Ako ovplyvňuje geometria skrutky čas zotrvania a šmykovú rýchlosť materiálu v hlavni?

Geometria skrutky hrá rozhodujúcu úlohu pri určovaní času zotrvania a rýchlosti šmyku materiálu vo valci vstrekovacieho stroja. Tu je postup:

Hĺbka letu: Hĺbka letu je základným aspektom geometrie skrutky, ktorá výrazne ovplyvňuje dynamiku toku materiálu v hlavni. Vzdialenosť medzi vonkajším priemerom skrutky a vnútorným priemerom valca určuje objem materiálu, ktorý môže byť umiestnený pozdĺž kanála skrutky. Tento objem priamo ovplyvňuje dobu zotrvania, pretože väčšia hĺbka letu umožňuje dopraviť väčšie množstvo materiálu na otáčku závitovky. V dôsledku toho materiál trávi viac času v sude, kde prechádza procesmi, ako je tavenie, miešanie a homogenizácia. Dlhšie doby zotrvania sú obzvlášť výhodné na dosiahnutie jednotných vlastností finálnych tvarovaných dielov, pretože uľahčujú dôkladné premiešanie aditív, farbív alebo recyklovaných materiálov so základnou živicou. Avšak nadmerná hĺbka letu môže viesť k predĺženiu doby zotrvania, čím hrozí degradácia materiálu alebo prehriatie, najmä v prípade polymérov citlivých na teplo.

Stúpanie: Stúpanie skrutky, definované ako vzdialenosť medzi susednými lopatkami pozdĺž jej dĺžky, priamo ovplyvňuje posun materiálu a následne aj dobu zotrvania. Väčšie stúpanie má za následok väčšiu prepravu materiálu na otáčku závitovky, čím sa efektívne zvyšuje prietok a predlžuje sa doba zdržania. Tento predĺžený čas zotrvania ponúka niekoľko výhod, vrátane lepšieho miešania a homogenizácie materiálu, ktoré sú rozhodujúce pre dosiahnutie konzistentných vlastností taveniny a kvality dielu. Dlhšie doby zdržania môžu zlepšiť začlenenie prísad alebo plnív, čím sa zabezpečí rovnomerná distribúcia v tavenine. Je však nevyhnutné zvážiť kompromisy spojené s dlhšími rozstupmi, ako je potenciálne zvýšenie spotreby energie alebo degradácia spôsobená šmykom. Naopak, kratšie stúpania znižujú posun materiálu na otáčku, čo vedie ku kratším dobám zotrvania. Aj keď to môže byť žiaduce pre minimalizáciu vystavenia materiálu vysokým teplotám alebo skrátenie doby cyklu, môže to tiež zhoršiť kvalitu taveniny a účinnosť miešania.

Kompresný pomer: Kompresný pomer závitovky, vyjadrený ako pomer hĺbky podávacej zóny k hĺbke dávkovacej zóny, výrazne ovplyvňuje spracovanie materiálu v hlavni. Vyšší kompresný pomer zvyšuje tlak a teplotu materiálu, keď postupuje pozdĺž skrutky, čím sa účinne predlžuje čas zotrvania. Táto predĺžená doba zdržania umožňuje rozsiahlejšie tavenie, miešanie a homogenizáciu materiálu, čo vedie k zlepšeniu kvality taveniny a konzistencie dielu. Zvýšený tlak podporuje lepšie zhutnenie a zahusťovanie taveniny, čím sa zmenšujú dutiny alebo nekonzistencie v konečných formovaných dieloch. Avšak nadmerné kompresné pomery môžu viesť k prepracovaniu materiálu, čo spôsobí degradáciu, zmenu farby alebo nadmernú spotrebu energie.

Hĺbka kanála: Hĺbka kanálov závitovky, ktorá sa vzťahuje na priestor medzi susednými lopatkami, výrazne ovplyvňuje dopravu materiálu a čas zotrvania. Hlbšie kanály pojmú väčší objem materiálu, čím uľahčia zvýšený transport materiálu po dĺžke skrutky a následne predĺžia dobu zotrvania. Táto predĺžená doba zdržania umožňuje dôkladnejšie premiešanie, miešanie a tepelné spracovanie materiálu, čo vedie k zlepšeniu kvality taveniny a výkonu dielu. Hlbšie kanály podporujú lepšie spojenie medzi skrutkou a valcom, čím sa minimalizuje únik alebo obchádzanie neroztaveného materiálu. Príliš hlboké kanály však môžu brániť doprave materiálu alebo zvyšovať šmykové sily, čo môže viesť k problémom pri spracovaní alebo predčasnému opotrebovaniu skrutky.

Skrutka vstrekovacieho stroja
Injection machine screw