節(jié)省約9.1萬歐元，但投入的資金要高39萬歐元左右。這意味著用電力成本的節(jié)省來攤銷投資成本將至少需要4年時間。

兩步法擠出工藝提供的其他好處是：在顏色和復合物改變上，以及在使用雙螺桿擠出機生產的WPC粒料上，有著更高的靈活性；為了進入前景廣闊的WPC型材市場，那些已經擁有部分設備的復合材料和型材生產商只需要購買一些新增的機器就可以進行生產。