I barili a vite conici possono ridurre il consumo di energia nelle macchine per stampaggio a iniezione?

Con l'aumento della domanda globale di prodotti in plastica (tasso di crescita composto annuale di oltre il 5%), lo stampaggio iniezione come tecnologia di trasformazione di base si trova ad affrontare gravi sfide: i dati dell'agenzia internazionale energetica mostrano che le tradizionali macchine per lo stampaggio a iniezione rappresentano oltre il 40% del consumo totale di energia del settore della lavorazione della plastica. Spinto dall'obiettivo del "doppio carbonio", Canna a vite conica La tecnologia sta innescando una rivoluzione industriale del risparmio energetico e della riduzione del consumo con la sua innovazione ingegneristica unica.
Le tradizionali macchine per lo stampaggio a iniezione generalmente adottano la progettazione di viti parallele e il loro tasso di conversione dell'energia è solo del 35-45% (secondo il rapporto annuale del 2022 dell'associazione SPE). La principale perdita di energia è concentrata in:
Generazione di calore a taglio inefficace: la scanalatura a vite lineare provoca una distribuzione irregolare della velocità di taglio del materiale, che richiede una compensazione di riscaldamento aggiuntiva
Rifiuti del consumo di energia di back pressione: oltre il 30% del consumo di energia viene utilizzato per mantenere la stabilità della pressione di fusione
Perdita di ciclo a vuoto: attrito inefficace nella fase di non plastificazione rappresenta il 18,7%
La vite conica ha raggiunto una svolta importante attraverso la graduale variazione della profondità della scanalatura della vite (rapporto profondità-diametro della sezione di entrata 0,3 → sezione di compressione 0,15) e rapporto di compressione della geometria conica (2,5-3,0: 1). Le simulazioni di fluidi dinamiche presso il Oak Ridge National Laboratory (ORNL) negli Stati Uniti mostrano che questo progetto aumenta il gradiente di pressione del polimero del 27%, aumenta il tasso di utilizzo del calore a taglio all'82%e riduce in modo significativo la necessità di riscaldamento esterno.
Secondo i dati di test effettivi di Engel in Germania nel 2023, nell'elaborazione dello stesso materiale PP:
Indice di consumo di energia: il consumo di energia per unità di produzione della vite conica è ridotto a 0,38 kWh/kg (0,51kWh/kg per apparecchiature tradizionali)
Efficienza di controllo della temperatura: l'intervallo di fluttuazione della temperatura di fusione è ridotto a ± 1,5 ℃ (tradizionale ± 3,5 ℃)
Sistema di alimentazione: il carico del servo motore è ridotto del 19%e il costo di manutenzione annuale è ridotto del 32%
Prendi la fabbrica di parti automobilistiche con una produzione annuale di 5.000 tonnellate come esempio. Dopo aver adottato il sistema a vite conico:
Risparmio energetico annuale: 650.000 kWh (equivalente alla riduzione di 420 tonnellate di emissioni di co₂)
Periodo di rimborso degli investimenti: 1,8 anni (premium di attrezzatura di esso viene recuperato attraverso i risparmi delle bollette dell'elettricità)
Le caratteristiche di compressione della vite conica sono particolarmente adatte per:
Ingegneria Plastics: il ciclo di lavorazione PA66/GF30 è ridotto del 12%e il tasso di rottura della fibra di vetro è ridotto allo 0,8%
Materiali a base biologica: l'efficienza di plasticalizzazione PLA è aumentata del 25%e l'accuratezza del controllo della temperatura di degradazione raggiunge ± 0,8 ℃
Sistema di riempimento elevato: l'uniformità della dispersione del 40% di HDPE riempito di carbonato di calcio è aumentata al 98,2%
La tecnologia brevettata della Giappone Meiki Manufacturing (JP2023-045678A) combina una vite doppia con un elemento di miscelazione dinamica, che aumenta la stabilità dell'indice di fusione dei materiali riciclati da PET di 3 volte, guidando direttamente il costo di elaborazione della plastica riciclata del 18%.