Dozare masterbatch – LDR și omogenizare 2026

Introducere în dozarea masterbatch

Calculele dozării masterbatch reprezintă podul critic între formularea culorii și piesele consistente injectate. Indiferent dacă produci componente auto, electronică de consum sau componente medicale, controlul precis al culorii poate decide succesul produsului tău pe piață. În acest ghid cuprinzător, detaliem formulele exacte pentru calcule LDR, calibrarea sistemelor de dozare și optimizarea proiectării șurubului pentru omogenitatea maximă a culorii.

Tehnologia masterbatch a evoluat de la dozarea volumetrică simplă la sisteme gravimetrice avansate cu capabilități de ajustare în timp real. Înțelegerea formulei LDR și principiilor de amestecare vă va ajuta să atingeți consistența culorii necesară pentru aplicații premium, optimizând în același timp costurile materialelor.

Bazele raportului de diluție (LDR)

Raportul de diluție (LDR) este procentul de concentrat colorant în greutatea totală a injecției. Această metrică aparent simplă controlează totul de la intensitatea culorii la costurile de producție și consistența pieselor. LDR este exprimat ca procent și variază de obicei între 0,5% și 6%, în funcție de cerințele aplicației.

LDR = (Greutate masterbatch ÷ Greutate totală injecție) × 100%

LDR influențează direct costurile culorii per piesă. Un LDR de 2% înseamnă că plătești pentru 2% masterbatch și 98% rășină de bază, dar atingi intensitatea culorii țintă. Înțelegerea acestei relații este crucială pentru optimizarea costurilor și controlul calității.

De ce este important LDR pentru controlul calității

LDR influențează mai mult decât intensitatea culorii:

• Consistența culorii: Controlul precis LDR asigură culoarea uniformă în toate piesele
• Proprietăți mecanice: Excesul de masterbatch poate afecta rezistența la impact și finisarea suprafeței
• Costuri de producție: LDR optim minimizează utilizarea masterbatch-ului scump
• Conformitate regulamentară: Critică pentru aplicații cu contact alimentar și medical

Formula de bază LDR

Formula de bază pentru dozarea masterbatch este simplă, dar necesită măsurători precise:

G_masterbatch = G_injecție × (LDR ÷ 100)

Unde:

• G_masterbatch = Greutatea masterbatch de adăugat (grame)
• G_injecție = Greutatea totală a injecției inclusiv rășină de bază și masterbatch (grame)
• LDR = Raportul de diluție (procent)

Această formulă presupune că adaugi masterbatch la rășină de bază pură. Lucrul cu regrind sau materiale precolorate necesită luarea în considerare a concentrației de culoare existente.

Formula extinsă LDR cu regrind

Încorporarea regrindului face calculele mai complexe:

G_masterbatch = G_totală × (LDR țintă - LDR existent_regrind) ÷ (100 - LDR țintă)

Această formulă asigură atingerea intensității culorii țintă, maximizând în același timp utilizarea regrindului pentru economii de costuri.

Calcule dozare pas cu pas

Să parcurgem un exemplu cuprinzător pentru un component auto din polipropilenă.

Exemplu: Panou bord

Specificații piesă:

• Greutate piesă: 250 grame
• Greutate poartă: 45 grame
• LDR țintă: 2,5%
• Concentrație masterbatch: 50% pigment
• Rășină de bază: PP homopolimer

Pasul 1: Calcularea greutății totale a injecției

G_injecție = Greutate piesă + Greutate poartă = 250g + 45g = 295g

Pasul 2: Calcularea greutății masterbatch

G_masterbatch = 295g × (2,5 ÷ 100) = 7,375g

Pasul 3: Luarea în considerare a concentrației masterbatch

Dacă masterbatch-ul tău conține 50% pigment, ai nevoie de 7,375g masterbatch pentru a livra 3,6875g pigment pur. Acest lucru influențează calculele greutății totale a injecției pentru injecție precisă.

Pasul 4: Calcularea vitezei de dozare

La un timp de ciclu de 30 secunde, unitatea de dozare trebuie să livreze 7,375g la fiecare 30 secunde sau 0,2458 g/secundă. Această viteză determină selecția echipamentului și cerințele de calibrare.

Exemplu complex: Potrivire culoare multicolor

Pentru o culoare personalizată care necesită trei masterbatch-uri:

• Masterbatch negru: LDR = 1,2%
• Masterbatch alb: LDR = 0,8%
• Efect special: LDR = 0,3%
• Greutate totală injecție: 180g

Greutăți individuale:

• G_negru = 180 × 0,012 = 2,16g
• G_alb = 180 × 0,008 = 1,44g
• G_efect = 180 × 0,003 = 0,54g

Greutate totală masterbatch = 4,14g (2,3% LDR combinat)

Calibrare și acuratețe unitate dozare

Acuratețea dozării este critică pentru consistența culorii. Chiar și deviații mici pot cauza diferențe vizibile de culoare. Calibrarea implică măsurarea greutății efectiv dozate în comparație cu greutatea țintă pe mai multe cicluri.

Procedură de calibrare

1. Zeroul balanței: Asigurarea că unitatea de dozare și recipientul colector sunt la zero
2. Setarea greutății țintă: Programarea unității de dozare pentru greutatea calculată masterbatch
3. Efectuarea ciclurilor de test: Dozarea a 10-20 injecții și cântărirea materialelor colectate
4. Calcularea acurateței: Compararea actual vs. țintă greutate
5. Ajustarea parametrilor: Ajustarea fină a vitezei șurubului, timp dozare sau factor calibrare

Standarde de acuratețe după aplicație

Aplicație	Acuratețe necesară	Rază LDR	Metodă dozare tipică
Exterior auto	±0,5%	1,0-3,0%	Gravimetrică
Electronică de consum	±0,3%	0,5-2,0%	Gravimetrică
Dispozitive medicale	±0,1%	0,2-1,0%	Înaltă precizie gravimetrică
Ambalare	±1,0%	2,0-6,0%	Volumetrică

Îndrumări privind frecvența calibrării

• Configurare inițială: Zilnic în prima săptămână
• Producție: Săptămânal sau după schimbări de materiale
• Culori critice: Înainte de fiecare ciclu de producție
• După întreținere: Imediat după service unitate dozare

Sisteme dozare gravimetrică vs. volumetrică

Alegerea între sisteme de dozare gravimetrică și volumetrică influențează semnificativ consistența culorii și costurile operaționale.

Avantajele dozării gravimetrice

• Acuratețe înaltă: Cântărirea materialului efectiv dozat (±0,1%)
• Compensare densitate: Ia în considerare variațiile materialelor
• Ajustare în timp real: Feedback continuu privind greutatea
• Adequat pentru LDR scăzut: Esențial pentru formulări <1%

Caracteristici dozare volumetrică

• Eficientă costuri: Investiție inițială mai mică
• Manipulare simplă: Nu necesită celule de încărcare
• Aplicații LDR mai mari: Mai bun pentru formulări 2%+
• Sensibil la densitate: Necesită densitate aparentă consistentă

Sisteme hibride

Unitățile de dozare moderne combină ambele tehnologii: alimentare volumetrică cu verificare gravimetrică. Aceste sisteme oferă cele mai bune din ambele lumi cu compensare automată a densității și acuratețe înaltă.

Proiectare șurub amestecare pentru omogenitatea culorii

Proiectarea șurubului este ultima frontieră pentru atingerea consistenței culorii. Geometria șurubului corectă asigură distribuția uniformă a masterbatch-ului în topitură.

Bazele geometriei șurubului

Eficiența amestecării = Funcție de:

• Variații adâncime canal
• Joc aripă
• Raport compresie
• Proiectare secțiune amestecare

Tipuri tipice șuruburi amestecare

Tip șurub	Mecanism amestecare	Cel mai bun pentru LDR	Pierdere presiune
Amestecare Dalton	Canaluri secundare	1-4%	Scăzută
Amestecare Maddock	Amestecare haotică	0,5-3%	Medie
Amestecare barieră	Filtare topitură	Toate razele	Ridicat
Amestecare distributivă	Curgere laminar	>2%	Scăzută

Considerații timp reținere topitură

Omogenitatea culorii necesită timp de reținere topitură suficient pentru difuzie:

Timp reținere = (Volum injecție × Număr aripi) ÷ (Viteză șurub × Volum canal)

Timp tipic reținere pentru amestecare bună culoare: 2-4 minute la temperaturi procesare.

Amestecătoare statice vs. șuruburi amestecare dinamice

Alegerea între duze amestecare statice și șuruburi amestecare dinamice depinde de cerințele de producție și constrângerile bugetare.

Duze amestecare statice

Avantaje:

• Cost mai mic: Retrofit pe șuruburi existente
• Fără pierdere presiune în șurub: Păstrează performanța plastifiei
• Mai ușor de curățat: Nu necesită demontare șurub
• Adequat pentru: Schimbări frecvente culoare, raze standard LDR

Dezavantaje:

• Pierdere presiune: 10-30% creștere presiune injecție
• Amestecare limitată: Mai puțin eficient decât amestecare șurub
• Nu pentru LDR scăzut: Performanță slabă sub 1%

Șuruburi amestecare dinamice

Avantaje:

• Amestecare excepțională: Omogenitate mai bună decât amestecătoarele statice
• Fără pierdere presiune: Amestecarea integrată în proiectare șurub
• Mai bun pentru LDR scăzut: Eficient până la 0,1%
• Flexibilitate proces: Manevrare diferite materiale și culori

Dezavantaje:

• Cost mai mare: Necesită proiectare șurub specializată
• Întreținere complexă: Schimbări șurub mai solicitante
• Limitări materiale: Poate să nu se potrivească tuturor rășinilor

Criterii selecție

Factor	Alege amestecător static	Alege șurub dinamic
Rază LDR	>1%	<1%
Schimbări culoare	Frecvente	Rare
Buget	Limitat	Premium
Toleranță piesă	Standard	Critică

Impactul regrindului asupra potrivirii culorilor

Încorporarea regrindului este necesară din punct de vedere economic, dar complică controlul culorii. Culoarea existentă în regrind influențează calculele LDR și cerințele de amestecare.

Analiză culoare regrind

Înainte de utilizarea regrindului, măsoară concentrația sa de culoare:

LDR regrind = (Pigment în regrind ÷ Greutate totală regrind) × 100%

Această valoare este de obicei 80-95% din LDR-ul masterbatch original datorită pierderii pigmentului în timpul procesării.

Formulă corecție culoare

G_{corecție masterbatch} = G_totală × (LDR țintă - LDR regrind × % regrind) ÷ (100 - LDR țintă)

Îndrumări regrind

Procent regrind	Corecție culoare necesară	Considerații amestecare
0-20%	Minimală	Amestecare standard suficientă
20-40%	Moderată	Amestecare îmbunătățită recomandată
40-60%	Substanțială	Șuruburi amestecare speciale necesare
>60%	De bază	Potrivirea culorilor poate fi imposibilă

Integrare cu control Tederic

Machinele de injecție Tederic oferă integrare avansată de dozare pentru control precis al culorii.

Funcții inteligente dozare

• Monitorizare continuă LDR: Verificare greutate în timp real
• Calibrare automată: Parametri dozare auto-reglare
• Gestionare rețete: Formule culoare stocate cu reapelare un-click
• Integrare calitate: Bucle feedback cu măsurare culoare

Sincronizare dozare Tederic

Sistemul de control Tederic sincronizează dozarea cu regenerarea șurubului, asigurând adăugare consistentă masterbatch indiferent de variațiile timpului de ciclu. Acest lucru elimină variațiile de culoare cauzate de diferențe temporale.

Depanare inconsecvențe culoare

Depanarea sistematică este necesară pentru menținerea calității culorii.

Probleme comune culoare

Verifică temperaturi procesare, reduce timp reținere

Problemă	Simptome	Cauză principală	Soluție
Benzi culoare	Benzi culoare vizibile	Amestecare insuficientă	Crește presiune retur, verifică proiectare șurub
Variații culoare	Nuanță inconsecventă	Inacuratețe dozare	Recalibrează unitate dozare, verifică calitate masterbatch
Acoperire slabă	Aspect pătat	LDR scăzut sau dispersie slabă	Crește LDR, îmbunătățește amestecarea
Deplasare culoare	Schimbare graduală culoare	Degradare material

Rezumat și practici dovedite

Dozarea masterbatch este atât știință, cât și artă. Calculele LDR oferă baza, dar implementarea reușită necesită atenție față de calibrarea echipamentului, proiectarea șurubului și controlul procesului.

Concluzii cheie

• Calculează precis: Folosește formula G_masterbatch = G_injecție × (LDR ÷ 100)
• Calibrează regulat: Verifică acuratețea dozării înainte de fiecare ciclu de producție
• Alege echipamentul potrivit: Gravimetric pentru LDR scăzut, volumetric pentru LDR ridicat
• Proiectează pentru amestecare: Alege geometria șurubului potrivită pentru aplicația ta
• Luă în considerare regrind: Corectează formulele pentru concentrația de culoare existentă
• Monitorizează constant: Folosește controlul procesului statistic pentru consistența culorii

Urmând aceste principii și utilizând sistemele de control integrate Tederic, poți atinge consistența culorii necesară pentru produsele injectate premium, optimizând în același timp costurile de producție.

Acest ghid cuprinzător acoperă calculele de bază și practicile dovedite pentru dozarea masterbatch. Pentru ajutor specific aplicației, contactează specialiștii tehnici Tederic sau furnizorii de masterbatch.