Экструдер для работы с пластиком своими руками. Ручной экструдер для сварки пластика Чертежи экструдера для пластика

Экструдер – это общее название устройств для расплавления и выдавливания пластика. В зависимости от сферы применения под ним обычно подразумевают:

Горячее сопло на 3д-принтере, собственно расплавляющее подаваемую пластиковую нить и выдавливающее ее через сопло для формирования изделия;
Устройство для самостоятельного изготовления филамента из гранул пластика или же из утилизируемых старых изделий.

Вот второе устройство мы и рассмотрим подробнее.

Причины распространения экструдеров

Основной причиной появления данного типа устройств являлась излишне высокая цена на готовую пластиковую нить. Так, пару лет назад, в Америке и Европе средняя цена за 1кг составляла порядка 40$, при этом розничная цена на гранулы соответствующих видов пластика была 10$, а при оптовой покупке хотя бы 25 кг снижалась уже до 5$ за 1 кг. Таким образом, не сложный экструдер ценой в 200$ мог полностью окупится после изготовления 6 кг нити.

Второй причиной можно назвать несовершенство существующих настольных 3д-принтеров. Дело в том, что в результате их работы регулярно получались неудачные, деформированные изделия. Поэтому возможность их повторной переработки в материал пригодный к использованию оказалась весьма востребованной.

Достоинства экструдеров филамента

К основным плюсам самостоятельного изготовления пластиковой нити можно отнести:

Значительное снижение затрат на расходные материалы;
Изготовление нити из любого доступного или задуманного вида пластика;
Возможность сочетания разных видов пластика и получения филамента с особенными характеристиками;
Сочетание разноцветных пластиков позволяет создать собственный, неповторимый оттенок цвета;
Вторичная переработка неудачных и ненужных изделий в новый расходный материал позволяет не выбрасывать их в мусор.

Недостатки экструдеров пластиковой нити

Как это ни странно, но минусы у экструдеров тоже есть:

Качество нити как правило ниже заводской, тут и возможные проблемы с соблюдением толщины, и влажность материала, и смешение материалов с незначительно или значительно отличающимся химическим составом и физическими свойствами;
Некоторые виды пластика при нагревании выделяют вредные вещества, повторная переработка вынуждает человека вдыхать их не только при печати (когда обычно можно покинуть помещение), но и при изготовлении нити (данный процесс также нуждается в контроле);
Переработка окрашенных пластиков связана с отсутствием информации о токсичности красителя, а также с возможностью получения нити непонятного и некрасивого цвета;
При утилизации бытовых пластиковых предметов (тех что не были созданы на вашем 3d-принтере), возможно попадание в состав частиц грязи и пыли неизвестного состава.

По сути, все недостатки применения экструдеров сводятся к качеству нити, которое совершенно однозначно отразится на качестве впоследствии изготовленных изделий, и к выделению при нагреве пластиков ультрадисперсных частиц, влияние которых на организм человека еще не достаточно изучено, и весьма вероятно что могут негативно сказаться на здоровье.

Экструзия считается распространенным методом получения полуфабрикатов или полимерных товаров. Такой процесс создают в пищевой промышленности или в производстве комбикорма. Расплав полимера вытаскивают с помощью головки экструдера в формующую головку со специальным профилем.

Как происходит процесс?

Большинство полимеров могут проходить через экструзии: термопласты, эластомеры и прочие материалы. Технология сварочного экструдера используется уже много лет. Во время обработки специальной техникой есть несколько разных характеристик: состав сырья, процент влажности и природа. Во время работы может меняться давление и температура. Где можно применять сварочный экструдер?

Переработка кормов.
Создание пластика и полиэтилена.
Создание труб.
Пищевое производство.

Конструкция экструдера:

Экструдер для 3D принтера своими руками

Особенностью ручного 3D принтера является работа на основе нитевидного пластика разных видов, чаще всего используется ABS и PLA. Устройство такого экструдера состоит из двух блоков, первый отвечает за подачу филамента, второй представляет собой сопло с нагревателем, которое охлаждает устройство.

Как сделать самодельный 3D экструдер принтера? Вначале нужно подобрать шаговый двигатель или вместо этого использовать моторы от старых сканеров. Чтобы закрепить двигатель, вам потребуется корпус, специальный ролик и хот-энд. Корпус можно сделать из разных материалов. Специальный ролик регулируется с помощью пружины, ведь толщина прутка редко бывает идеальной. Материал соединяется с подающим механизмом, но сцепление не должно быть слишком крепким, иначе куски пластика начнут отламываться.

Деталь под названием хот-энд можно купить, но цена достаточно высока, выгоднее будет скачать чертежи и сделать его своими руками. Радиатор изготавливают из алюминия , чтобы убрать тепло от ствола хот-энда. Это помогает убрать преждевременное нагревание материала.

Самое лучшее решение - это светодиодный радиатор, охлаждение применяется с помощью вентилятора. Ствол хот-энда создают из металлической трубки, который создан для соединения радиатора и нагревателя. Тонкий кусок трубки - это термобарьер, который справляется с уничтожением тепла в верхней части экструдера.

Нагреватель в 3D экструдере своими руками делается из алюминиевой пластины. Сначала в ней сверлят отверстие для крепления ствола хот-энда , потом создается отверстие для болта, резистора и терморезистора. Пластину нагревают с помощью резистора, а терморезистор регулирует температуру. Сопло создают из глухой гайки с овальным концом.

При выборе гайки лучше брать латунную или медную, их очень легко обрабатывать. В тисках закрепляется болт, потом на него накручивается гайка, ну и последний этап – это создание отверстия в центре. Вот таким способом и создается самодельный экструдер для 3D принтера.

Если вы не совсем понимаете, как сделать такой устройство для 3D принтера, то стоит ознакомиться с видео и чертежами для упрощения своей работы.

Экструдер для глины своими руками

Такое оборудование предназначено для лепки. С помощью таких ручных экструдеров можно работать с глиной и пластилином. Основной конструкцией для этого экструдера, считается пластиковая бутылка прозрачного цвета. Перед работой ее нужно вымыть и высушить. Из крышки нужно вытащить пластину с помощью иголки или булавки.

Далее нужно создать отверстие, из которого будет выдавливаться материал. Диаметр должен совпадать с линиями. Подравняйте края отверстия и возьмите диск из металла, к которому прикрепите ручку. Готово, теперь у вас получится экструдер для глины. Все очень легко и даже не нужен чертеж.

Заключение

Экструдер считается очень полезным, ведь благодаря такому инструменту можно создать много материалов, которые используются в жизненно важных сферах . Устройство 3D принтера делает самые качественные детали, и очень выгодно сделать его самим, на этом можно прилично заработать.При создании такого инструмента для 3D принтера не забывайте ознакомиться со схемой.

Изготовить экструдер для пластика своими руками мне придется по следующим причинам. Во-первых, я задумал сделать , и мне потребуется достаточно много довольно дорогого прутка для 3D принтера, который в разы дешевле производить самому при помощи экструдера для пластика, чем покупать готовый пруток из ABS или PLA пластика для 3D принтера. Во-вторых, экструдер для пластика — это одна из составных частей термопласт-автомата (ТПА), о котором я давно мечтаю. Таким образом, я опять пытаюсь убить сразу двух зайцев и сэкономить себе кучу денег.

Давайте разберемся, из чего состоит экструдер для пластика и как его сделать своими руками с минимальными затратами. Экструдер для пластика состоит из трубки, заканчивающейся съемным латунным соплом, из которого будет выходить расплавленный пластик. Внутри трубки будет вращаться так называемый шнек (такой большой винт, как в мясорубке). Этот шнек будет проталкивать гранулы пластика вдоль по трубке. Начиная где-то слегка до середины трубка будет нагреваться специальным нагревательным элементом, благодаря чему пластик внутри трубки будет плавиться и доходить до сопла уже в довольно текучем состоянии.

В качестве шнека выступает обычное крупногабаритное сверло по дереву, купленное в магазине инструментов за 340 рублей. С диаметром я немного лохонулся и взял 22мм, о чем потом сильно пожалел, потому как довольно трудно оказалось найти трубу с таким же внутренним диаметром. Поэтому мой вам совет — сперва найдите трубу, потом ищите под нее подходящее сверло (шнек).

Как видно на самой первой фотографии, трубка разделена на две части, соединенные между собой фланцами. Это необходимо для того, чтобы отделить особенно сильно нагреваемую часть трубки от остального механизма. Позднее между фланцами будет зажата жаропрочная теплоизоляционная прокладка. В общем-то, тепло все равно будет передаваться через шнек, но разборная трубка сделает экструдер более ремонтопригодным, и оставит пространство для эксперимента (снял одну трубку — прикрутил другую).

Фланцы я изготовил на своем самодельном станке с ЧПУ из 5мм стального листа. Как видите, мой станочек довольно сносно грызет и сталюку, несмотря на свою до сих пор хлипковатую и недоделанную ось Z В тисочки были зажаты сразу два фланца, скрученные болтами. Мы же хотим, чтобы все отверстия у них совпадали!

Чтобы обеспечить параллельность двух кусков трубы, фланцы я приваривал к срубе до ее распиливания. Скручиваем между собой два фланца (в одном из них я нарезал резьбу М6, в другом просто сквозные отверстия), причем скручивать надо обязательно через шайбы, толщина которых позволила бы потом пролезть между этими фланцами полотну ножовки по металлу. Кстати, не забудьте пометить, как должны крепиться фланцы. Для этого на торце я пропилил метку напильником. Фланцы соединены правильно, если метки на них совпадают.

Следующим этапом я сделал прорезь в короткой части трубы. В эту прорезь через специальную воронку будет поступать гранулированный пластик и проталкиваться шнеком далее по трубе в направлении к соплу. Обратите внимание, что правая часть прорези загрузки примерно совпадает с началом винта.

Одним из самых муторных этапов создания экструдера для пластика своими руками является изготовление нагревательного элемента для самой длинной части экструдера — той, в которой будет происходить плавление пластмассы. Тут я тоже решил сэкономить и сделать нагревательный элемент самостоятельно из толченого огнеупорного кирпича, смешанного с жидким стеклом, и нихромового провода, предварительно рассчитанного на заданную мощность.

Сложность в том, что у меня нету углекислого газа для быстрого отвердевания жидкого стекла. Пока я так и не нашел, где у нас в городе можно подзаправить баллон углекислоты. Можно было бы, конечно, побаловаться с углекислотным огнетушителем, но как-то не захотелось расходовать по пустякам такой ответственный прибор.

В интернете вычитал неплохой рецепт, когда в огнеупор добавляют немного цемента (1/5 или даже меньше). Тогда жидкое стекло вступает с цементом в реакцию и твердеет буквально за считанные минуты. Весной у меня неплохо получалось со свежим цементом, но сейчас к осени цемент уже полежал и подпортился, поэтому жидкое стекло никак не хотело как следует затвердевать.

Кстати, чехол от моего шнека, в котором он продавался, очень пригодился в качестве формочки для заливки трубы огнеупором. И если бы я не забыл о специальных мерах по отверждению жидкого стекла, то мой нагревательный элемент получился бы просто идеальной формы. На деле же я забыл добавить туда цемента, поэтому мне пришлось всю эту формочку снимать и вручную обмазывать трубу огнеупорной смесью, а потом заворачивать все это в обычную бумажку на просушку. Кстати, хорошо помогает ускорить процесс отверждения прокаливание жидкого стекла градусах так на 150-160 С.

Сегодня я размотал этот свиток и проконтролировал результат. Прилипшую бумагу очень легко получается удалить, если смочить ее немного водой. В целом, получилось неплохо, но придется обмазывать кое-где повторно, заделывая дырки. Дело в том, что в некоторых местах раствор огнеупора с жидким стеклом «поплыл», немного отстав от трубы экструдера. Это легко было обнаружить, продавив пальцем мой нагреватель для экструдера вдоль всей поверхности. Там, где огнеупор не плотно прилегал к трубе, он крошился и отваливался.

Конечно, над технологией изготовления нагревателей для экструдеров своими руками из огнеупорного кирпича и жидкого стекла нужно будет немного поработать. Особенно воодушевляет это прокаленное колечко — оно получилось вообще просто супер! (Его хорошо видно на этой фотке как раз рядом с крепежным фланцем) Но пока серийно выпускать нагреватели для экструдеров я не собираюсь, поэтому отложим этот вопрос в долгий ящик.

Итак, получился нагреватель мощностью примерно в 3кВт Да, в таком можно алюминий плавить — не то что пластик. Интересно, какой производительности экструдера можно достичь с таким нагревателем?

Теперь остается приладить двигатель и сделать к нему нормальный драйвер с синхронизацией. Следите за обновлениями…

Written By: .

Слово «экструдер» в буквальном смысле означает «выталкиватель». Так называют группу аппаратов, предназначенных для выдавливания на поверхность различных полужидких масс, в том числе полимерных (пластиковых), резиновых и прочих. Экструдер для резиновой массы иногда называется также шприц-машиной.

Сварочный экструдер - специализированный аппарат для так называемой экструзионной сварки, которая применяется для соединения полимерных материалов различных классов - полиэтилена высокой (ПВД) и низкой (ПНД) плотности, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ) и других наиболее часто применяемых в быту и промышленности пластиков.

Экструзионная сварка - это процесс соединения полимерных материалов с помощью расплавленной до консистенции густой сметаны массы из материала, однородного со свариваемыми или схожего с ними по физико-химическим свойствам.

В отличие от более известной сварки металлов, соединение деталей из пластмассы экструзией не подразумевает расплавления кромок соединяемых деталей, хотя нагрев до определенной степени все равно происходит.

Шов образуется при отвердевании и схватывании с кромками полурасплавленной экструдированной массы. При этом достигается высокая прочность сварного соединения - до 0,8 от прочности основного материала.

Сварка пластика экструдером наиболее часто применяется в сантехнике - для соединения водопроводных труб, в строительстве, при различных работах, целью которых является изготовление любых пластиковых конструкций - баков, понтонов, теплиц.

Изготовление экструдируемой массы осуществляется либо из полимерных гранул - исходного материала для создания любых пластиков, либо из так называемых присадочных прутков, которые перемалываются до гранулированного состояния внутри самого экструдера.

В роли прутка в некоторых (не во всех) моделях может выступать узкий отрезок того же материала, который планируется сварить. Например, при можно применять в качестве прутка ненужный отрезок полипропилена, но не другого пластика.

Большинство сварочных экструдеров западного производства предназначены для использования с присадочным материалом от того же производителя. Отечественные разработки менее требовательны к присадке. Ручной сварочный экструдер в обиходе часто называют экструзионным пистолетом. \

Конструкция

Любой сварочный экструдер - это сдвоенное устройство. Один из его узлов - мощный нагреватель с реле температуры, который предназначен для расплавления пластика. Другой является собственно выдавливающим устройством, снабженным шнековым механизмом, который подает расплав через сопло-насадку.

В зависимости от типа питания (пруток или гранулы) в составе экструдера может присутствовать измельчитель (дробилка). Твердый материал нагревается до нужного состояния дольше, и для его подачи нужна конструкция более сложного типа, чем традиционный недорогой и простой в эксплуатации шнек. Таким образом, менее сложные и менее дорогие экструдеры в большинстве своем сконструированы под питание гранулами.

В общем случае конструкция типового экструдера содержит, кроме вышеназванных, следующие узлы и элементы:

асинхронный электродвигатель;
«обойму» для питания;
экструзионную камеру;
камеру для расплавления;
насадку-сопло (у хороших моделей - комплект из нескольких насадок);
прямую и боковую рукоятки;
блок управления с термостатом.

В зависимости от типа питания сварочного экструдера подаваемая присадка либо сразу попадает в камеру расплавления (сыпучие гранулы), либо поступает в экструзионную камеру, где подвергается предварительному нагреву, измельчению, и только после расплаву. Расплавленная масса через сопло подается на сварочный шов, где застывает за считаные секунды.

Для каких материалов применим

Качественный сварочный экструдер должен иметь блок регулировки с механическим, сенсорным или кнопочным управлением, которое позволит менять температуру нагрева смеси.

Дело в том, что разные пластики плавятся при различной температуре. Наименьшая она у ПНД - 120-130 °C (в зависимости от марки), наивысшая - у поливинилхлорида - до 220 °C. Остальные популярные промышленные полимеры имеют температуру плавления в пределах 170-200 °C.

Экструзионной сварке можно подвергать только пластики из группы термопластов . Материалы из группы реактопластов расплавлению с последующим восстановлением не подвергаются, при высокой температуре они просто начинают гореть.

Самодельное устройство

Сварочный экструдер относится к сложным механизмам для профессионального использования. Его цена начинается от 30 тысяч рублей за самую простую модель, и может доходить до ста тысяч и более за мощную и высокопроизводительную. Отечественные разработки также представлены на рынке, они на 10-20% дешевле импортных, но все равно стоят достаточно дорого.

Поэтому при возникновении разовой необходимости сварить, к примеру, две водопроводных трубы (их обычный материал изготовления - полипропилен) проще воспользоваться экструдером, сделанным своими руками. Самый простой вариант конструкции представляет собой мощный строительный фен, снабженный насадкой для прутка - либо самодельной, из жести, либо промышленного изготовления .

Подача прутка в этом случае будет производиться вручную. Мощности фена хватит для его расплавления, но качество шва, конечно, будет ниже, чем у промышленных моделей.

Если позволяют возможности, фен можно соединить со шнековым или плунжерным приводом для подачи питания. В этом случае, если смонтировать приемную камеру, можно будет использовать гранулированное сырье.

Экструзия является популярным методом получения полуфабрикатов или товаров, произведенных из полимеров любой длины, поэтому сделанный экструдер своими руками в некоторых случаях позволит сэкономить вам деньги. Данный процесс используют в пищевой промышленности или в производстве комбикорма. Процесс происходит так: расплав полимера выдавливается при помощи головки экструдера в формующую головку с необходимым профилем. Данный способ производства наряду с литьем пластмассовых материалов под давлением сейчас один из наиболее популярных. Практически все полимеры могут подвергаться экструзии: термопласты, эластомеры и другие материалы.

Технология экструдера применяется уже больше шестидесяти лет. За этот длительный период появилось достаточно большое количество машин, которые изготовлены специально для использования данной технологии. Если детально рассмотреть экструдер, то можно понять, что это такое. Процесс экструзии является достаточно сложным, основан он на физических и химических законах. Процесс проходит непосредственно под влиянием механических действий при воздействии высоких температур и наличии влаги. Из-за того, что механическая энергия обращается в тепло, которое выделяется вследствие внутреннего трения, при обработке материал подвергается нагреву.

При обработке экструзионной техникой есть несколько сменных характеристик: состав предоставляемого сырья, процент его влажности и природа. При производстве может меняться давление, температура и т.д.

Применение:

переработка кормов;
производство пластика и полиэтилена;
изготовление труб;
пищевое производство.

Немного истории

Экструдер начали применять еще в далеком девятнадцатом столетии. А серийное производство этого оборудования началось в двадцатых годах прошлого века. Сейчас экструдеры значительно отличаются от тех, что были раньше.

В современной промышленности экструдеры пользуются большой популярностью, причем выбрать можно из самых разнообразных видов. Купить новый экструдер – достаточно дорогое удовольствие. Но есть экструдеры, которые можно сделать своими руками.

Наиболее простыми в изготовлении являются экструдеры для глины и кормовые. Чтобы самостоятельно сделать другие виды этого оборудования, необходимо иметь хотя бы какие-нибудь базовые инженерные знания. А для изготовления этих экструдеров требуется не так много времени, и материалы стоят недорого.

Вернуться к оглавлению

Детали экструдеров

Головка экструдера. Она состоит из корпуса, который обогревается, и инструмента формующего с отверстием. Корпус прикрепляется к экструдеру. Отверстие инструмента может быть сужающимся к центру или в виде круглого канала. Обязательно должен быть раздатчик в виде спирали.
Корона или активатор улучшает адгезию поверхностей материалов. Активаторы бывают разные, они отличаются по мощности, ширине, бывают с фиксацией односторонней и двусторонней или же с изменяющейся шириной переработки поверхности.
Горячий нож. Горячий нож достаточно просто устроен, но его нужно правильно направлять относительно рукава, которые движется. Данный элемент увеличивает выход продукции почти в два раза. Горячий нож используется в экономичных целях.
Шнек может и отсутствовать в оборудовании. Он предназначен для того, чтобы была большая производительность и хорошая гомогенизация расплава обрабатываемого материала полимеров.
Узел тиснения. Он нужен для придания пленке особой жесткости и товарного красивого вида.
Узел, обеспечивающий вращение головки. Вращение головки экструдера размещает постоянные неровности пленки, при этом качество рулона делается лучше, но качество пленки не повышается.
Фальцовочное устройство оборудования.
Тянущее устройство экструдера.
Намотчик оборудования.
Обдувочное кольцо экструдера.

Вернуться к оглавлению

Экструдеры для глины своими руками

Для изготовления простейшего экструдера для глины потребуется обычная пластиковая бутылка любой формы.

Такие экструдеры называют экструдеры для лепки. С их помощью можно работать с разнообразными глинами и пластилином. Данные экструдеры позволяют делать различные детали и фигуры. К примеру, можно изготавливать человеческие волосы или отчетливо рисовать траву.

Основой для этого экструдера выступает простая пластиковая бутылка прозрачного цвета. Ее необходимо хорошо вымыть и высушить, и крышку тоже.

Из крышки с внутренней стороны нужно извлечь пластину. Сделать это можно иголкой или булавочкой. Далее в ней необходимо сделать отверстие, из которого будет выдавливаться глина. Его диаметр должен быть таким, как толщина желаемых линий. Это производится с помощью острого ножа. Края отверстия делаются гладенькими.

Дальше необходимо взять диск из металла, к которому нужно прикрепить ручку в форме буквы «Т». Получившийся экструдер должен быть похож на шприц. Пластина должна быть приготовлена из прочного материала, чтобы во время работы она не изменила свою форму под воздействием давления.

Вернуться к оглавлению

Немного об экструдере для сварки

Благодаря ручному сварочному экструдеру можно делать много видов разнообразных работ с полипропиленом и полиэтиленом.

Сначала может показаться, что данные материалы не являются очень распространенными и редко где применяются.

Но в действительности их применяют во многих сферах. Из подобных материалов с помощью данного типа ручного экструдера делают системы для очищения воды, различных типов емкости и т. д. Преимущественно данные материалы пойдут как вспомогательные, но без них в любом случае нельзя обойтись.

Сварочный ручной экструдер имеет ряд преимуществ. Любая выбранная модель экструдера для экструзионной сварки будет гораздо лучше других.

Главным преимуществом такого оборудования считается простота в эксплуатации.

Подобным экструдером работать можно абсолютно в любом помещении и при различных условиях. Проще говоря, для работы не надо подготавливать специально обустроенное пространство или рабочий цех.

Ручным экструдером для сварки можно делать швы на разнообразные формы и конструкции. Это достаточно удобно, ведь при этом можно самостоятельно контролировать всю работу. Нередко случается, что в одном районе шов нужно сделать тонким, а немного дальше – толще. Ни одно оборудование не может такого сделать автоматически.

Помимо всего вышеперечисленного, стоит учесть, что данное устройство не слишком дорого стоит. Его цена будет приемлема практически для любого человека. Экструдер сварочный необязательно применять во время производства. Довольно часто его применяют дома. Дальнейший уход и обслуживание не заберут много денег. Данный экструдер может производить свою работу в течение многих лет, и он всегда остается актуальным и нужным приспособлением.

Ручные сварочные экструдеры бывают таких видов:

безшнековые;
шнековые;
комбинированные.

Комбинированные экструдеры уместно применять при обработке композитного товара. В данных устройствах применяют и дисковую зону, и шнековую часть. Данное оборудование еще называют червячно-дисковым. К тому же у данного типа экструдеров есть прекрасная смесительная особенность.

Экструдеры, которые не имеют шнеков, используют для производства раствора полимеров, имеющих элементы высоко качества.

Обычно, приобретая данную продукцию, в комплекте покупатель получает несколько специальных насадок и подставок, но производители разные, поэтому и комплектация оборудования также различная. Сварочный ручной экструдер может работать при температурах от 180 до 260°С. Чтобы привести в работу устройство, необходимо подключить его к электрической сети. Желательно подключать его к напряжению в 220 В.

Экструзионная сварка – достаточно сложный процесс, поэтому чтобы сделать своими руками экструдер, необходимо иметь определенные знания и навыки. Разумнее будет приобрести оборудование у надежного производителя.