Hoe beïnvloedt het structurele ontwerp van de conische schroefvat de kwaliteit en efficiëntie van plastic extrusie?

Op het gebied van plastic extrusieverwerking, het structurele ontwerp van de conische schroefvat Als kerncomponent bepaalt direct de stabiliteit van het extrusieproces, de smeltkwaliteit en de productie -efficiëntie. Met de toenemende marktvraag naar krachtige plastic producten, is het optimaliseren van het ontwerp van de conische schroefvat de sleutel geworden tot het verbeteren van het concurrentievermogen van ondernemingen.
1. Compressieverhouding en draaddiepte: de kern van smeltuniformiteit
De compressieverhouding van de conische schroef (de verhouding van de schroefgroefdiepte tussen de sectie Schroefvoeding en de meter sectie) is de kernparameter die de smeltkwaliteit beïnvloedt. Een hogere compressieverhouding kan het afschuif- en het mengeffect van het materiaal in de schroefgroef verbeteren, de uniforme weekmaking van de polymeerketen bevorderen en het genereren van niet -geselecteerde deeltjes verminderen. Een een te hoge een compressieverhouding zal echter een plotselinge toename van de druk in het vat veroorzaken, het energieverbruik verhogen en de slijtage van de schroef versnellen. Bijvoorbeeld, wanneer het verwerken van hoogviscositeitstechnische kunststoffen (zoals PC, PA), een progressief compressieverhoudingontwerp (zoals 3: 1 tot 2,5: 1) kan niet alleen afbraak voorkomen die wordt veroorzaakt door een overmatig hoge smelttemperatuur, maar ook de smeltdichtheid verbeteren.
Bovendien heeft het geleidelijke ontwerp van de draaddiepte direct invloed op de verdeling van de afschuifsnelheid. Het ondiepe groefgebied (meter sectie) verbetert de smeltfluïditeit door hoge afschuiving, terwijl het diepe groefgebied (voedingssectie) de stabiliteit van vaste transport ervoor zorgt. Als het gradiëntontwerp onredelijk is, kan dit smeltreflux of lokale oververhitting veroorzaken, waardoor de dimensionale nauwkeurigheid van het geëxtrudeerde product wordt verminderd.
2. Aspectverhouding en temperatuurveld: het balanspunt tussen efficiëntie en energieverbruik
De beeldverhouding (L/D) van de conische schroef is de sleutel tot het bepalen van de verblijftijd van het materiaal en de kunststofefficiëntie. Langere schroeven (L/D> 25) kunnen de materiaalverwarmingstijd verlengen en zijn geschikt voor verwerkingsmaterialen met een slechte thermische stabiliteit (zoals PVC), maar zullen de apparatuurkosten en het energieverbruik aanzienlijk verhogen. Integendeel, korte schroeven (L/D <20) kunnen het energieverbruik verminderen, maar kunnen oppervlaktedefecten van producten veroorzaken als gevolg van onvolledige kunststof.
De gecoördineerde regeling van het temperatuurveld is ook cruciaal. Het gezoneerde verwarmingsontwerp van het conische vat moet overeenkomen met de geometrische kenmerken van de schroef. Een lagere temperatuur wordt bijvoorbeeld gebruikt in het voedingsgedeelte om te voorkomen dat het materiaal voortijdig smelt en vastloopt, terwijl de temperatuur geleidelijk wordt verhoogd in de compressiesectie en het meetgedeelte om voldoende kunststof te garanderen. Het gebruik van dynamische temperatuurregelingstechnologie (zoals PID -algoritme) kan de smelttemperatuurschommelingen verminderen en het temperatuurverschil binnen ± 1,5 ° C regelen, waardoor het kraken van product of barsten veroorzaakt door thermische stress wordt vermeden.
3. Materiaalaanpassingsvermogen: het verlengen van de levensduur en het verlagen van de onderhoudskosten
Het oppervlaktebehandelingsproces van de conische schroefvat (zoals nitridende en bimetallische legeringsspuiten) heeft direct invloed op de slijtvastheid en corrosieweerstand. Bij het verwerken van versterkte kunststoffen die glasvezel bevatten, kan het gebruik van wolfraamcarbide (WC) coating bijvoorbeeld de levensduur van de schroef met meer dan 30%verlengen, terwijl de toonhoogteverandering veroorzaakt door slijtage wordt verminderd en een stabiele extrusiedruk behoudt. Bovendien moet de materiaalselectie van de vatvoering (zoals boorstaal of nikkelgebaseerde legering op hoge temperatuur) overeenkomen met de corrosiviteit van het verwerkte materiaal om verontreiniging van de smelt te voorkomen als gevolg van chemische reacties.
Het structurele ontwerp van de conische schroefvat moet een balans vinden bij multi-objectieve optimalisatie: het moet voldoen aan de hoge normen van de smeltkwaliteit en het energieverbruik en de kosten minimaliseren. Met de popularisatie van simulatietechnologieën (zoals CFD en eindige elementenanalyse) is een nauwkeurige voorspelling van schroefprestaties door digitale modellering een industriële trend geworden.