Поскольку индустрия переработки полимеров продолжает требовать от экструзионного оборудования большей долговечности и эффективности, технология лазерной наплавки становится ключевым решением в производстве цилиндров двухшнековых экструдеров. По сравнению с традиционными азотированными стальными цилиндрами и монолитными легированными вкладышами, внутренние поверхности цилиндров с лазерной наплавкой обеспечивают превосходную износостойкость и коррозионную стойкость, а также обеспечивают большую структурную стабильность и улучшенный тепловой контроль.
Традиционные азотированные цилиндры обычно образуют только тонкий азотированный слой толщиной около 0,5 мм, который может быть частично удален во время шлифовки после азотирования, что ухудшает твердость поверхности и сокращает срок службы изделия. Напротив, лазерная наплавка позволяет формировать слой сплава на основе никеля и карбида вольфрама толщиной 1–2 мм непосредственно на внутренней стенке цилиндра. Это значительно повышает износостойкость и срок службы, что делает его идеальной заменой азотированным стальным цилиндрам в условиях высоких нагрузок и сдвига.
Обычные монолитные легированные вкладыши обычно производятся методом вакуумного спекания или горячего изостатического прессования (HIP), оба из которых ограничены размером печи, сложны в процессе и дороги. Однако технология лазерной наплавки не ограничена размерами компонентов. Она позволяет непосредственно наносить износостойкий слой на внутреннюю стенку цилиндра, снижая сложность производства и стоимость при сохранении высоких характеристик.
Одним из основных недостатков легированных вкладышей является потенциальное несоответствие теплового расширения между вкладышем и корпусом цилиндра, что может привести к зазорам или нестабильности при работе при высоких температурах. Лазерная наплавка образует металлургически связанный слой сплава непосредственно на стенке цилиндра, устраняя проблему термического несоответствия и обеспечивая стабильную долгосрочную производительность в сложных условиях экструзии.
В обычном экструдере диаметром 75 мм толщина легированного вкладыша может достигать 90 мм, что увеличивает расстояние между потоком материала и каналами охлаждения. С слоями лазерной наплавки толщиной всего 1–2 мм, расплав остается ближе к системе охлаждения цилиндра, обеспечивая более быстрое рассеивание тепла и более точный контроль температуры. Это особенно полезно при переработке термочувствительных материалов, улучшая как консистенцию продукта, так и энергоэффективность.
Цилиндры с лазерной наплавкой в настоящее время широко используются в модификации пластика, инженерных пластиках, производстве суперконцентратов и переработке биоразлагаемых материалов. Благодаря отличному соотношению цены и качества они становятся предпочтительным решением для замены традиционных азотированных цилиндров и тяжелых легированных гильз. Для производителей, стремящихся к повышению производительности и снижению затрат на техническое обслуживание, лазерная наплавка представляет собой мощное и практичное технологическое усовершенствование.