การออกแบบโครงสร้างของถังสกรูกรวยมีผลต่อคุณภาพและประสิทธิภาพของการอัดขึ้นรูปพลาสติกอย่างไร

ในด้านการประมวลผลการอัดรีดพลาสติกการออกแบบโครงสร้างของ ถังกรวยสกรู ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักโดยตรงกำหนดความเสถียรของกระบวนการอัดขึ้นรูปคุณภาพการหลอมละลายและประสิทธิภาพการผลิต ด้วยความต้องการตลาดที่เพิ่มขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีประสิทธิภาพสูงการปรับการออกแบบถังสกรูกรวยได้กลายเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงความสามารถในการแข่งขันขององค์กร
1. อัตราส่วนการบีบอัดและความลึกของด้าย: แกนกลางของความสม่ำเสมอของการละลาย
อัตราส่วนการบีบอัดของสกรูกรวย (อัตราส่วนของความลึกของร่องสกรูระหว่างส่วนฟีดสกรูและส่วนการวัด) เป็นพารามิเตอร์หลักที่มีผลต่อคุณภาพการหลอมเหลว อัตราส่วนการบีบอัดที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มผลการเฉือนและการผสมของวัสดุในร่องสกรูส่งเสริมการทำให้เป็นพลาสติกที่สม่ำเสมอของโซ่พอลิเมอร์และลดการสร้างอนุภาคที่ไม่ได้ลบออก อย่างไรก็ตามอัตราส่วนการบีบอัดที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดแรงดันเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันในถังเพิ่มการใช้พลังงานและเร่งการสึกหรอ ตัวอย่างเช่นเมื่อประมวลผลพลาสติกวิศวกรรมความหนืดสูง (เช่น PC, PA) การออกแบบอัตราส่วนการบีบอัดแบบก้าวหน้า (เช่น 3: 1 ถึง 2.5: 1) ไม่เพียง แต่หลีกเลี่ยงการสลายตัวที่เกิดจากอุณหภูมิหลอมเหลวสูงมากเกินไป
นอกจากนี้การออกแบบอย่างค่อยเป็นค่อยไปของความลึกของเธรดส่งผลโดยตรงต่อการกระจายอัตราแรงเฉือน พื้นที่ร่องตื้น (ส่วนการวัดแสง) ช่วยปรับปรุงการไหลเวียนของการหลอมเหลวผ่านแรงเฉือนสูงในขณะที่พื้นที่ร่องลึก (ส่วนการให้อาหาร) ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของการลำเลียงที่เป็นของแข็ง หากการออกแบบการไล่ระดับสีนั้นไม่สมเหตุสมผลอาจทำให้เกิดการไหลย้อนกลับหรือความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นลดความแม่นยำในมิติของผลิตภัณฑ์ที่อัดแน่น
2. อัตราส่วนภาพและสนามอุณหภูมิ: จุดสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและการใช้พลังงาน
อัตราส่วนภาพ (L/D) ของสกรูกรวยเป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดเวลาที่อยู่อาศัยของวัสดุและประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติก สกรูที่ยาวขึ้น (L/D> 25) สามารถขยายเวลาการทำความร้อนของวัสดุและเหมาะสำหรับการประมวลผลวัสดุที่มีความเสถียรทางความร้อนที่ไม่ดี (เช่น PVC) แต่จะเพิ่มต้นทุนอุปกรณ์และการใช้พลังงานอย่างมีนัยสำคัญ ในทางตรงกันข้ามสกรูสั้น (l/d <20) สามารถลดการใช้พลังงาน แต่อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องพื้นผิวของผลิตภัณฑ์เนื่องจากการทำให้เป็นพลาสติกที่ไม่สมบูรณ์
การควบคุมการประสานงานของสนามอุณหภูมิก็มีความสำคัญเช่นกัน การออกแบบความร้อนแบบ Zoned ของถังกรวยจำเป็นต้องจับคู่ลักษณะทางเรขาคณิตของสกรู ตัวอย่างเช่นอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจะใช้ในส่วนการให้อาหารเพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุหลอมละลายและติดก่อนกำหนดในขณะที่อุณหภูมิจะค่อยๆเพิ่มขึ้นในส่วนการบีบอัดและส่วนการวัดเพื่อให้แน่ใจว่าการทำให้เป็นพลาสติกเพียงพอ การใช้เทคโนโลยีการควบคุมอุณหภูมิแบบไดนามิก (เช่นอัลกอริทึม PID) สามารถลดความผันผวนของอุณหภูมิหลอมละลายและควบคุมความแตกต่างของอุณหภูมิภายใน± 1.5 ° C ซึ่งจะหลีกเลี่ยงการแปรปรวนของผลิตภัณฑ์หรือการแตกร้าวที่เกิดจากความเครียดจากความร้อน
3. การปรับตัวของวัสดุ: ยืดอายุการใช้งานและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
กระบวนการบำบัดพื้นผิวของกระบอกสกรูกรวย (เช่นไนไตรด์และการพ่นโลหะผสม bimetallic) ส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดกร่อน ตัวอย่างเช่นเมื่อการประมวลผลพลาสติกเสริมที่มีเส้นใยแก้วการใช้การเคลือบทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) สามารถยืดอายุของสกรูได้มากกว่า 30%ในขณะที่ลดการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงที่เกิดจากการสึกหรอ นอกจากนี้การเลือกวัสดุของซับบาร์เรล (เช่นเหล็กโบรอนหรือโลหะผสมนิกเกิลอุณหภูมิสูง) จำเป็นต้องจับคู่การกัดกร่อนของวัสดุแปรรูปเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของการละลายเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมี
การออกแบบโครงสร้างของกระบอกกรวยสกรูจำเป็นต้องค้นหาความสมดุลในการเพิ่มประสิทธิภาพหลายวัตถุประสงค์: มันจะต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่สูงของคุณภาพการละลายและลดการใช้พลังงานและค่าใช้จ่าย ด้วยความนิยมของเทคโนโลยีการจำลอง (เช่น CFD และการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด ) การทำนายประสิทธิภาพของสกรูที่แม่นยำผ่านการสร้างแบบจำลองดิจิตอลได้กลายเป็นแนวโน้มของอุตสาหกรรม