In che modo la progettazione strutturale della canna a vite conica influisce sulla qualità e l'efficienza dell'estrusione in plastica?

Nel campo dell'elaborazione di estrusione in plastica, la progettazione strutturale del canna a vite conica Poiché un componente di base determina direttamente la stabilità del processo di estrusione, la qualità del fusione e l'efficienza di produzione. Con la crescente domanda di mercato di prodotti in plastica ad alte prestazioni, l'ottimizzazione della progettazione della canna a vite conica è diventata la chiave per migliorare la competitività delle imprese.
1. Rapporto di compressione e profondità del filo: il nucleo dell'uniformità di fusione
Il rapporto di compressione della vite conica (il rapporto della profondità della scanalatura a vite tra la sezione di alimentazione a vite e la sezione di misurazione) è il parametro del nucleo che influenza la qualità del fusione. Un rapporto di compressione più elevato può migliorare l'effetto di taglio e di miscelazione del materiale nella scanalatura a vite, promuovere la plasticalizzazione uniforme della catena polimerica e ridurre la generazione di particelle non confuse. Tuttavia, un rapporto di compressione troppo elevato causerà un improvviso aumento della pressione nella canna, aumenterà il consumo di energia e accelera l'usura delle viti. Ad esempio, durante l'elaborazione di materie plastiche ingegneristiche ad alta viscosità (come PC, PA), una progettazione progressiva del rapporto di compressione (come 3: 1 a 2,5: 1) non solo può evitare la degradazione causata da una temperatura di fusione eccessivamente elevata, ma anche migliorare la densità di fusione.
Inoltre, la progettazione graduale della profondità del filo influisce direttamente sulla distribuzione della frequenza di taglio. L'area della scanalatura poco profonda (sezione di misurazione) migliora la fluidità di fusione attraverso l'elevato taglio, mentre l'area della scanalatura profonda (sezione di alimentazione) garantisce la stabilità del trasporto solido. Se il design del gradiente è irragionevole, può causare reflusso di fusione o surriscaldamento locale, riducendo l'accuratezza dimensionale del prodotto estruso.
2. Proprietà e campo di temperatura: il punto di equilibrio tra efficienza e consumo di energia
L'aspetto (L/D) della vite conica è la chiave per determinare il tempo di permanenza del materiale e l'efficienza di plastificazione. Le viti più lunghe (L/D> 25) possono estendere il tempo di riscaldamento del materiale e sono adatte ai materiali di elaborazione con scarsa stabilità termica (come PVC), ma aumenteranno significativamente i costi delle apparecchiature e il consumo di energia. Al contrario, le viti brevi (L/D <20) possono ridurre il consumo di energia, ma possono causare difetti superficiali dei prodotti a causa della plastificazione incompleta.
Anche il controllo coordinato del campo di temperatura è cruciale. Il design di riscaldamento suddiviso in zone del barile conico deve abbinare le caratteristiche geometriche della vite. Ad esempio, una temperatura inferiore viene utilizzata nella sezione di alimentazione per evitare che il materiale si scioglie e si attacca prematuramente, mentre la temperatura viene gradualmente aumentata nella sezione di compressione e nella sezione di misurazione per garantire una plastificazione sufficiente. L'uso della tecnologia di controllo della temperatura dinamica (come l'algoritmo PID) può ridurre le fluttuazioni della temperatura di fusione e controllare la differenza di temperatura entro ± 1,5 ° C, evitando così la deformazione del prodotto o le crepe causate da stress termico.
3. Adattabilità del materiale: estensione della vita e ridurre i costi di manutenzione
Il processo di trattamento superficiale della canna a vite conica (come nitriding e spruzzatura in lega bimetallica) influisce direttamente sulla sua resistenza all'usura e resistenza alla corrosione. Ad esempio, quando si elaborano materie plastiche rinforzate contenenti fibre di vetro, l'uso del rivestimento in carburo di tungsteno (WC) può prolungare la durata della vite di oltre il 30%, riducendo al contempo il cambio di tono causato dall'usura e mantenendo una pressione di estrusione stabile. Inoltre, la selezione del materiale del rivestimento a canna (come l'acciaio di boro o la lega a base di nichel ad alta temperatura) deve abbinare la corrosività del materiale elaborato per evitare la contaminazione del fuso a causa delle reazioni chimiche.
La progettazione strutturale della canna a vite conica deve trovare un equilibrio nell'ottimizzazione multi-obiettivo: deve soddisfare gli elevati standard di qualità di fusione e ridurre al minimo il consumo e i costi di energia. Con la divulgazione delle tecnologie di simulazione (come CFD e analisi degli elementi finiti), la previsione accurata delle prestazioni delle viti attraverso la modellazione digitale è diventata una tendenza del settore.