Дозування мастербатчу – LDR та змішування 2026

Вступ до дозування майстербатчу

Розрахунки дозування майстербатчу є критичним мостом між формулюванням кольору та послідовними литтєвими деталями. Незалежно від того, чи виробляєте ви автомобільні компоненти, споживчу електроніку чи медичні компоненти, точний контроль кольору може вирішити успіх вашого продукту на ринку. У цьому всеохоплюючому посібнику ми детально розглянемо точні формули для розрахунків LDR, калібрування систем дозування та оптимізації проектування шнека для максимальної гомогенності кольору.

Технологія майстербатчу еволюціонувала від простого об'ємного дозування до передових гравіметричних систем із можливостями налаштування в режимі реального часу. Розуміння формули LDR та принципів змішування допоможе вам досягти консистенції кольору, необхідної для преміум-додатків, оптимізуючи при цьому витрати на матеріали.

Основи співвідношення розведення (LDR)

Співвідношення розведення (LDR) - це відсоток концентрату кольору у загальній вазі пострілу. Ця начебто проста метрика контролює все від інтенсивності кольору до витрат виробництва та консистенції деталей. LDR виражається як відсоток і зазвичай коливається від 0,5% до 6%, залежно від вимог додатку.

LDR = (Вага майстербатчу ÷ Загальна вага пострілу) × 100%

LDR безпосередньо впливає на витрати кольору на деталь. LDR 2% означає, що ви платите за 2% майстербатчу та 98% базової смоли, але досягаєте цільової інтенсивності кольору. Розуміння цієї взаємозв'язку є критичним для оптимізації витрат та контролю якості.

Чому LDR важливий для контролю якості

LDR впливає на більше, ніж інтенсивність кольору:

• Консистенція кольору: Точний контроль LDR забезпечує рівномірний колір у всіх деталях
• Механічні властивості: Надлишок майстербатчу може вплинути на ударну міцність та обробку поверхні
• Витрати виробництва: Оптимальний LDR мінімізує використання дорогого майстербатчу
• Відповідність нормам: Критично для додатків з контактом їжі та медичних

Основна формула LDR

Основна формула для дозування майстербатчу проста, але вимагає точних вимірювань:

V_{майстербатч} = V_{постріл} × (LDR ÷ 100)

Де:

• V_{майстербатч} = Вага майстербатчу для додавання (грами)
• V_{постріл} = Загальна вага пострілу включаючи базову смолу та майстербатч (грами)
• LDR = Співвідношення розведення (відсоток)

Ця формула припускає, що ви додаєте майстербатч до чистої базової смоли. Робота з regrind або попередньо забарвленими матеріалами вимагає врахування існуючої концентрації кольору.

Розширена формула LDR з regrind

Включення regrind робить розрахунки більш складними:

V_{майстербатч} = V_{загальна} × (Цільовий LDR - Існуючий LDR_regrind) ÷ (100 - Цільовий LDR)

Ця формула забезпечує досягнення цільової інтенсивності кольору, максимізуючи при цьому використання regrind для економії витрат.

Покрокові розрахунки дозування

Давайте пройдемося через всеохоплюючий приклад для автомобільного компонента з поліпропілену.

Приклад: Панель приладової панелі

Специфікації деталі:

• Вага деталі: 250 грамів
• Вага литника: 45 грамів
• Цільовий LDR: 2,5%
• Концентрація майстербатчу: 50% пігменту
• Базова смола: PP гомополімер

Крок 1: Розрахунок загальної ваги пострілу

V_{постріл} = Вага деталі + Вага литника = 250г + 45г = 295г

Крок 2: Розрахунок ваги майстербатчу

V_{майстербатч} = 295г × (2,5 ÷ 100) = 7,375г

Крок 3: Врахування концентрації майстербатчу

Якщо ваш майстербатч містить 50% пігменту, вам потрібно 7,375г майстербатчу для постачання 3,6875г чистого пігменту. Це впливає на розрахунки загальної ваги пострілу для точного лиття.

Крок 4: Розрахунок швидкості дозування

При часі циклу 30 секунд одиниця дозування повинна постачати 7,375г кожні 30 секунд або 0,2458 г/секунду. Ця швидкість визначає вибір вашого обладнання та вимоги калібрування.

Складний приклад: Підбір багатоколірного кольору

Для користувацького кольору, що вимагає трьох майстербатчів:

• Чорний майстербатч: LDR = 1,2%
• Білий майстербатч: LDR = 0,8%
• Спеціальний ефект: LDR = 0,3%
• Загальна вага пострілу: 180г

Індивідуальні ваги:

• V_чорний = 180 × 0,012 = 2,16г
• V_білий = 180 × 0,008 = 1,44г
• V_ефект = 180 × 0,003 = 0,54г

Загальна вага майстербатчу = 4,14г (2,3% комбінований LDR)

Калібрування та точність одиниці дозування

Точність дозування є критичною для консистенції кольору. Навіть невеликі відхилення можуть спричинити видимі відмінності кольору. Калібрування включає вимірювання фактично дозованої ваги порівняно з цільовою вагою протягом кількох циклів.

Процедура калібрування

1. Занулення ваги: Забезпечення, що одиниця дозування та збірний контейнер на нулі
2. Встановлення цільової ваги: Програмування одиниці дозування для розрахованої ваги майстербатчу
3. Проведення тестових циклів: Дозування 10-20 пострілів та зважування зібраних матеріалів
4. Розрахунок точності: Порівняння фактична vs. цільова вага
5. Налаштування параметрів: Тонке налаштування швидкості шнека, часу дозування або фактора калібрування

Гравіметричні проти об'ємних систем дозування

Вибір між гравіметричними та об'ємними системами дозування значно впливає на консистенцію кольору та операційні витрати.

Переваги гравіметричного дозування

• Висока точність: Зважування фактично дозованого матеріалу (±0,1%)
• Компенсація щільності: Враховує варіації матеріалів
• Налаштування в режимі реального часу: Безперервний зворотний зв'язок щодо ваги
• Підходить для низького LDR: Незамінне для формуляцій <1%

Характеристики об'ємного дозування

• Ефективність витрат: Нижча початкова інвестиція
• Проста експлуатація: Не вимагає навантажувальних комірок
• Додатки з вищим LDR: Краще для формуляцій 2%+
• Чутливий до щільності: Вимагає послідовної насипної щільності

Гібридні системи

Сучасні одиниці дозування поєднують обидві технології: об'ємне живлення з гравіметричною перевіркою. Ці системи пропонують найкраще з обох світів з автоматичною компенсацією щільності та високою точністю.

Проектування змішувального шнека для гомогенності кольору

Проектування шнека є останньою межею для досягнення консистенції кольору. Правильна геометрія шнека забезпечує рівномірний розподіл майстербатчу в розплаві.

Основи геометрії шнека

Ефективність змішування = Функція:

• Варіації глибини каналу
• Гра люфту
• Співвідношення стиснення
• Проектування секції змішування

Типові типи змішувальних шнеків

Тип шнека	Механізм змішування	Найкращий для LDR	Втрата тиску
Змішування Dalton	Вторинні канали	1-4%	Низька
Змішування Maddock	Хаотичне змішування	0,5-3%	Середня
Змішування бар'єром	Фільтрування розплаву	Всі діапазони	Висока
Дистрибутивне змішування	Ламінарна течія	>2%	Низька

Міркування часу утримання розплаву

Гомогенність кольору вимагає достатнього часу утримання розплаву для дифузії:

Час утримання = (Об'єм пострілу × Кількість лопатей) ÷ (Швидкість шнека × Об'єм каналу)

Типовий час утримання для хорошого змішування кольору: 2-4 хвилини при температурах переробки.

Статичні змішувачі проти динамічних змішувальних шнеків

Вибір між статичними змішувальними соплами та динамічними змішувальними шнеками залежить від вимог виробництва та бюджетних обмежень.

Статичні змішувальні сопла

Переваги:

• Нижча вартість: Ретрофіт на існуючі шнеки
• Без втрати тиску в шнеку: Зберігає продуктивність пластифікації
• Легше чистити: Не вимагає демонтажу шнека
• Підходить для: Часті зміни кольору, стандартні діапазони LDR

Недоліки:

• Втрата тиску: 10-30% збільшення тиску ін'єкції
• Обмежене змішування: Менш ефективне, ніж змішування шнеком
• Не для низького LDR: Погана продуктивність нижче 1%

Динамічні змішувальні шнеки

Переваги:

• Виняткове змішування: Краща гомогенність, ніж статичні змішувачі
• Без втрати тиску: Змішування інтегроване в проект шнека
• Краще для низького LDR: Ефективно до 0,1%
• Гнучкість процесу: Обробляє різні матеріали та кольори

Недоліки:

• Вища вартість: Вимагає спеціалізованого проекту шнека
• Складне обслуговування: Зміни шнека більш вимогливі
• Обмеження матеріалів: Може не підходити для всіх смол

Критерії вибору

Фактор	Оберіть статичний змішувач	Оберіть динамічний шнек
Діапазон LDR	>1%	<1%
Зміни кольору	Часті	Рідкі
Бюджет	Обмежений	Преміум
Толерантність деталі	Стандартна	Критична

Вплив regrind на підбір кольору

Включення regrind є економічно необхідним, але ускладнює контроль кольору. Існуючий колір у regrind впливає на розрахунки LDR та вимоги змішування.

Аналіз кольору regrind

Перед використанням regrind виміряйте його концентрацію кольору:

LDR regrind = (Пігмент у regrind ÷ Загальна вага regrind) × 100%

Це значення зазвичай становить 80-95% від оригінального LDR майстербатчу через втрату пігменту під час переробки.

Формула корекції кольору

V_{корекція майстербатчу} = V_{загальна} × (Цільовий LDR - LDR regrind × % regrind) ÷ (100 - Цільовий LDR)

Рекомендації regrind

Відсоток regrind	Необхідна корекція кольору	Міркування змішування
0-20%	Мінімальна	Стандартне змішування достатньо
20-40%	Помірна	Рекомендовано покращене змішування
40-60%	Суттєва	Необхідні спеціальні змішувальні шнеки
>60%	Базова	Підбір кольору може бути неможливим

Інтеграція з керуванням Tederic

Машини ін'єкційного лиття Tederic пропонують передову інтеграцію дозування для точного контролю кольору.

Інтелектуальні функції дозування

• Безперервний моніторинг LDR: Перевірка ваги в режимі реального часу
• Автоматичне калібрування: Саморегульовані параметри дозування
• Управління рецептами: Збережені формули кольору з викликом одним кліком
• Інтеграція якості: Петлі зворотного зв'язку з вимірюванням кольору

Усунення несправностей невідповідності кольору

Систематичне усунення несправностей необхідно для підтримання якості кольору.

Поширені проблеми кольору

Проблема	Симптоми	Основна причина	Рішення
Смуги кольору	Видимі смуги кольору	Недостатнє змішування	Збільшити зворотний тиск, перевірити проект шнека
Варіації кольору	Несузірний відтінок	Неточність дозування	Перекалібрувати одиницю дозування, перевірити якість майстербатчу
Погане покриття	Плямистий вигляд	Низький LDR або погана дисперсія	Збільшити LDR, покращити змішування
Зсув кольору	Поступова зміна кольору	Деградація матеріалу	Перевірити температури переробки, зменшити час утримання

Підсумок та перевірені практики

Дозування майстербатчу є як наукою, так і мистецтвом. Розрахунки LDR надають основу, але успішна реалізація вимагає уваги до калібрування обладнання, проектування шнека та контролю процесу.

Ключові висновки

• Розраховуйте точно: Використовуйте формулу V_{майстербатч} = V_{постріл} × (LDR ÷ 100)
• Калібруйте регулярно: Перевіряйте точність дозування перед кожним циклом виробництва
• Оберіть правильне обладнання: Гравіметричне для низького LDR, об'ємне для високого LDR
• Проектуйте для змішування: Оберіть відповідну геометрію шнека для вашої програми
• Враховуйте regrind: Коригуйте формули для існуючої концентрації кольору
• Моніторте постійно: Використовуйте статистичний контроль процесу для консистенції кольору

Дотримуючись цих принципів та використовуючи інтегровані системи керування Tederic, ви можете досягти консистенції кольору, необхідної для продуктів ін'єкційного лиття преміум-класу, оптимізуючи при цьому витрати виробництва.

Цей всеохоплюючий посібник охоплює основні розрахунки та перевірені практики для дозування майстербатчу. Для конкретної допомоги з додатками звертайтеся до технічних фахівців Tederic або постачальників майстербатчу.