Konstrukce vytlačovacích šroubů a sudů: Zlepšení kvality a konzistence produktů

Extruze je oblíbený výrobní proces pro vytváření široké škály produktů, jako jsou plastové fólie, trubky a profily. Proces zahrnuje tavení a tvarování surovin prostřednictvím vyhřívaného sudu a rotujícího šneku. Šnek je zodpovědný za tavení a dopravu materiálu do matrice, která jej tvaruje do konečného produktu.

Konstrukce a výrobní proces vytlačovacích šneků a sudů je kritickým faktorem pro zajištění vysoce kvalitních a konzistentních produktů. Zde budeme diskutovat o tom, jak geometrie a materiálové vlastnosti vytlačovacích šneků a sudů mohou ovlivnit konečný produkt.

Geometrie šroubů

Geometrie šneku hraje zásadní roli při určování výkonnosti procesu vytlačování. Konstrukce šroubu by měla být přizpůsobena konkrétnímu použitému materiálu a požadovanému konečnému produktu. Existují různé typy konstrukcí šroubů, z nichž každý má své výhody a nevýhody.

Nejběžnějším provedením šneku je jednochodý třízónový šnek, který zahrnuje podávací zónu, kompresní zónu a dávkovací zónu. Vstupní zóna je zodpovědná za dopravu suroviny do extrudéru, zatímco kompresní zóna stlačuje a taví materiál. Dávkovací zóna je zodpovědná za vytvoření tlaku a homogenizaci materiálu.

Další šnekovou konstrukcí je přepážkový šnek, který obsahuje závorový unašeč, který odděluje podávací a dávkovací část. Tento design může být výhodný pro materiály, které vyžadují vyšší míchání nebo tlak, což vede k lepší kvalitě produktů.

Studie katedry polymerního inženýrství na Amirkabir University of Technology v Íránu zjistila, že změna konstrukce šroubu z jednochodého na dvouchodý vedla k 16,8% zlepšení kvality konečného produktu s lepší homogenitou a snížená pórovitost.

Vlastnosti materiálu

Vlastnosti materiálu šneku a hlavně jsou kritickými faktory při určování kvality konečného produktu. Materiál by měl mít vysokou odolnost proti opotřebení, vysokou teplotní stabilitu a nízký koeficient tření. Pro zlepšení odolnosti proti opotřebení a snížení tření se běžně používají materiály jako nitridová ocel nebo bimetalické povlaky.

Studie vědců z Indian Institute of Technology v Bombaji zjistila, že použití bimetalického povlaku na povrchu šroubu zlepšilo odolnost proti opotřebení o 60 % a snížilo koeficient tření o 25 %, což má za následek lepší kvalitu produktu a snížení spotřeby energie.

Geometrie hlavně

Geometrie hlavně je rovněž zásadním faktorem při určování kvality a konzistence konečného produktu. Konstrukce sudu by měla být optimalizována, aby bylo zajištěno rovnoměrné rozložení teploty a účinné tavení materiálu. Nejběžnějším provedením hlavně je hlaveň s hladkým vývrtem s vnitřními topnými a chladicími prvky. Chladicí prvky jsou nezbytné pro zabránění přehřátí a degradaci materiálu, což může mít za následek nekvalitní produkty.

Studie vědců z Neapolské univerzity Federica II v Itálii zjistila, že použití rýhované hlavně se spirálovým kanálem vedlo k 28% snížení poklesu tlaku a 17% zlepšení mechanických vlastností konečného produktu.