Design șurub de extrudare și butoi: îmbunătățirea calității și consistenței produselor

Extrudarea este un proces de fabricație popular pentru crearea unei game largi de produse, cum ar fi folii de plastic, țevi și profile. Procesul presupune topirea și modelarea materiilor prime printr-un butoi încălzit și un șurub rotativ. Șurubul este responsabil pentru topirea și transportul materialului către matriță, care îl modelează în produsul final.

Procesul de proiectare și fabricație al șuruburilor și butoaielor de extrudare este un factor critic în asigurarea produselor de înaltă calitate și consistente. Aici vom discuta despre modul în care geometria și proprietățile materialelor șuruburilor și butoaielor de extrudare pot afecta produsul final.

Geometria șurubului

Geometria șurubului joacă un rol crucial în determinarea performanței procesului de extrudare. Designul șurubului trebuie să fie adaptat materialului specific utilizat și produsului final dorit. Există diferite tipuri de modele de șuruburi, fiecare cu avantajele și dezavantajele sale.

Cel mai comun design de șurub este șurubul cu un singur zbor, cu trei zone, care include zona de alimentare, zona de compresie și zona de dozare. Zona de alimentare este responsabilă pentru transportul materiei prime în extruder, în timp ce zona de compresie comprimă și topește materialul. Zona de dozare este responsabilă pentru crearea presiunii și omogenizarea materialului.

Un alt tip de șurub este șurubul de barieră, care include o barieră care separă secțiunile de alimentare și de dozare. Acest design poate fi benefic pentru materialele care necesită amestecare sau presiune mai mare, rezultând produse de mai bună calitate.

Un studiu realizat de Departamentul de Inginerie a Polimerilor de la Universitatea de Tehnologie Amirkabir din Iran a constatat că schimbarea designului șurubului de la un șurub cu un singur zbor la unul cu dublu a dus la o îmbunătățire cu 16,8% a calității produsului final, cu o omogenitate mai bună și porozitate redusă.

Proprietățile materialelor

Proprietățile materialelor șurubului și cilindrului sunt factori critici în determinarea calității produsului final. Materialul trebuie să aibă rezistență ridicată la uzură, stabilitate la temperatură ridicată și coeficient de frecare scăzut. Materiale precum oțelul nitrurat sau acoperirile bimetalice sunt utilizate în mod obișnuit pentru a îmbunătăți rezistența la uzură și pentru a reduce frecarea.

Un studiu realizat de cercetătorii de la Institutul Indian de Tehnologie din Mumbai a constatat că utilizarea unei acoperiri bimetalice pe suprafața șurubului a îmbunătățit rezistența la uzură cu 60% și a redus coeficientul de frecare cu 25%, rezultând o calitate mai bună a produsului și un consum redus de energie.

Geometria butoiului

Geometria butoiului este, de asemenea, un factor esențial în determinarea calității și consistenței produsului final. Designul butoiului trebuie optimizat pentru a asigura o distribuție uniformă a temperaturii și o topire eficientă a materialului. Cel mai obișnuit design de butoi este un butoi cu gaură netedă, cu elemente interne de încălzire și răcire. Elementele de răcire sunt esențiale pentru a preveni supraîncălzirea și degradarea materialului, ceea ce poate duce la produse de proastă calitate.

Un studiu realizat de cercetătorii de la Universitatea din Napoli Federico II din Italia a constatat că utilizarea unui butoi canelat cu un canal elicoidal a dus la o reducere cu 28% a căderii de presiune și o îmbunătățire cu 17% a proprietăților mecanice ale produsului final.