Suulakepuristusruuvin ja tynnyrin suunnittelu: tuotteiden laadun ja johdonmukaisuuden parantaminen

Ekstruusio on suosittu valmistusprosessi monenlaisten tuotteiden, kuten muovikalvojen, putkien ja profiilien, luomiseen. Prosessi sisältää raaka-aineiden sulatuksen ja muotoilun kuumennetun tynnyrin ja pyörivän ruuvin kautta. Ruuvi vastaa materiaalin sulattamisesta ja kuljettamisesta suulakkeeseen, joka muotoilee siitä lopputuotteen.

Suulakepuristusruuvien ja -tynnyrien suunnittelu- ja valmistusprosessi on kriittinen tekijä korkealaatuisten ja yhtenäisten tuotteiden varmistamisessa. Täällä keskustelemme siitä, kuinka ekstruusioruuvien ja tynnyrien geometria ja materiaaliominaisuudet voivat vaikuttaa lopputuotteeseen.

Ruuvin geometria

Ruuvin geometrialla on ratkaiseva rooli ekstruusioprosessin suorituskyvyn määrittämisessä. Ruuvin suunnittelu tulee räätälöidä käytettävän materiaalin ja halutun lopputuotteen mukaan. Ruuvimalleja on erilaisia, joista jokaisella on etunsa ja haittansa.

Yleisin ruuvirakenne on yksisuuntainen, kolmialueinen ruuvi, joka sisältää syöttöalueen, puristusvyöhykkeen ja annostelualueen. Syöttövyöhyke vastaa raaka-aineen kuljettamisesta ekstruuderiin, kun taas puristusvyöhyke puristaa ja sulattaa materiaalin. Annostelualue vastaa paineen luomisesta ja materiaalin homogenisoinnista.

Toinen ruuvirakenne on sulkuruuvi, joka sisältää syöttö- ja annosteluosat erottavan sulkupalkin. Tämä malli voi olla hyödyllinen materiaaleille, jotka vaativat suurempaa sekoitusta tai painetta, mikä johtaa laadukkaampiin tuotteisiin.

Iranin Amirkabirin teknillisen yliopiston polymeeritekniikan laitoksen tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että ruuvin rakenteen muuttaminen yksisuuntaisesta ruuvista kaksisuuntaiseksi paransi lopputuotteen laatua 16,8 % ja paransi homogeenisuutta ja parannusta. vähentynyt huokoisuus.

Materiaalin ominaisuudet

Ruuvin ja piipun materiaaliominaisuudet ovat ratkaisevia tekijöitä lopputuotteen laadun kannalta. Materiaalilla tulee olla korkea kulutuskestävyys, korkeiden lämpötilojen stabiilisuus ja alhainen kitkakerroin. Materiaaleja, kuten nitriditerästä tai bimetallipinnoitteita, käytetään yleisesti parantamaan kulutuskestävyyttä ja vähentämään kitkaa.

Mumbaissa sijaitsevan Indian Institute of Technologyn tutkijoiden tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että bimetallipinnoitteen käyttö ruuvin pinnalla paransi kulutuskestävyyttä 60 % ja pienensi kitkakerrointa 25 %, mikä johti parempaan tuotteen laatuun ja pienensi energiankulutusta.

Tynnyrin geometria

Tynnyrin geometria on myös olennainen tekijä määritettäessä lopputuotteen laatua ja yhtenäisyyttä. Tynnyrin rakenne tulisi optimoida tasaisen lämpötilan jakautumisen ja materiaalin tehokkaan sulamisen varmistamiseksi. Yleisin tynnyrimalli on sileäreikäinen tynnyri, jossa on sisäiset lämmitys- ja jäähdytyselementit. Jäähdytyselementit ovat välttämättömiä estämään materiaalin ylikuumenemista ja hajoamista, mikä voi johtaa huonolaatuisiin tuotteisiin.

Italialaisen Napolin yliopiston Federico II:n tutkijoiden tekemässä tutkimuksessa todettiin, että kierteisellä kanavalla varustetun uritetun piipun käyttö pienensi 28 % painehäviötä ja 17 % paransi lopputuotteen mekaanisia ominaisuuksia.