Dizajn vytláčacej skrutky a suda: Zlepšenie kvality a konzistencie produktov

Extrúzia je populárny výrobný proces na vytváranie širokej škály produktov, ako sú plastové fólie, rúry a profily. Proces zahŕňa tavenie a tvarovanie surovín cez vyhrievaný sud a rotujúcu skrutku. Skrutka je zodpovedná za tavenie a dopravu materiálu do matrice, ktorá ho tvaruje do konečného produktu.

Dizajn a výrobný proces vytláčacích skrutiek a sudov je kritickým faktorom pri zabezpečovaní vysoko kvalitných a konzistentných produktov. Tu budeme diskutovať o tom, ako môže geometria a materiálové vlastnosti vytláčacích skrutiek a sudov ovplyvniť konečný produkt.

Geometria skrutiek

Geometria skrutky hrá kľúčovú úlohu pri určovaní výkonu procesu vytláčania. Dizajn skrutky by mal byť prispôsobený konkrétnemu použitému materiálu a požadovanému konečnému produktu. Existujú rôzne typy skrutiek, z ktorých každá má svoje výhody a nevýhody.

Najbežnejšou skrutkovou konštrukciou je jednochodá, trojzónová skrutka, ktorá zahŕňa zónu podávania, kompresnú zónu a dávkovaciu zónu. Vstupná zóna je zodpovedná za dopravu suroviny do extrudéra, zatiaľ čo kompresná zóna stláča a taví materiál. Dávkovacia zóna je zodpovedná za vytváranie tlaku a homogenizáciu materiálu.

Ďalšou skrutkovou konštrukciou je bariérová skrutka, ktorá obsahuje bariérový let, ktorý oddeľuje sekciu podávania a dávkovania. Tento dizajn môže byť výhodný pre materiály, ktoré vyžadujú vyššie miešanie alebo tlak, výsledkom čoho sú produkty vyššej kvality.

Štúdia Katedry polymérneho inžinierstva na Amirkabir University of Technology v Iráne zistila, že zmena konštrukcie skrutky z jednochodovej na dvojchodovú viedla k 16,8 % zlepšeniu kvality konečného produktu s lepšou homogenitou a znížená pórovitosť.

Vlastnosti materiálu

Vlastnosti materiálu skrutky a valca sú rozhodujúcimi faktormi pri určovaní kvality konečného produktu. Materiál by mal mať vysokú odolnosť proti opotrebeniu, vysokú teplotnú stabilitu a nízky koeficient trenia. Na zlepšenie odolnosti proti opotrebeniu a zníženie trenia sa bežne používajú materiály ako nitridová oceľ alebo bimetalické povlaky.

Štúdia výskumníkov z Indického technologického inštitútu v Bombaji zistila, že použitie bimetalického povlaku na povrchu skrutky zlepšilo odolnosť proti opotrebeniu o 60 % a znížilo koeficient trenia o 25 %, čo viedlo k lepšej kvalite produktu a zníženiu spotreby energie.

Geometria hlavne

Geometria hlavne je tiež podstatným faktorom pri určovaní kvality a konzistencie konečného produktu. Konštrukcia valca by mala byť optimalizovaná, aby sa zabezpečilo rovnomerné rozloženie teploty a efektívne tavenie materiálu. Najbežnejšou konštrukciou hlavne je hlaveň s hladkým vývrtom s vnútornými vykurovacími a chladiacimi prvkami. Chladiace prvky sú nevyhnutné na zabránenie prehriatiu a degradácii materiálu, čo môže viesť k nekvalitným výrobkom.

Štúdia výskumníkov z Neapolskej univerzity Federico II v Taliansku zistila, že použitie drážkovaného valca so špirálovitým kanálom viedlo k 28% zníženiu poklesu tlaku a 17% zlepšeniu mechanických vlastností konečného produktu.