Ekstrūzijas skrūves izvēle ir būtisks solis ekstrūzijas formēšanas procesā, jo skrūves veiktspēja tieši nosaka produkta kvalitāti, izlaidi un ražošanas stabilitāti.
1. Apstrādātā materiāla raksturojums
Tas ir vissvarīgākais faktors. Dažādām plastmasām (piemēram, granulām vai pulveriem) ir atšķirīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības.
Forma: granulas vai pulveris? Pulverim nepieciešama lielāka saspiešana un transportēšanas jauda.
Siltuma jutība: piemēram, PVC (polivinilhlorīds) ir ļoti jutīgs pret karstumu un bīdi, ir pakļauts sadalīšanai, un tam ir nepieciešama skrūve ar zemu bīdes pakāpi un zemu saspiešanas pakāpi. Tam nepieciešama arī augsta virsmas apdare, lai novērstu materiāla uzkrāšanos mirušajos stūros. Materiāli, piemēram, PE (polietilēns) un PP (polipropilēns), ir salīdzinoši stabili.
Kristalitāte: ne-kristāliski materiāli (piemēram, ABS, PC, PVC): plašākam kausējuma diapazonam ir nepieciešamas garākas saspiešanas daļas.
Kristāliski materiāli (piemēram, PE, PP, PA): šaurs kušanas temperatūras diapazons ar augstu siltuma absorbciju kušanas laikā, kam nepieciešams spēcīgs bīdes siltums un garāka homogenizācijas sekcija.
Viskozitāte: augstas{0}viskozitātes materiāliem (piemēram, PC, PMMA) ir vajadzīgas dziļākas skrūvju rievas, lai samazinātu bīdes pārkaršanu; zemas-viskozitātes materiāliem (piemēram, PA) ir nepieciešamas seklākas skrūvju rievas, lai nodrošinātu transportēšanas efektivitāti.
Pildīti/pastiprināti materiāli: ja materiāli satur stikla šķiedru, kalcija karbonātu utt., skrūvei ir jāizmanto nodilumizturīgāki materiāli (piemēram, divkāršs-metāls, ar virsmas pārklājumu-volframa karbīds) un jāiekļauj īpašs dizains, lai samazinātu stikla šķiedras noberšanos uz skrūves un cilindra.
Viskozitāte: augstas -viskozitātes materiāliem (piemēram, PC, PMMA) ir nepieciešams lielāks skrūvju rievas dziļums, lai samazinātu bīdes pārkaršanu; Materiāliem ar zemu -viskozitāti (piem., PA) ir nepieciešamas seklākas skrūvju rievas, lai nodrošinātu efektīvu transportēšanu.
Pildvielas/pastiprinājumi:
Ja materiāli satur stikla šķiedru, kalcija karbonātu utt., skrūvei jābūt izgatavotai no nodilumizturīgākiem materiāliem (piem., dubulta-metāla, volframa karbīda virsmas pārklājums), un tai jābūt specializētai konstrukcijai, lai līdz minimumam samazinātu stikla šķiedras noberšanos uz skrūves un cilindra.
2. Skrūvju ģeometriskie parametri
Garuma-pret-diametra attiecība (L/D):
Īsa L/D attiecība (20-25:1): piemērots materiāliem ar zemām plastifikācijas prasībām un siltuma jutīgumu (piemēram, RPVC), un tiem ir īss uzturēšanās laiks.
Vidēja-līdz-garuma attiecība (25-30:1): visbiežāk izmantotais diapazons, kas nodrošina labu plastificēšanu un vienmērīgu sajaukšanos.
Gara/īpaši{0}}garuma attiecība (33:1 un vairāk): izmanto lietojumiem, kuriem nepieciešama liela jauda, augsta sajaukšanas efektivitāte vai īpaši procesi (piemēram, ventilācijas ekstrūzija). Lielāka garuma attiecība nodrošina rūpīgāku plastificēšanu, bet arī palielina skrūves griezes momenta prasības un ražošanas sarežģītību.
Kompresijas pakāpe:
Zema saspiešanas pakāpe (1,4–1,8): piemērots ļoti piepildītiem vai karstumjutīgiem materiāliem, piemēram, PVC un magnētiskiem pulveriem.
Vidēja kompresijas pakāpe (2,0–2,5): piemērota lielākajai daļai vispārējas nozīmes plastmasu, piemēram, PE, PP un ABS.
Augsta saspiešanas pakāpe (2.5 - 3.0+): piemērota inženiertehniskajām plastmasām, kurām nepieciešama liela bīde, lai veicinātu plastificēšanu (piemēram, PC, PA), taču temperatūras kontrole ir rūpīgi jāpārvalda.
Skrūves rievas dziļums: ietekmē bīdes ātrumu un transportēšanas jaudu. Seklas rievas rada lielu bīdi (piemērota zemai viskozitātei), savukārt dziļas rievas rada zemu bīdi (piemērota augstai viskozitātei).
3. Skrūves funkcionālās segmentācijas dizains
Skrūve parasti ir sadalīta trīs daļās: padeves sekcija (cietās vielas transportēšana), saspiešanas sekcija (plastifikācija un kausēšana) un dozēšanas sekcija (homogenizācija un ekstrūzija).
Barošanas sadaļa: jānodrošina pietiekama transportēšanas jauda, lai novērstu tiltu veidošanos. Slideniem materiāliem (piemēram, dažiem otrreizēji pārstrādātiem materiāliem) var būt nepieciešama piespiedu padeves starplika vai īpaša rievu konstrukcija.
Kompresijas sadaļa (plastifikācijas sadaļa): šī ir dizaina būtība. Tās garums ir jāpielāgo materiāla kušanas ātrumam. Kristāliskiem materiāliem šai sadaļai jābūt īsai un stāvai; ne-kristāliskiem materiāliem tai jābūt garai un pakāpeniskai.
Mērīšanas sekcija (homogenizācijas sekcija): atbild par spiediena un temperatūras stabilizēšanu, lai nodrošinātu vienmērīgu kausējuma izvadi.
4. Īpašās pieteikuma prasības
Ja standarta trīs{0}}sekciju skrūves neatbilst prasībām, jāapsver īpašas konstrukcijas:
Augstas mīcīšanas prasības: Krāsvielu vai piedevu izkliedēšanai un sajaukšanai skrūvei jāpievieno mīcīšanas elementi (piemēram, tapas, barjeras mīcīšanas galviņas, gofrētās skrūves, DIS mīcīšanas galviņas).
Prasības ventilācijai: materiāliem, kas satur mitrumu vai monomērus, ir nepieciešami ventilācijas ekstrūderi. Šajās skrūves vidū ir ventilācijas sekcijas ar dziļākām skrūvju rievām, lai atbrīvotu gāzes.
Augstas-ietilpības prasības: var izvēlēties sadalītās skrūves (piem., BM skrūves), lai atdalītu cieto un šķidro fāzi, tādējādi uzlabojot kausēšanas efektivitāti un stabilitāti.
5. Papildu konfigurācija un materiāli
Materiāli un virsmas apstrāde:
Standarta nitrēts tērauds (38CrMoAlA): piemērots vispārējai plastmasai (PE, PP, ABS), piedāvājot augstu virsmas cietību par mērenām izmaksām.
Bimetāls (virsmas sakausējuma pārklājums): ideāli piemērots ļoti piepildītām plastmasām (stikla šķiedra, kalcija karbonāts) vai korozīvām plastmasām (piemēram, PVC, liesmu slāpējošiem materiāliem), nodrošinot izcilu nodilumizturību un koroziju.
Dzesēšanas/apkures sistēma:
Vai skrūves serdenim ir nepieciešama ūdens/eļļas dzesēšana? Tas palīdz kontrolēt skrūves temperatūru, jo īpaši, apstrādājot kristāliskus vai karstumjutīgus materiālus.
Piedziņas jauda:
Skrūves konstrukcijai jāatbilst ekstrūdera motora jaudai un pārnesumkārbas griezes momentam. Nepareiza konstrukcija (piemēram, pārmērīga saspiešanas pakāpe, pārāk dziļas skrūvju rievas) var izraisīt motora pārslodzi vai nespēju iedarbināt.
6. Galaprodukta saskaņošana ar procesu
Produkta forma: vai tā ir granulēšana, plēves pūšana, cauruļu ekstrūzija vai profila ekstrūzija? Lai novērstu burbuļu nestabilitāti, plēves pūšanai parasti ir nepieciešama zemas{0}}temperatūras ekstrūzija; cauruļu ekstrūzijai nepieciešama laba plastifikācija un stabils spiediens.
Pretspiediens: Skrūvei jāiztur pretspiediens, ko rada presformas galva. Mērīšanas sekcijas konstrukcija tieši ietekmē izvadi, pateicoties tās jutībai pret pretspiedienu.