ถังสกรูกรวยสามารถลดการใช้พลังงานในเครื่องฉีดขึ้นรูปได้หรือไม่?

ด้วยความต้องการผลิตภัณฑ์พลาสติกทั่วโลก (อัตราการเติบโตของสารประกอบประจำปีมากกว่า 5%) การฉีดขึ้นรูปเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลหลักกำลังเผชิญกับความท้าทายที่รุนแรง: ข้อมูลจากหน่วยงานพลังงานระหว่างประเทศแสดงให้เห็นว่าเครื่องฉีดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมคิดเป็นมากกว่า 40% ของการใช้พลังงานทั้งหมดของอุตสาหกรรมการประมวลผลพลาสติก ขับเคลื่อนด้วยเป้าหมาย "คู่คาร์บอน" ถังกรวยสกรู เทคโนโลยีกำลังก่อให้เกิดการปฏิวัติอุตสาหกรรมของการประหยัดพลังงานและการลดการบริโภคด้วยนวัตกรรมทางวิศวกรรมที่เป็นเอกลักษณ์
โดยทั่วไปแล้วเครื่องฉีดแบบฉีดแบบดั้งเดิมใช้การออกแบบสกรูแบบขนานและอัตราการแปลงพลังงานของพวกเขาอยู่ที่ 35-45% (ตามรายงานประจำปี 2022 ของสมาคม SPE) การสูญเสียพลังงานหลักมีความเข้มข้นใน:
การสร้างความร้อนแรงเฉือนที่ไม่มีประสิทธิภาพ: ร่องสกรูเชิงเส้นทำให้การกระจายของอัตราแรงเฉือนของวัสดุไม่สม่ำเสมอต้องมีการชดเชยความร้อนเพิ่มเติม
การใช้พลังงานความดันกลับเสีย: มากกว่า 30% ของการใช้พลังงานใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันละลาย
ไม่มีการสูญเสียรอบการโหลด: แรงเสียดทานที่ไม่มีประสิทธิภาพในระยะพลาสติกที่ไม่ต้องพลาสติกเป็น 18.7%
สกรูกรวยได้รับการพัฒนาที่สำคัญผ่านการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของความลึกของสกรูร่อง (ส่วนเข้าสู่ระดับความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 →การบีบอัดส่วน 0.15) และอัตราส่วนการบีบอัดรูปทรงเรขาคณิต (2.5-3.0: 1) การจำลองพลวัตของของเหลวที่ Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ในสหรัฐอเมริกาแสดงให้เห็นว่าการออกแบบนี้เพิ่มการไล่ระดับความดันของพอลิเมอร์ละลาย 27%เพิ่มอัตราการใช้ความร้อนแรงเฉือนเป็น 82%และลดความจำเป็นในการทำความร้อนภายนอกอย่างมีนัยสำคัญ
ตามข้อมูลการทดสอบจริงของ Engel ในประเทศเยอรมนีในปี 2023 ในการประมวลผลวัสดุ PP เดียวกัน:
ดัชนีการใช้พลังงาน: การใช้พลังงานต่อหน่วยการส่งออกของสกรูกรวยจะลดลงเป็น 0.38kWh/kg (0.51kWh/kg สำหรับอุปกรณ์ดั้งเดิม)
ประสิทธิภาพการควบคุมอุณหภูมิ: ช่วงความผันผวนของอุณหภูมิหลอมเหลวแคบลงเป็น± 1.5 ℃ (ดั้งเดิม± 3.5 ℃)
ระบบพลังงาน: โหลดเซอร์โวมอเตอร์ลดลง 19%และต้นทุนการบำรุงรักษาประจำปีลดลง 32%
นำโรงงานผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ด้วยผลผลิตต่อปี 5,000 ตันเป็นตัวอย่าง หลังจากใช้ระบบสกรูกรวย:
การประหยัดพลังงานประจำปี: 650,000KWh (เทียบเท่ากับการลดการปล่อยCO₂ 420 ตัน)
ระยะเวลาคืนทุนการลงทุน: 1.8 ปี (อุปกรณ์พรีเมี่ยมส่วนหนึ่งของมันถูกกู้คืนผ่านการประหยัดค่าไฟฟ้า)
ลักษณะการบีบอัดของสกรูกรวยเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ:
พลาสติกวิศวกรรม: รอบการประมวลผล PA66/GF30 สั้นลง 12%และอัตราการแตกของเส้นใยแก้วลดลงเหลือ 0.8%
วัสดุที่ใช้ชีวภาพ: ประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติก PLA เพิ่มขึ้น 25%และความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิการย่อยสลายถึง± 0.8 ℃℃
ระบบไส้สูง: ความสม่ำเสมอของการกระจายตัวของแคลเซียมคาร์บอเนต 40% ที่เติม HDPE เพิ่มขึ้นเป็น 98.2%
เทคโนโลยีการจดสิทธิบัตรของ Japan Meiki Manufacturing (JP2023-045678A) รวมสกรูสองเท่าร่วมกับองค์ประกอบการผสมแบบไดนามิกซึ่งเพิ่มเสถียรภาพของดัชนีการหลอมละลายของวัสดุรีไซเคิล PET 3 ครั้ง