Ekstruderingsskrue og tøndedesign: Forbedring af produkternes kvalitet og konsistens

Ekstrudering er en populær fremstillingsproces til at skabe en bred vifte af produkter såsom plastfolier, rør og profiler. Processen involverer smeltning og formning af råmaterialer gennem en opvarmet tønde og en roterende skrue. Skruen er ansvarlig for at smelte og transportere materialet til matricen, som former det til det endelige produkt.

Design- og fremstillingsprocessen af ​​ekstruderingsskruer og -tønder er en kritisk faktor for at sikre højkvalitets og ensartede produkter. Her vil vi diskutere, hvordan geometrien og materialeegenskaberne af ekstruderingsskruer og -tønder kan påvirke det endelige produkt.

Skrue geometri

Skruens geometri spiller en afgørende rolle i bestemmelsen af ​​ekstruderingsprocessens ydeevne. Skruens design bør tilpasses det specifikke materiale, der anvendes, og det ønskede slutprodukt. Der findes forskellige typer af skruedesign, hver med sine fordele og ulemper.

Det mest almindelige skruedesign er enkeltflyvningsskruen med tre zoner, som inkluderer fødezonen, kompressionszonen og målezonen. Tilførselszonen er ansvarlig for at transportere råmaterialet ind i ekstruderen, mens kompressionszonen komprimerer og smelter materialet. Målezonen er ansvarlig for at skabe tryk og homogenisere materialet.

Et andet skruedesign er barriereskruen, som inkluderer en barriereflugt, der adskiller foder- og doseringssektionerne. Dette design kan være gavnligt for materialer, der kræver højere blanding eller tryk, hvilket resulterer i produkter af bedre kvalitet.

En undersøgelse foretaget af Department of Polymer Engineering ved Amirkabir University of Technology i Iran viste, at ændring af skruens design fra en enkelt- til en dobbelt-flugtskrue resulterede i en forbedring på 16,8 % i kvaliteten af ​​det endelige produkt, med bedre homogenitet og reduceret porøsitet.

Materialeegenskaber

Skruens og cylinderens materialeegenskaber er kritiske faktorer for at bestemme kvaliteten af ​​det endelige produkt. Materialet skal have høj slidstyrke, høj temperatur stabilitet og lav friktionskoefficient. Materialer som nitridstål eller bimetalliske belægninger bruges almindeligvis til at forbedre slidstyrken og reducere friktionen.

En undersøgelse foretaget af forskere ved Indian Institute of Technology i Mumbai viste, at brugen af ​​en bimetallisk belægning på skruens overflade forbedrede slidstyrken med 60 % og reducerede friktionskoefficienten med 25 %, hvilket resulterede i bedre produktkvalitet og reduceret energiforbrug.

Tøndegeometri

Tøndegeometrien er også en væsentlig faktor for at bestemme kvaliteten og konsistensen af ​​det endelige produkt. Tøndedesignet bør optimeres for at sikre ensartet temperaturfordeling og effektiv smeltning af materialet. Det mest almindelige tøndedesign er en glatboret tønde med indvendige varme- og køleelementer. Køleelementerne er afgørende for at forhindre overophedning og nedbrydning af materialet, hvilket kan resultere i produkter af dårlig kvalitet.

En undersøgelse foretaget af forskere ved University of Naples Federico II i Italien viste, at brugen af ​​en rillet tønde med en spiralformet kanal resulterede i en 28 % reduktion i trykfaldet og en 17 % forbedring af det endelige produkts mekaniske egenskaber.