Comment la conception structurelle du baril à vis conique affecte-t-elle la qualité et l'efficacité de l'extrusion plastique?

Dans le domaine du traitement d'extrusion plastique, la conception structurelle de la canon à vis conique En tant que composant central, détermine directement la stabilité du processus d'extrusion, la qualité de la fusion et l'efficacité de production. Avec la demande croissante du marché de produits en plastique haute performance, l'optimisation de la conception du baril à vis conique est devenue la clé pour améliorer la compétitivité des entreprises.
1. Ratio de compression et profondeur de filetage: le cœur de l'uniformité de la fusion
Le rapport de compression de la vis conique (le rapport de la profondeur de la rainure de vis entre la section d'alimentation à vis et la section de mesure) est le paramètre central affectant la qualité de fusion. Un rapport de compression plus élevé peut améliorer le cisaillement et l'effet de mélange du matériau dans la rainure de vis, favoriser la plastification uniforme de la chaîne de polymère et réduire la génération de particules non définies. Cependant, un rapport de compression trop élevé entraînera une augmentation soudaine de la pression dans le baril, augmentera la consommation d'énergie et accélérer l'usure des vis. Par exemple, lors du traitement des plastiques d'ingénierie à haute viscosité (tels que PC, PA), une conception de rapport de compression progressive (comme 3: 1 à 2,5: 1) peut non seulement éviter la dégradation causée par une température de fusion excessivement élevée, mais aussi améliorer la densité de fusion.
De plus, la conception progressive de la profondeur du fil affecte directement la distribution du taux de cisaillement. La zone de rainure peu profonde (section de mesure) améliore la fluidité de la fusion par cisaillement élevé, tandis que la zone de rainure profonde (section d'alimentation) assure la stabilité de la transmission solide. Si la conception du gradient est déraisonnable, elle peut provoquer un reflux de fonte ou une surchauffe locale, en réduisant la précision dimensionnelle du produit extrudé.
2. Rapport d'aspect et champ de température: le point d'équilibre entre l'efficacité et la consommation d'énergie
Le rapport d'aspect (L / D) de la vis conique est la clé pour déterminer le temps de séjour du matériau et l'efficacité de la plastification. Des vis plus longues (L / D> 25) peuvent prolonger le temps de chauffage des matériaux et conviennent aux matériaux de traitement avec une mauvaise stabilité thermique (comme le PVC), mais augmenteront considérablement les coûts de l'équipement et la consommation d'énergie. Au contraire, les vis courtes (L / D <20) peuvent réduire la consommation d'énergie, mais peuvent provoquer des défauts de surface des produits dus à une plastification incomplète.
Le contrôle coordonné du champ de température est également crucial. La conception de chauffage zonée du canon conique doit correspondre aux caractéristiques géométriques de la vis. Par exemple, une température plus basse est utilisée dans la section d'alimentation pour empêcher le matériau de fondre et de coller prématurément, tandis que la température est progressivement augmentée dans la section de compression et la section de mesure pour assurer une plastification suffisante. L'utilisation de la technologie dynamique de contrôle de la température (telle que l'algorithme PID) peut réduire les fluctuations de la température et contrôler la différence de température à ± 1,5 ° C, évitant ainsi la déformation des produits ou les fissures causées par la contrainte thermique.
3. Adaptabilité des matériaux: prolonger la durée de vie et réduire les coûts de maintenance
Le processus de traitement de surface du baril à vis conique (comme la nitrade et la pulvérisation en alliage bimétallique) affecte directement sa résistance à l'usure et sa résistance à la corrosion. Par exemple, lors du traitement des plastiques renforcés contenant des fibres de verre, l'utilisation du revêtement en carbure de tungstène (WC) peut prolonger la durée de vie de la vis de plus de 30%, tout en réduisant le changement de pas causé par l'usure et en maintenant une pression d'extrusion stable. De plus, la sélection des matériaux de la doublure du canon (comme l'acier de bore ou l'alliage à base de nickel à haute température) doit correspondre à la corrosivité du matériau transformé pour éviter la contamination de la fusion en raison de réactions chimiques.
La conception structurelle du baril à vis conique doit trouver un équilibre dans l'optimisation multi-objectifs: il doit répondre aux normes élevées de qualité de fusion et minimiser la consommation et les coûts d'énergie. Avec la vulgarisation des technologies de simulation (comme CFD et une analyse par éléments finis), une prédiction précise des performances des vis grâce à la modélisation numérique est devenue une tendance de l'industrie.