원뿔 나사 배럴의 구조 설계는 플라스틱 압출의 품질과 효율에 어떤 영향을 미칩니 까?

플라스틱 압출 처리 분야에서 원뿔 나사 배럴 핵심 구성 요소는 압출 공정의 안정성, 용융 품질 및 생산 효율을 직접 결정합니다. 고성능 플라스틱 제품에 대한 시장 수요가 증가함에 따라 원추형 나사 배럴의 설계를 최적화하는 것이 기업의 경쟁력을 향상시키는 열쇠가되었습니다.
1. 압축 비율 및 스레드 깊이 : 용융 균일 성의 코어
원추형 나사의 압축 비율 (나사 공급 섹션과 계량 섹션 사이의 나사 그루브 깊이의 비율)은 용융 품질에 영향을 미치는 핵심 매개 변수입니다. 더 높은 압축 비는 나사 그루브에서 재료의 전단 및 혼합 효과를 향상시키고, 중합체 사슬의 균일 성소를 촉진하며, 비 펠트 입자의 생성을 감소시킬 수있다. 그러나 압축 비율이 너무 높으면 배럴의 압력이 갑자기 증가하고 에너지 소비를 증가 시키며 스크류 마모가 가속화됩니다. 예를 들어, 고격도가 높은 엔지니어링 플라스틱 (PC, PA)을 처리 할 때 점진적 압축 비율 설계 (예 : 3 : 1 ~ 2.5 : 1)는 과도하게 높은 용융 온도로 인한 분해를 피할 수있을뿐만 아니라 용융 밀도를 향상시킬 수 있습니다.
또한 스레드 깊이의 점진적인 설계는 전단 속도 분포에 직접적인 영향을 미칩니다. 얕은 그루브 영역 (미터링 섹션)은 높은 전단을 통해 용융 유동성을 향상시키는 반면, 깊은 홈 영역 (공급 섹션)은 고체 운송의 안정성을 보장합니다. 그라디언트 설계가 불합리한 경우 용융 환류 또는 로컬 과열이 발생하여 압출 된 제품의 치수 정확도를 줄일 수 있습니다.
2. 종횡비 및 온도 필드 : 효율과 에너지 소비 사이의 균형점
원추형 나사의 종횡비 (L/D)는 재료 거주 시간 및 가소화 효율을 결정하는 핵심입니다. 더 긴 나사 (L/D> 25)는 재료 가열 시간을 연장 할 수 있으며 열 안정성이 좋지 않은 재료 (예 : PVC)를 가공하는 데 적합하지만 장비 비용과 에너지 소비를 크게 증가시킵니다. 반대로 짧은 나사 (L/D <20)는 에너지 소비를 줄일 수 있지만 불완전한 가소기로 인해 제품의 표면 결함을 유발할 수 있습니다.
온도 필드의 조정 된 제어도 중요합니다. 원추형 배럴의 구역 가열 설계는 나사의 기하학적 특성과 일치해야합니다. 예를 들어, 물질이 조기에 녹지 않고 조기에 고착되는 것을 방지하기 위해 공급 섹션에서 더 낮은 온도가 사용되는 반면, 압축 섹션 및 계량 섹션에서 온도가 점차 증가하여 충분한 가소기를 보장합니다. 동적 온도 제어 기술 (예 : PID 알고리즘)을 사용하면 용융 온도 변동을 줄이고 ± 1.5 ° C 내의 온도 차이를 제어하여 열 응력으로 인한 제품 뒤틀림 또는 균열을 피할 수 있습니다.
3. 재료 적응성 : 수명 연장 및 유지 보수 비용 절감
원추형 나사 배럴 (예 : 질화 및 바이메탈 합금 스프레이)의 표면 처리 과정은 내마모성 및 내식성에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 유리 섬유를 함유 한 강화 플라스틱을 가공 할 때, 텅스텐 카바이드 (WC) 코팅을 사용하면 나사의 수명을 30%이상 연장 할 수 있으며 마모 및 안정적인 압출 압력을 유지함으로써 피치 변화를 줄일 수 있습니다. 또한, 배럴 라이닝 (예 : 붕소 강 또는 고온 니켈 기반 합금)의 재료 선택은 화학적 반응으로 인한 용융물의 오염을 피하기 위해 가공 된 재료의 부식성과 일치해야합니다.
원뿔 나사 배럴의 구조 설계는 다목적 최적화의 균형을 찾아야합니다. 높은 표준의 용융 품질을 충족하고 에너지 소비 및 비용을 최소화해야합니다. 시뮬레이션 기술 (예 : CFD 및 유한 요소 분석)의 대중화로 디지털 모델링을 통한 스크류 성능의 정확한 예측이 업계 트렌드가되었습니다 .