Cum influențează geometria șurubului timpul de rezidență și viteza de forfecare a materialului din butoi?

Geometria șurubului joacă un rol critic în determinarea atât a timpului de rezidență, cât și a vitezei de forfecare a materialului din cilindrul unei mașini de turnat prin injecție. Iată cum:

Adâncimea zborului: Adâncimea zborului este un aspect fundamental al geometriei șuruburilor care influențează profund dinamica fluxului de material în interiorul cilindrului. Distanța dintre diametrul exterior al șurubului și diametrul interior al cilindrului dictează volumul de material care poate fi acomodat de-a lungul canalului șurubului. Acest volum are un impact direct asupra timpului de rezidență, deoarece o adâncime de zbor mai mare permite transportul unei cantități mai mari de material pe rotație a șurubului. În consecință, materialul petrece mai mult timp în butoi, fiind supus unor procese precum topirea, amestecarea și omogenizarea. Timpii de rezidență mai lungi sunt deosebit de avantajoși pentru obținerea de proprietăți uniforme în piesele turnate finale, deoarece facilitează amestecarea completă a aditivilor, coloranților sau materialelor reciclate cu rășina de bază. Cu toate acestea, adâncimea excesivă de zbor poate duce la timpi de ședere prelungi, riscând degradarea materialului sau supraîncălzirea, în special pentru polimerii sensibili la căldură.

Pasul: pasul șurubului, definit ca distanța dintre șuruburi adiacente de-a lungul lungimii sale, influențează direct deplasarea materialului și, în consecință, timpul de rezidență. Un pas mai lung are ca rezultat o transportare mai mare a materialului pe rotație a șurubului, crescând efectiv rata de debit și prelungind timpul de rezidență. Acest timp prelungit de rezidență oferă mai multe avantaje, inclusiv amestecarea îmbunătățită și omogenizarea materialului, care sunt esențiale pentru obținerea proprietăților de topitură consistente și a calității pieselor. Timpii de rezidență mai lungi pot îmbunătăți încorporarea aditivilor sau a materialelor de umplutură, asigurând o distribuție uniformă în toată topitura. Cu toate acestea, este esențial să se ia în considerare compromisurile asociate cu pasuri mai lungi, cum ar fi potențialele creșteri ale consumului de energie sau degradarea indusă de forfecare. În schimb, pasurile mai scurte reduc deplasarea materialului pe rotație, ceea ce duce la timpi de rezidență mai scurti. Deși acest lucru poate fi de dorit pentru a minimiza expunerea materialului la temperaturi ridicate sau pentru a reduce timpul de ciclu, poate, de asemenea, să compromită calitatea topiturii și eficiența amestecării.

Raportul de compresie: Raportul de compresie al șurubului, exprimat ca raportul dintre adâncimea zonei de alimentare și adâncimea zonei de măsurare, are un impact profund asupra procesării materialului în interiorul butoiului. Un raport de compresie mai mare crește presiunea și temperatura materialului pe măsură ce progresează de-a lungul șurubului, prelungind efectiv timpul de rezidență. Acest timp de rezidență prelungit permite topirea, amestecarea și omogenizarea mai extinsă a materialului, rezultând o calitate îmbunătățită a topiturii și consistența pieselor. Presiunea ridicată promovează o mai bună compactare și densificare a topiturii, reducând golurile sau inconsecvențele din piesele turnate finale. Cu toate acestea, rapoartele de compresie excesive pot duce la suprasolicitarea materialului, provocând degradarea, decolorarea sau consumul excesiv de energie.

Adâncimea canalului: adâncimea canalelor șuruburilor, care se referă la spațiul dintre zborurile adiacente, influențează semnificativ transportul materialului și timpul de rezidență. Canalele mai adânci găzduiesc un volum mai mare de material, facilitând transportul sporit al materialului pe lungimea șurubului și, în consecință, prelungind timpul de rezidență. Acest timp prelungit de rezidență permite o amestecare mai amănunțită, amestecare și procesare termică a materialului, ceea ce duce la o calitate îmbunătățită a topiturii și performanță a pieselor. Canalele mai adânci promovează o mai bună cuplare între șurub și cilindru, minimizând scurgerile sau ocolirea materialului netopit. Cu toate acestea, canalele excesiv de adânci pot împiedica transportul materialului sau pot crește forțele de forfecare, ceea ce poate duce la provocări de prelucrare sau la uzura prematură a șurubului.

Surub masina de injectie
Injection machine screw