압출의 까다로운 영역 (플라스틱, 음식, 복합 및 그 너머) 내에서 나사와 배럴 조립은 과정의 핵심입니다. 엔지니어는 녹는, 믹싱, 압력 생성 및 안정성을 최적화하는 설계를 지속적으로 추구합니다. 주요 선택 중에는 기본 지오메트리가 있습니다 : 원뿔형 또는 평행. 병렬 스크류 배럴은 많은 응용 프로그램을 지배하지만 원뿔형 설계는 구체적이고 종종 도전적인 생산 요구 사항에 중요한 이점을 제공합니다.
기본 첫 번째 : 디자인 정의
- 평행 나사 배럴 : 일정한 외부 배럴 직경과 일정한 뿌리 직경 (또는 계단 비행을 통한 사소한 변형)을 갖는 나사를 특징으로합니다. 채널 깊이는 일반적으로 나사 길이를 따라 감소하여 압축을 생성합니다.
- 원뿔 나사 배럴 에스: 내 직경의 배럴이 특징입니다 테이퍼 공급 영역에서 계량 영역으로 안쪽으로. 이에 따라, 나사는 길이를 따라 직경이 증가하는 원추형 루트를 특징으로하며, 자연스럽게 점차 얕은 채널 깊이를 만듭니다.
원뿔 나사 배럴 설계의 주요 장점 :
-
강화 및 균질화 :
- 점진적인 압축 : 고유 테이퍼는 병렬 설계에서 가능한 갑작스러운 압축 단계와 비교하여 상당히 매끄럽고 연속적인 압축 프로파일을 만듭니다. 채널 부피의 점진적인 감소는 재료를 더 길고 통제 된 전단 및 압축력으로 적용합니다.
- 우수한 전단 분포 : 이 제어 된 환경은 채널 단면 전체에 걸쳐 중합체 펠릿 또는 분말의보다 효율적인 용융을 촉진하여 용융물의 균질화 및 첨가제 또는 필러의 분산을 더 잘 초래합니다. 이는 특히 열 감지 물질 또는 부드럽지만 철저한 혼합이 필요한 제제에 유리합니다.
-
압력 축적 및 안정성 향상 :
- 연속 압력 구배 : 원뿔 형상은 자연스럽게 나사 축을 따라 더 매끄럽고 선형 압력 축적을 생성합니다. 이것은 병렬 나사에서 갑작스런 압축 영역에서 경험되는 압력 스파이크 및 변동을 최소화합니다.
- 안정적인 계량 : 안정적인 압력 프로파일은 다이 헤드로 들어가는보다 일관된 용융 흐름으로 직접 변환됩니다. 이로 인해 압출 된 제품의 우수한 치수 안정성 및 일관성 (예 : 파이프 벽 두께, 시트 게이지, 프로파일 치수), 스크랩 속도 감소 및 프로세스 제어 개선, 특히 고정밀 압출 작업에 중요한 개선 된 공정 제어가 발생합니다.
-
전단 응력 감소 및 열 저하 (잠재력) :
- 최저 피크 전단 : 원뿔 나사는 상당한 전단을 생성하지만 분포 전단력은 평행 나사 내에서 제한적 영역 (압축 비행 또는 혼합 요소와 같은)에서 발생할 수있는 높은 국소화 된 전단에 비해 단일 지점에서 더 넓고 덜 강력합니다.
- 물질적 온유 : 이 특성은 기계적 분해 또는 섬유 파손을 최소화하는 전단-민감성 물질 (예 : PVC, 특정 엔지니어링 폴리머, 바이오 폴리머, 섬유가 채워진 화합물)을 가공하는 데 특히 적합한 원추형 설계를 만듭니다. 점진적인 압축은 용융 온도 상승을보다 균일하게 관리하는 데 도움이됩니다.
-
도전적인 재료의 향상된 취급 :
- 파우더 및 부사리 공급 원료 : 수렴 지오메트리는 테이퍼가 과도한 역류없이 공정의 초기에 공급을 부드럽게 통합하는 데 도움이되므로 수렴 형상은 저중도 밀도가 낮은 분말 또는 부서지기 쉬운 재료를 공급하고 전달할 때 장점을 제공 할 수 있습니다.
- 재활용 및 오염 된 사료 : 강력한 운송 및 용융 특성은 때때로 약간의 오염 변화가있는 기절 또는 공급 원료에 대한 더 나은 공차를 제공 할 수 있습니다.
-
더 낮은 RPM에서 더 높은 출력 가능성 :
- 효율적인 고형물 운송 : 공급 목 근처의 초기 더 넓은 채널 깊이는 얕은 피드 평행 나사와 비교하여 전달 용량을 향상시킬 수 있습니다.
- 최적화 된 에너지 전송 : 원추형 설계에서 용융 및 압력 생성의 효율성은 때때로 비슷한 병렬 설정과 비교하여 약간 낮은 회전 속도 (RPM)로 나사를 실행하면서 운영자가 대상 출력을 달성 할 수 있습니다. 이는 특정 에너지 소비 감소 (단위 출력 당 에너지)와 시간이 지남에 따라 마모가 줄어 듭니다.
중요한 고려 사항 :
원뿔 나사 배럴은 보편적으로 우수하지 않습니다. 그들의 장점은 특정 시나리오에서 가장 두드러집니다.
- 처리 요구 : 전단에 민감한 재료, 탁월한 용융 균질성이 필요한 제제 또는 매우 안정적인 압력 및 출력을 요구하는 응용 (예 : 고정밀 프로파일, 의료 튜브, 광학 필름)에 중요합니다.
- 경제 절충 : 원추형 설계는 종종 평행 나사보다 제조 및 교체하는 데 더 복잡하고 비싸다. 배럴 가열/냉각은 테이퍼로 인해 약간 더 복잡 할 수 있습니다.
- 발자국: 테이퍼는 유사한 압축을 달성하는 병렬 나사와 비교하여 전체 배럴 어셈블리가 더 긴 기계 크기에 영향을 줄 수 있습니다.
원뿔형 및 평행 나사 배럴 사이의 선택은 특정 재료, 제품 요구 사항 및 프로세스 목표에 달려 있습니다. 병렬 나사는 방대한 범위의 응용 프로그램에 대한 다양성과 비용 효율성을 제공합니다. 그러나, 수요가 우수한 용융 품질, 탁월한 압력 안정성, 민감한 제형에 대한 전단 응력 감소 또는 도전적인 공급 원료 처리를 포함 할 때, 원추형 나사 배럴 설계의 고유 한 장점이 매력적이됩니다. 점진적인 압축 프로파일은 효율적인 용융, 안정적인 흐름 및 강화 된 프로세스 제어를 제공하여 성능 일관성 및 재료 무결성이 협상 할 수없는 압출 작업을 요구하는 입증 된 솔루션입니다. 운영자는 최적의 지오메트리를 결정하기 위해 이러한 핵심 장점에 대해 프로세스 요구 사항을 신중하게 평가해야합니다.
