Дозиране на мастърбач – LDR и смесване 2026

Въведение в дозиране на майстербатч

Изчислението за дозиране на майстербатч е критичният мост между формулиране на цвят и консистентни формовани изделия. Независимо дали произвеждате автомобилни елементи, потребителска електроника или медицински компоненти, прецизният контрол на цвета може да направи или развали успеха на вашия продукт на пазара. В този изчерпателен наръчник ще разложим точните формули за изчисление на съотношението на разреждане, калибриране на системи за дозиране и оптимизация на дизайн на шнек за максимална цветова хомогенност.

Технологията на майстербатч се е развил от просто волуметрично дозиране до сложни гравиметрични системи с възможности за настройка в реално време. Разбирането на формулата за LDR и принципите на смесване ще ви помогне да постигнете цветова консистентност, необходима за премиум приложения, докато оптимизирате разходите за материали.

Основи на съотношението на разреждане (LDR)

Съотношението на разреждане (LDR) е процентът на цветови концентрат във вашето общо тегло на дозата. Тази наглед проста метрика контролира всичко от интензивността на цвета до разходите за производство и консистентността на изделията. LDR се изразява като процент и обикновено варира от 0.5% до 6%, в зависимост от изискванията на приложението.

LDR = (Тегло на майстербатч ÷ Общо тегло на дозата) × 100%

LDR директно влияе върху разходите за цвят на изделие. 2% LDR означава, че плащате за 2% майстербатч и 98% базова смола, но постигате целевата интензивност на цвета. Разбирането на тази връзка е решаващо за оптимизация на разходите и контрол на качеството.

Защо LDR е важен за контрол на качеството

LDR влияе на повече от просто интензивността на цвета:

• Цветова консистентност: Прецизният контрол на LDR осигурява равномерен цвят във всички изделия
• Механични свойства: Излишният майстербатч може да повлияе на ударната якост и повърхностната обработка
• Разходи за производство: Оптималният LDR минимизира използването на скъп майстербатч
• Съответствие с регулации: Критично за приложения с контакт с храни и медицински приложения

Основна формула за LDR

Фундаменталната формула за дозиране на майстербатч е проста, но изисква прецизни измервания:

W_{майстербатч} = W_доза × (LDR ÷ 100)

Където:

• W_{майстербатч} = Тегло на майстербатч за добавяне (грамове)
• W_доза = Общо тегло на дозата включително базова смола и майстербатч (грамове)
• LDR = Съотношение на разреждане (процент)

Тази формула приема, че добавяте майстербатч към чиста базова смола. Когато работите с регринд или предварително оцветени материали, трябва да отчетете съществуващата цветова концентрация.

Разширена формула за LDR с регринд

Когато включвате регринд, изчислението става по-сложно:

W_{майстербатч} = W_общо × (Целево LDR - Съществуващо LDR_{регринд}) ÷ (100 - Целево LDR)

Тази формула гарантира постигането на целевата интензивност на цвета, докато максимизирате използването на регринд за икономии на разходи.

Стъпка по стъпка изчисление на дозиране

Нека работим през изчерпателен пример за автомобилен компонент от полипропилен.

Пример: Панел за арматурно табло

Спецификации на изделието:

• Тегло на изделието: 250 грама
• Тегло на литник: 45 грама
• Целево LDR: 2.5%
• Концентрация на майстербатч: 50% пигмент
• Базова смола: PP хомополимер

Стъпка 1: Изчислете общо тегло на дозата

W_доза = Тегло на изделие + Тегло на литник = 250г + 45г = 295г

Стъпка 2: Изчислете тегло на майстербатч

W_{майстербатч} = 295г × (2.5 ÷ 100) = 7.375г

Стъпка 3: Отчетете концентрацията на майстербатч

Ако вашият майстербатч съдържа 50% пигмент, се нуждаете от 7.375г майстербатч, за да доставите 3.6875г чист пигмент. Това влияе върху изчислението на общото тегло на дозата за прецизно формоване.

Стъпка 4: Изчислете скорост на дозиране

За време на цикъл от 30 секунди, дозиращата единица трябва да доставя 7.375г на всеки 30 секунди или 0.2458 г/секунда. Тази скорост определя избора на вашето оборудване и изискванията за калибриране.

Сложен пример: Съчетаване на многоцветен цвят

За персонализиран цвят, изискващ три майстербатча:

• Черен майстербатч: LDR = 1.2%
• Бял майстербатч: LDR = 0.8%
• Специален ефект: LDR = 0.3%
• Общо тегло на дозата: 180г

Индивидуални тегла:

• W_черен = 180 × 0.012 = 2.16г
• W_бял = 180 × 0.008 = 1.44г
• W_ефект = 180 × 0.003 = 0.54г

Общо тегло на майстербатч = 4.14г (2.3% комбинирано LDR)

Калибриране и точност на дозираща единица

Точността на дозиране е критична за цветова консистентност. Дори малки вариации могат да причинят видими цветови разлики. Калибрирането включва измерване на действителното диспенсирано тегло срещу целевото тегло през множество цикли.

Процедура за калибриране

1. Нулирайте везната: Уверете се, че дозиращата единица и събирателният контейнер са на нула
2. Задайте целево тегло: Програмирайте дозиращата единица за изчисленото тегло на майстербатч
3. Изпълнете тестови цикли: Диспенсирайте 10-20 дози и претеглете събрания материал
4. Изчислете точност: Сравнете действително срещу целево тегло
5. Настройте параметри: Фина настройка на скорост на шнек, време на дозиране или калибрационен фактор

Стандарти за точност по приложение

Приложение	Изисквана точност	Диапазон LDR	Типичен метод за дозиране
Автомобилна външност	±0.5%	1.0-3.0%	Гравиметричен
Потребителска електроника	±0.3%	0.5-2.0%	Гравиметричен
Медицински устройства	±0.1%	0.2-1.0%	Високо прецизен гравиметричен
Опаковки	±1.0%	2.0-6.0%	Волуметричен

Насоки за честота на калибриране

• Първоначална настройка: Ежедневно за първата седмица
• Производство: Седмично или след промени на материала
• Критични цветове: Преди всяко производствено изпълнение
• След поддръжка: Незабавно след обслужване на дозираща единица

Гравиметрични срещу волуметрични системи за дозиране

Изборът между гравиметрични и волуметрични системи за дозиране значително влияе върху цветова консистентност и оперативни разходи.

Предимства на гравиметрично дозиране

• Висока точност: Претегля действителния диспенсиран материал (±0.1%)
• Компенсация на плътност: Отчита вариации на материала
• Настройка в реално време: Непрекъсната обратна връзка за тегло
• Подходящо за ниско LDR: Незаменимо за формулации <1%

Характеристики на волуметрично дозиране

• Икономически ефективно: По-ниска първоначална инвестиция
• Проста експлоатация: Не се изискват теглителни клетки
• Приложения с по-високо LDR: По-добре за 2%+ формулации
• Чувствително към плътност: Изисква последователна обемна плътност

Хибридни системи

Съвременните дозиращи единици комбинират и двете технологии: волуметрично подаване с гравиметрична верификация. Тези системи предлагат най-доброто от двата свята с автоматична компенсация на плътност и висока точност.

Дизайн на смесителен шнек за цветова хомогенност

Дизайнът на шнек е последната граница за постигане на цветова консистентност. Правилната геометрия на шнека осигурява равномерно разпределение на майстербатч в стопилката.

Основи на геометрията на шнек

Ефективност на смесване = Функция на:

• Вариации в дълбочина на канал
• Чистота на полет
• Коефициент на компресия
• Дизайн на смесителна секция

Типични типове смесителни шнекове

Тип шнек	Механизъм на смесване	Най-добър за LDR	Спад на налягане
Dalton смесване	Вторични канали	1-4%	Нисък
Maddock смесване	Хаотично смесване	0.5-3%	Среден
Бариерно смесване	Филтриране на стопилка	Всички диапазони	Висок
Дистрибутивно смесване	Ламинарно течение	>2%	Нисък

Съображения за време на престой на стопилка

Цветова хомогенност изисква достатъчно време на престой на стопилка за дифузия:

Време на престой = (Обем на доза × Брой полети) ÷ (Скорост на шнек × Обем на канал)

Типично време на престой за добро цветово смесване: 2-4 минути при температури на преработка.

Статични смесители срещу динамични смесителни шнекове

Изборът между статични смесителни дюзи и динамични смесителни шнекове зависи от вашите производствени изисквания и бюджетни ограничения.

Статични смесителни дюзи

Предимства:

• По-ниска цена: Ретрофит към съществуващи шнекове
• Без загуба на налягане в шнека: Поддържа пластифицираща мощност
• Лесно почистване: Не се изисква разглобяване на шнек
• Подходящо за: Чести смени на цвят, стандартни диапазони LDR

Недостатъци:

• Спад на налягане: 10-30% увеличение на инжекционно налягане
• Ограничено смесване: По-малко ефективно от смесване с шнек
• Не за ниско LDR: Лоша производителност под 1%

Динамични смесителни шнекове

Предимства:

• Превъзходно смесване: По-добра хомогенност от статични смесители
• Без спад на налягане: Смесването е интегрирано в дизайна на шнек
• По-добре за ниско LDR: Ефективно до 0.1%
• Гъвкавост на процеса: Работи с различни материали и цветове

Недостатъци:

• По-висока цена: Изисква се специализиран дизайн на шнек
• Сложна поддръжка: Промените на шнек са по-ангажиращи
• Ограничения на материала: Може да не подхожда на всички смоли

Критерии за избор

Фактор	Изберете статичен смесител	Изберете динамичен шнек
Диапазон LDR	>1%	<1%
Смени на цвят	Чести	Редки
Бюджет	Ограничен	Премиум
Толеранс на изделие	Стандартен	Критичен

Влияние на регринда върху цветово съчетаване

Включването на регринд е икономически необходимо, но усложнява цветовия контрол. Съществуващият цвят в регринда влияе върху изчисленията на LDR и изискванията за смесване.

Анализ на цвят в регринд

Преди да използвате регринд, измервайте неговата цветова концентрация:

LDR на регринд = (Пигмент в регринд ÷ Общо тегло на регринд) × 100%

Тази стойност е типично 80-95% от оригиналния LDR на майстербатч поради загуба на пигмент по време на преработка.

Формула за цветова корекция

W_{корекция майстербатч} = W_общо × (Целево LDR - LDR на регринд × % регринд) ÷ (100 - Целево LDR)

Насоки за регринд

Процент регринд	Необходима цветова корекция	Съображения за смесване
0-20%	Минимална	Достатъчно стандартно смесване
20-40%	Умерена	Препоръчва се подобрено смесване
40-60%	Значителна	Изискват се специални смесителни шнекове
>60%	Основна	Цветово съчетаване може да бъде невъзможно

Интеграция с управление Tederic

Инжекционните машини Tederic предлагат напреднала интеграция за дозиране за прецизен цветови контрол.

Интелигентни функции за дозиране

• Непрекъснат мониторинг на LDR: Верификация на тегло в реално време
• Автоматично калибриране: Самонастройващи се параметри за дозиране
• Управление на рецепти: Съхранени цветови формулации с еднокликно извикване
• Интеграция с качество: Цикли за обратна връзка с измерване на цвят

Синхронизация на дозиране Tederic

Контролната система Tederic синхронизира дозиране с възстановяване на шнек, осигурявайки последователно добавяне на майстербатч независимо от вариациите във време на цикъл. Това елиминира цветови вариации, причинени от времеви разлики.

Отстраняване на проблеми с цветова неконсистентност

Систематично отстраняване на проблеми е необходимо за поддържане на цветово качество.

Чести проблеми с цвета

Проблем	Симптоми	Основна причина	Решение
Цветови ивици	Видими цветови ленти	Недостатъчно смесване	Увеличете обратно налягане, проверете дизайн на шнек
Цветови вариации	Несъответстващ нюанс	Неточност на дозиране	Рекалибрирайте дозираща единица, проверете качество на майстербатч
Лошо покритие	Петнист вид	Ниско LDR или лоша дисперсия	Увеличете LDR, подобрете смесване
Изместване на цвят	Постепенна промяна на цвят	Деградация на материал	Проверете температури на преработка, намалете време на престой

Стандарти за измерване на цвят

• Спектрофотометър: Лабораторно измерване на цвят (система CIELAB)
• Колориметър: Измерване на производствения под
• Визуални стандарти: Одобрени цветови чипове за сравнение
• Статистически контрол: Cpk > 1.33 за критични цветове

Обобщение и най-добри практики

Дозиране на майстербатч е едновременно наука и изкуство. Изчислението на LDR предоставя основата, но успешната имплементация изисква внимание към калибриране на оборудване, дизайн на шнек и контрол на процеса.

Ключови изводи

• Изчислявайте прецизно: Използвайте формулата W_{майстербатч} = W_доза × (LDR ÷ 100)
• Калибрирайте редовно: Проверявайте точност на дозиране преди всяко производствено изпълнение
• Избирайте правилно оборудване: Гравиметрично за ниско LDR, волуметрично за високо LDR
• Проектирайте за смесване: Изберете подходяща геометрия на шнек за вашето приложение
• Отчитайте регринд: Коригирайте формулации за съществуваща цветова концентрация
• Мониторирайте непрекъснато: Използвайте статистически контрол на процеса за цветова консистентност

Следвайки тези принципи и използвайки интегрираните контролни системи Tederic, можете да постигнете цветова консистентност, необходима за премиум формовани продукти, докато оптимизирате разходите за производство.

Този изчерпателен наръчник обхваща основните изчисления и най-добри практики за дозиране на майстербатч. За специфична помощ при приложение, консултирайте се със специалисти по техническа поддръжка на Tederic или доставчици на майстербатч.