Bagaimana desain efisiensi pemrosesan dampak sekrup sekrup kerucut?

Di ranah ekstrusi plastik dan cetakan injeksi, tong sekrup kerucut adalah landasan efisiensi. Desainnya secara langsung mempengaruhi aliran material, konsumsi energi, dan kualitas produk. Sementara banyak faktor berkontribusi pada kinerja pemrosesan, geometri, perlakuan permukaan, dan integritas struktural dari tong sekrup kerucut memainkan peran penting.
1. Geometri: fondasi dinamika aliran material
Desain meruncing sekrup sekrup kerucut menciptakan zona kompresi bertahap, yang sangat penting untuk memproses bahan sensitif panas seperti PVC atau plastik rekayasa. Tidak seperti sekrup paralel, geometri kerucut meningkatkan area kontak permukaan antara sekrup dan laras saat material bergerak menuju ujung pelepasan. Kompresi bertahap ini memastikan:
Melting Seragam: Terkurang tegangan geser meminimalkan degradasi termal.
Stabilisasi Tekanan: Gradien tekanan yang konsisten mencegah jebakan udara dan rongga.
Peningkatan pencampuran: Kedalaman saluran variabel meningkatkan pencampuran distributif, kritis untuk polimer yang diisi (mis., Nylon yang diperkuat serat gelas).
2. Rasio Kompresi: Kecepatan dan Kualitas Penyeimbangan
Rasio kompresi - dihitung sebagai rasio volume saluran zona umpan sekrup terhadap zona pengukurannya - adalah parameter desain utama. Rasio kompresi yang lebih tinggi (mis., 3: 1) sesuai dengan bahan viskositas tinggi seperti karet, sedangkan rasio yang lebih rendah (1,5: 1–2.5: 1) bekerja untuk resin viskositas rendah. Rasio yang kurang dikalibrasi menyebabkan:
Kompresi berlebihan: Konsumsi energi berlebihan dan kepanasan material.
Kompresi bawah: Peleburan yang tidak lengkap dan kepadatan produk yang tidak konsisten.
Alat analisis elemen hingga canggih (FEA) sekarang memungkinkan insinyur untuk mensimulasikan dinamika kompresi, memastikan rasio optimal untuk polimer spesifik.
3. Rekayasa Permukaan: Mengurangi keausan dan kehilangan energi
Finish permukaan sekrup barel secara langsung memengaruhi efisiensi energi. Pelapis nitriding, pelapis krom keras, atau tungsten karbida mengurangi koefisien gesekan hingga 40%, sebagaimana divalidasi oleh tes keausan ASTM G99. Manfaat termasuk:
Persyaratan torsi yang lebih rendah: Pengurangan beban motor memotong biaya energi sebesar 8-12%.
Kehidupan layanan yang diperluas: Pelapis mengurangi abrasi dari senyawa yang diisi (mis., Karbon hitam atau keramik).
Pembersihan lebih cepat: Permukaan yang lebih halus meminimalkan adhesi material selama perubahan warna atau resin.
Sebuah studi kasus 2023 dari produsen botol PET China mengungkapkan bahwa beralih ke tong sekrup plasma-nitrided mengurangi waktu henti sebesar 20% dan biaya perawatan tahunan sebesar $ 35.000.
4. Desain tersegmentasi: fleksibilitas untuk pemrosesan multi-bahan
Barel sekrup kerucut modern sering menampilkan segmen modular yang disesuaikan dengan tahap pemrosesan tertentu (memberi makan, meleleh, ventilasi). Modularitas ini memungkinkan:
Konfigurasi ulang yang cepat: beradaptasi dengan beragam bahan tanpa mengganti seluruh sekrup.
Kontrol suhu presisi: Zona pemanas/pendingin independen mencegah hotspot.
Devolatilisasi yang efisien: Segmen ventilasi khusus menghilangkan volatil dari resin higroskopis seperti ABS.
5. Pemilihan Bahan: Daya Daya Daya Tahan Dalam Kondisi Ekstrem
Paduan kinerja tinggi seperti 4140 baja atau liner bimetal menahan suhu hingga 400 ° C dan tekanan melebihi 30 MPa. Untuk bahan korosif (mis., Fluoropolimer), pelapis Hastelloy atau stellite sangat diperlukan. Bahan yang kurang dipilih mempercepat keausan, meningkatkan laju memo sebesar 5-10%.