Jak geometrie šroubu ovlivňuje dobu zdržení a smykovou rychlost materiálu v válci?

Geometrie šneku hraje kritickou roli při určování doby zdržení a rychlosti smyku materiálu ve válci vstřikovacího stroje. Zde je postup:

Hloubka letu: Hloubka letu je základním aspektem geometrie šroubu, který hluboce ovlivňuje dynamiku toku materiálu uvnitř hlavně. Vzdálenost mezi vnějším průměrem šneku a vnitřním průměrem válce určuje objem materiálu, který může být uložen podél kanálu šneku. Tento objem přímo ovlivňuje dobu zdržení, protože větší hloubka letu umožňuje dopravovat větší množství materiálu na otáčku šneku. V důsledku toho materiál tráví více času v sudu, kde prochází procesy, jako je tavení, míchání a homogenizace. Delší doby zdržení jsou zvláště výhodné pro dosažení jednotných vlastností ve finálních lisovaných dílech, protože usnadňují důkladné promíchání aditiv, barviv nebo recyklovaných materiálů se základní pryskyřicí. Nadměrná hloubka letu však může vést k prodlouženým dobám zdržení, což představuje riziko degradace materiálu nebo přehřátí, zejména u polymerů citlivých na teplo.

Stoupání: Stoupání šroubu, definované jako vzdálenost mezi sousedními lopatkami po jeho délce, přímo ovlivňuje posun materiálu a následně dobu setrvání. Větší stoupání má za následek větší dopravu materiálu na otáčku šneku, efektivně zvyšuje rychlost průchodu a prodlužuje dobu zdržení. Tato prodloužená doba zdržení nabízí několik výhod, včetně zlepšeného míchání a homogenizace materiálu, které jsou kritické pro dosažení konzistentních vlastností taveniny a kvality dílu. Delší doby zdržení mohou zlepšit začlenění přísad nebo plniv a zajistit rovnoměrnou distribuci v tavenině. Je však nezbytné vzít v úvahu kompromisy spojené s delšími výškami, jako je potenciální zvýšení spotřeby energie nebo degradace způsobená smykem. Naopak kratší rozteče snižují přemisťování materiálu na otáčku, což vede ke kratší době zdržení. I když to může být žádoucí pro minimalizaci vystavení materiálu vysokým teplotám nebo zkrácení doby cyklu, může to také ohrozit kvalitu taveniny a účinnost míchání.

Kompresní poměr: Kompresní poměr šneku, vyjádřený jako poměr hloubky podávací zóny k hloubce dávkovací zóny, zásadně ovlivňuje zpracování materiálu v hlavni. Vyšší kompresní poměr zvyšuje tlak a teplotu materiálu při jeho postupu podél šneku, čímž se účinně prodlužuje doba zdržení. Tato prodloužená doba zdržení umožňuje rozsáhlejší tavení, míchání a homogenizaci materiálu, což má za následek zlepšenou kvalitu taveniny a konzistenci součásti. Zvýšený tlak podporuje lepší zhutnění a zhuštění taveniny, čímž se zmenšují dutiny nebo nekonzistence ve finálních lisovaných dílech. Nadměrné kompresní poměry však mohou vést k přepracování materiálu, což způsobí degradaci, změnu barvy nebo nadměrnou spotřebu energie.

Hloubka kanálu: Hloubka kanálů šneku, která se vztahuje k prostoru mezi sousedními lopatkami, významně ovlivňuje dopravu materiálu a dobu zdržení. Hlubší kanály pojímají větší objem materiálu, což usnadňuje zvýšený transport materiálu po délce šneku a v důsledku toho prodlužuje dobu zdržení. Tato prodloužená doba zdržení umožňuje důkladnější míchání, mísení a tepelné zpracování materiálu, což vede ke zvýšení kvality taveniny a výkonu součásti. Hlubší kanály podporují lepší spojení mezi šroubem a válcem, čímž se minimalizuje únik nebo obcházení neroztaveného materiálu. Příliš hluboké kanály však mohou bránit dopravě materiálu nebo zvyšovat smykové síly, což může vést k problémům při zpracování nebo předčasnému opotřebení šneku.

Šroub vstřikovacího stroje
Injection machine screw