Экструдер – машина для размягчения материалов и придания им формы путем продавливания через профилирующий инструмент (экструзионную головку), сечение которого соответствует конфигурации изделия. Процесс переработки материала через экструдер называют экструзией. Различают следующие виды экструзии:
1. Холодная экструзия – происходят только механические изменения в материале вследствие его медленного перемещения под давлением и формование этого продукта с образованием заданных форм.
2. Теплая экструзия – наряду с механическим осуществляется тепловое воздействие на обрабатываемый продукт, причем продукт подогревается извне.
3. Горячая экструзия – процесс проводится на высоких скоростях и давлениях, значительном переходе механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях продукта.
Экструдер состоит из нескольких узлов :
1) корпуса, оснащенного нагревательными элементами;
2) рабочего органа (шнека, диска, поршня), размещенного в корпусе;
3) узла загрузки перерабатываемого продукта;
4) привода;
5) системы задания и поддержания температурного режима и других контрольно- измерительных и регулирующих устройств.
Наибольшее распространение получили шнековые экструдеры. Захватывая исходный продукт, шнек перемещает его от загрузочного устройства вдоль корпуса экструдера. При этом продукт сжимается, разогревается, пластифицируется и гомогенизируется. Давление в экструдере достигает 15…100 МПа.
По частоте вращения шнека экструдеры подразделяют на нормальные и быстроходные с окружной скоростью соответственно до 0,5 и 7 м/мин, а по конструктивному исполнению – на стационарные и с вращающимся корпусом, с горизонтальным и вертикальным расположением шнека. Для эффективной гомогенизации продукта на шнеках устанавливают дополнительные устройства – зубья, шлицы, диски, кулачки и др. В последнее время распространение получают планетарно- вальцовые экструдеры, у которых вокруг центрального рабочего органа (шпинделя) вращается несколько дополнительных шнеков (от 4 до 12). Материал для матриц должен быть коррозионно- стойким, обладать антиадгезионными свойствами и высокой прочностью. Чтобы снизить прилипаемость, отверстия полируют и хромируют. Широко применяют в настоящее время матрицы, состоящие из металлической обоймы и сменных вставок. Вставки представляют собой сменные гильзы с формующимися отверстиями, изготовляются из пластмасс с сильно выраженными адгезионными свойствами. Форма и размер предматричной камеры зависят от свойств перерабатываемого продукта, типа и размеров нагнетающего механизма и должны способствовать выходу выпрессовываемой массы через каналы матрицы с возможно более равномерной скоростью, а также препятствовать образованию застойных зон. Формование экструзией имеет ряд преимуществ: непрерывность осуществления процесса с высокой скоростью, безотходность технологии и высокая культура производства.