多層共擠流延稱重混料供料系統

多層共擠流延稱重混料供料系統，多層共擠流延，稱重混料供料，混料供料系統

---

以下是為多層共擠流延工藝設計的**稱重混料供料系統**技術方案，針對多層結構（3-11層）的精密共擠需求，實現高精度分層供料、防污染混配與工藝協同控制：

---

### **一、系統架構設計**

#### **1. 分層供料拓撲圖**

```plaintext

               [主料儲倉A] → [干燥除濕] → [失重計量]─┐  

               [主料儲倉B] → [干燥除濕] → [失重計量]─┤  

               [...]                                ├→[層間分配閥組]→[共擠模頭]  

               [功能層儲倉N]→[真空輸送]→[微量混配]─┘  

                       ↑            ↑  

           [納米添加劑罐]  [液體注入單元]  

```

#### **2. 核心模塊分工**

| **層級類型**      | **供料要求**                          | **設備配置**                          |

|-------------------|--------------------------------------|---------------------------------------|

| **表層（阻隔層）** | 高精度阻隔材料（EVOH/PVDC）          | 雙塔干燥+露點≤-50℃+失重秤±0.1%       |

| **中間層（支撐層）**| 高填充母粒（碳酸鈣/玻纖）            | 側喂料強制壓實+耐磨管道（陶瓷內襯）   |

| **粘接層**        | 共聚物粘接樹脂（LDPE-g-MAH）         | 低溫輸送（≤80℃）+防降解氮氣保護       |

| **功能層**        | 抗靜電劑/爽滑劑等微量添加            | 納米級液體泵（±0.05ml）+靜態混合器    |

---

### **二、關鍵技術參數**

#### **1. 分層計量精度控制**

| **層級**          | **計量精度**  | **響應速度** | **流量范圍**      |  

|-------------------|--------------|-------------|-------------------|  

| 表層（阻隔層）     | ±0.1%       | ≤50ms       | 5-150kg/h         |  

| 支撐層            | ±0.3%       | ≤100ms      | 200-2000kg/h      |  

| 粘接層            | ±0.2%       | ≤80ms       | 20-500kg/h        |  

| 功能層（添加劑）   | ±0.05%      | ≤20ms       | 0.1-50kg/h        |  

#### **2. 防交叉污染設計**

- **獨立管道系統**：每層獨立供料管線（快換卡箍連接）  

- **自清潔程序**：  

 - 氣脈沖清潔（壓力0.6MPa）  

 - 機械刮刀+食品級清洗劑噴射（Ra≤0.4μm）  

- **層間隔離閥**：陶瓷密封蝶閥（泄漏率＜0.001%）  

#### **3. 工藝協同控制**

- **模頭壓力反饋調節**：  

 根據模頭壓力波動（±0.5Bar）實時調整各層喂料速度  

- **厚度在線補償**：  

 β射線測厚儀數據聯動，自動修正功能層添加比例（精度±0.1μm）  

---

### **三、智能化控制系統**

#### **1. 多層級協同算法**

- **流量耦合模型**：  

 ```math

 Q_i = K \cdot \frac{P_i \cdot D_i^3}{\eta_i \cdot L_i} \quad (i=1,2,...,n)

 ```

 - \( Q_i \)：第i層體積流量  

 - \( P_i \)：擠出機壓力  

 - \( D_i \)：螺桿直徑  

 - \( \eta_i \)：熔體粘度  

 - \( L_i \)：流道長度  

- **動態補償機制**：  

 當某層流量偏差＞0.5%時，其他層級按比例同步調整，維持總厚度恒定  

#### **2. 數字孿生平臺**

- **虛擬模頭仿真**：  

 Polyflow軟件模擬熔體層流界面穩定性，預判鯊魚皮缺陷  

- **AI工藝優化**：  

 基于歷史數據訓練神經網絡，推薦*佳層厚比與溫度曲線  

#### **3. HMI交互界面**

- **3D工藝視圖**：  

 實時顯示各層物料流動狀態與溫度分布  

- **語音報警提示**：  

 關鍵參數超限時自動播報（支持多語言切換）  

---

### **四、特殊場景解決方案**

#### **1. 超薄多層膜（≤15μm）**

- **納米級過濾**：  

 熔體過濾器精度≤5μm（防止破膜）  

- **微量層控制**：  

 采用齒輪泵計量（精度±0.05cc/rev）  

#### **2. 高透明光學膜**

- **無塵化設計**：  

 ISO 6級潔凈度環境+正壓供料系統  

- **低剪切輸送**：  

 低速電磁驅動喂料（剪切熱＜2℃）  

#### **3. 可再生材料共擠**

- **雜質攔截**：  

 金屬探測+X射線分選（檢出精度0.1mm3）  

- **粘度適配**：  

 在線粘度計調節共擠層溫度（±1℃）  

---

### **五、能效與可持續性**

| **技術措施**              | **節能效果**                | **減排貢獻**              |  

|--------------------------|---------------------------|--------------------------|  

| 廢熱回收（干燥→預熱）     | 能耗降低18%-22%           | CO?減排0.8噸/年·臺       |  

| 伺服電機驅動（IE5能效）   | 電能節省30%-40%           | 等效植樹120棵/年·臺      |  

| 再生料兼容設計            | 原料成本降低25%-35%       | 塑料廢棄物減量15噸/年·臺 |  

---

### **六、典型配置方案**

| **應用領域**          | **層數** | **核心設備選型**                          | **關鍵性能**                  |  

|-----------------------|----------|------------------------------------------|------------------------------|  

| 食品包裝膜（阻隔型）  | 5-7層    | Battenfeld Glouco干燥機+科倍隆喂料系統    | 氧氣透過率≤1cc/m2·day        |  

| 鋰電池隔膜            | 3-5層    | 住友重機納米計量泵+布魯克納測厚儀          | 孔隙均勻度CV≤3%              |  

| 醫用透析膜            | 7-11層   | 戴維斯標準共擠模頭+西門子PCS7控制系統      | 生物相容性符合ISO 10993      |  

---

### **七、實施效益分析**

- **質量提升**  

 - 層厚均勻性：偏差從±5%優化至±0.8%  

 - 界面結合力：剝離強度提升50%-80%  

- **成本優化**  

 - 原料利用率：從92%→98.5%  

 - 換模時間：從4小時→40分鐘（模塊化設計）  

- **生產效率**  

 - 開機廢料減少：從200m→30m（AI預調優）  

 - 線速度提升：從150m/min→250m/min  

---

該系統通過**“分層獨立控制-界面協同優化-全流程追溯”**的技術整合，解決了多層共擠流延工藝中層間干擾、厚度波動與材料降解等核心難題，特別適用于**包裝、新能源、醫療等領域的功能性薄膜生產，投資回報周期通常為10-16個月。