耐磨机筒螺杆，神助攻回收料加工

回收料是二次原料，根据其状况，可以对其进行分拣、清洗和再加工，然后再次用于生产当中，目前主要分为工业废料回收物（PIR）和终端用户废料回收物（PCR）。回收料是一种相当复杂的原材料，毕竟其至少已经有过一次生命了。生产过程中回收料含量高，不仅是对工艺的挑战，而且对于螺杆、机筒这些塑化单元来说，回收料中的有机和无机化合物杂质具有很强的研磨作用，从而加速部件磨损，因此加工回收料简直就是一种“压力山大”的测试。无论是注塑生产商、板材生产商还是生产线制造商，回收料处理都挑战重重。回收料含量越高，熔体承载部件受到的压力就越大！

回收料处理取决于塑化组件

待回收的塑料被首次用于制造产品时使用了哪些添加剂，加工商并不总是很清楚。原料的分拣有多仔细？清洗得有多仔细？它是否包含任何侵蚀性残留物质？回收再造粒是否也会改变塑料的特性？所有这几个方面都会影响回收料的质量。因此，在处理回收料时，会添加特殊的添加剂以确保聚合物能再次成为高品质产品。否则，唯一的选择就是降级回收，也就是制造质量次于原始产品的产品。

许多添加剂对以机筒、螺杆为主的塑化装置构成了挑战，比如因为它们具有研磨作用，产生出像砂纸一样的效果；由于含有无机酸，其它添加剂往往会粘附上或产生侵蚀性；许多模具和填料也会对塑化部件造成不利影响，等等。

处理回收料的过程中，塑化单元表面的损坏意味着不可能生产出高质量的材料，废品率加大。此外，系统中必须有恒定的压力以确保过程稳定，而这对于受损的塑化组件是不可能的。结果就是，过程不再可控，最惨的情况是生产线最终停止运行。

生产线如何免受回收料的磨损？

考虑到上述问题，国内外知名塑化系统供应商，如Reifenhäuser（莱芬豪舍）公司的Reiloy部门、Xaloy（特塑耐）公司等纷纷推出了具有出色磨损保护功能的机筒和螺杆。这使得塑化装置能够更长时间地承受粘附、磨损和腐蚀，即使在处理高磨损性原材料时也是如此。

回收料会对螺杆造成不同程度的磨损、腐蚀和粘附，导致表面损伤（左）。

对比研究表明，磨损保护是有回报的：高质量的塑化部件很少需要更换，它们产出一致性的质量，并保证生产线的高效运行。为了获得更强的耐磨性，Reiloy使用特殊的铁基合金和镍基合金来匹配所处理的原材料。这里的决定性因素是合金的成分。与许多加工商的想法相反，Reiloy认为磨损保护不仅仅取决于涂层的硬度。

回收料的注塑应用案例

无论是气候变化、废料问题还是日益严格的监管要求，注塑产品制造商越来越需要处理回收料。这并非易事。全球注塑机行业领导者——奥地利ENGEL公司循环经济团队负责人Klaus Fellner博士说：“每当我们与客户交谈时，他们告诉我们立法者要求他们提供一些他们无法在技术上实现的要求，因此行业压力巨大。他们所需要的是能将更多回收料转化为产品的技术解决方案。”ENGEL支持客户寻找合适的技术解决方案，例如，将回收料加工成非食品包装，比如密封盖、大型垃圾桶、运输箱、托盘等。

 在注塑成型中处理回收料时存在许多挑战。首先要考虑回收料的品质，回收物从来都不是100%纯净的。它包含来自原始包装产品残留物的污染物，例如油或油脂，以及类似金属订书钉之类的异物；污染物或水分甚至可能来自运输和储存环节；原材料中含有影响加工性能的化学混合物。最重要的是，回收料通常不按种类进行分拣。例如，聚丙烯PP有薄流和厚流之分，但在回收原料时它们被混合在一起。同样，流动特性在一天时间里并不总是恒定的，在注塑成型中必须考虑到这一点，以获得一致的产品质量。

因此，处理回收料通常需要对机器进行定制化的改造。ENGEL将自己视为客户可靠且以解决方案为导向的合作伙伴 ——从产品开发和加工，再到回收料的有效利用。例如，ENGEL 的回收领域专家开发出了一种机器配置，使得塑料废料在研磨后直接由薄片进行注塑成型，但是这样注塑机就需要更大的进料口。其他情况可能需要用于添加剂或脱气和过滤系统的配料装置，以去除原材料中的残留物并获得更高的产品质量。

因为不可能从回收料或薄片料中排除掉杂质，所以还必须有足够的磨损保护。由于矿物成分、金属和木屑以及一些添加剂具有磨蚀作用，因此该压力测试对熔化回收料的塑化装置尤其艰难。此外，洗涤碱液和印刷油墨残留物等化学成分会加速腐蚀。另一方面，水蒸气会引起气蚀，这需要具有高强度的基材。各种问题相互交织在一起，腐蚀会在表面产生细孔，然后孔变得更多，磨损也更快了。

一旦塑化装置的表面受损，生产就会受到影响：参数发生变化，工艺不再稳定，系统性能下滑，产量下降。此外，沉积物会更快地粘附在表面上，然后沉淀到产品中。为了消除磨损现象，ENGEL采用了Reifenhäuser Reiloy的高耐磨螺杆和机筒，该公司是螺杆和机筒的主要供应商，其产品组合包括各种铁基合金和镍基合金，覆盖整个原材料范围。优化磨损保护的决定性因素是合金成分，另一方面，机筒和螺杆堆焊之间的相互作用以及所选择的表面处理方法也起着重要作用。

ENGEL的工程专家在配置机器之前，首先分析了客户要加工的原材料，然后为塑化单元推荐合适的设计。在特别棘手的情况下，他们会向Reiloy寻求建议。对于客户来说，这是一项非常值得的努力，对磨损保护的投资总是有回报的，这是因为高质量的塑化组件可延长设备的使用寿命，并确保产品的长期高品质。

很难估计螺杆和机筒将保持运行多长时间，因为这取决于所加工的原材料。但总的来说，你可以有把握地说，没有磨损保护，螺杆和机筒损坏的速度是非常快的，在某些情况下，也许就是几周时间。结果首先是废品率上去了，然后在某个时刻，生产线停滞不前，必须更换组件。然而，这种极端情况只是例外，ENGEL 塑化系统负责人说：“我们的大多数客户都相信，无论从经济还是生态角度来看，较长的使用寿命都是最有意义的。”

除了注塑以外，塑料挤出加工商也越来越需要增加其产品中的回收料含量，这是挤塑业面临的挑战和前进方向。在这样做的过程中，挤出加工商会经常陷入到可持续性和经济效率两者之间难于平衡的纠结。高度灵活的挤出生产线和坚固的塑化组件可以安全地处理各种回收料，有助于掌握这种平衡。

如何保养好螺杆和机筒？

第一条原则是将树脂保留在料斗中，并且只留下树脂。金属杂质可以把螺杆拿捏得死死的，并且市面上有多种检测和分离设备，所以保护好自己的螺杆并不难。这是花钱较少的一种保险。

其次，检查您的树脂处理程序。杂散的螺母或螺栓有可能进入供料中吗？一个很好且经济的解决方案是只要料斗一打开就马上盖上盖子。许多机器带有一个小巧的盖子，当装料机运行时，通常看不到这个盖子。把它放在注塑机旁边，或者放在技术人员的“应急小车”上。

即使是制作精良的机筒也可能在运输过程中出现瑕疵或损坏

有一点怎么强调都不为过：不要重复使用任何曾经装过树脂的容器，至少不要在生产车间周边区域重复使用。现在很少见的失误是冷启动破坏，启动时因机器内部有固定材料，就会像掰牙签一样轻松折断螺杆。如果想避免这种恐怖事件，那么电脑控制就是值得的。

有时你想得到的东西在机筒里也会引起麻烦，一个很例子是高填充树脂。填料和添加剂是降低成本和增加理想性能的极好方法，但它们具有磨蚀性或腐蚀性，或两者兼有，如果没有电镀或内衬耐腐蚀材料，它们就会乐此不疲地磨损您昂贵的螺杆和机筒。

请记住，大多数的发热是通过剪切作用而不是外部施加能量产生的，因此树脂的温度情况会随着磨损因素而发生变化。可以补偿，但最终需要重建。螺杆和双金属机筒的硬镀层是典型的预防措施，如果做得正确，它们可以为您的机子提供比新机更好的耐用性。但如往常一样，成本也不容忽视。

人们见识过了完全更换机筒和螺杆遭磨损的机器而更具成本效益的情况。将磨损的设备挪至对质量不太敏感的作业中，增加那里的产能就可以收回部分成本。真正的更换成本是机器成本减去在不太关键的工作中增加产能所产生的成本。对于给定长度和直径的机筒螺杆，较新的机器通常具有较高的产量。

跳出采购价考虑运营总成本

对于加工商来说，双金属机筒和螺杆的真实成本是多少？为塑化组件支付的价钱仅仅才是个开始。除此之外，还有运营成本或叫作生命周期成本。机筒和螺杆的使用寿命可能非常短，这取决于它被制造出来的方式、到达加工厂商之前的处理方式以及塑料加工商的使用方式。新的机筒和螺杆中看似微小的缺陷可能会导致机筒和螺杆的过早磨损，对最终产品质量产生不利影响，增加废品率，或迫使生产停工。除了机筒的采购成本（发票价格）之外，加工商还必须考虑到许多因素，如机筒和螺杆嵌件的成分、背衬材料的质量、直线度/同心度、工艺和包装处理，以全面了解拥有一只机筒/螺杆的真实成本。

关于螺杆和机筒还有很多话可说，最后请务必记住一点：它们是注塑机和挤出机的核心，因此请善待它们，它们也将使您受益非浅。

作者：冯大勇

来源：荣格-《国际塑料商情》

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