Dizajn vijka za ekstruziju i bačve: Poboljšanje kvalitete i dosljednosti proizvoda

Ekstruzija je popularan proizvodni proces za stvaranje širokog spektra proizvoda kao što su plastične folije, cijevi i profili. Proces uključuje topljenje i oblikovanje sirovina kroz grijanu bačvu i rotirajući vijak. Vijak je odgovoran za topljenje i transport materijala do kalupa, koji ga oblikuje u konačni proizvod.

Dizajn i proizvodni proces ekstruzijskih vijaka i bačvi ključni je čimbenik u osiguravanju visokokvalitetnih i dosljednih proizvoda. Ovdje ćemo raspravljati o tome kako geometrija i svojstva materijala ekstruzijskih vijaka i cijevi mogu utjecati na konačni proizvod.

Geometrija vijaka

Geometrija vijka igra ključnu ulogu u određivanju izvedbe procesa ekstruzije. Dizajn vijka treba biti prilagođen specifičnom materijalu koji se koristi i željenom krajnjem proizvodu. Postoje različite vrste dizajna vijaka, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke.

Najčešći dizajn vijka je jednostruki vijak s tri zone, koji uključuje zonu dodavanja, zonu kompresije i zonu mjerenja. Zona punjenja odgovorna je za prijenos sirovine u ekstruder, dok zona kompresije komprimira i topi materijal. Zona doziranja je odgovorna za stvaranje pritiska i homogenizaciju materijala.

Drugi dizajn vijka je zaporni vijak, koji uključuje zaprečnu letvu koja odvaja dovodnu i mjernu sekciju. Ovaj dizajn može biti koristan za materijale koji zahtijevaju veće miješanje ili pritisak, što rezultira proizvodima bolje kvalitete.

Studija Odjela za polimerno inženjerstvo na Tehnološkom sveučilištu Amirkabir u Iranu otkrila je da je promjena dizajna vijka s jednostrukog na dvostruki rezultirala poboljšanjem kvalitete konačnog proizvoda od 16,8%, s boljom homogenošću i smanjena poroznost.

Svojstva materijala

Svojstva materijala puža i cijevi kritični su čimbenici u određivanju kvalitete konačnog proizvoda. Materijal mora imati visoku otpornost na trošenje, stabilnost na visoke temperature i nizak koeficijent trenja. Materijali poput nitridnog čelika ili bimetalnih premaza obično se koriste za poboljšanje otpornosti na trošenje i smanjenje trenja.

Studija koju su proveli istraživači s Indijskog instituta za tehnologiju u Mumbaiju otkrila je da je korištenje bimetalnog premaza na površini vijka poboljšalo otpornost na habanje za 60% i smanjilo koeficijent trenja za 25%, što je rezultiralo boljom kvalitetom proizvoda i smanjenom potrošnjom energije.

Geometrija bačve

Geometrija bačve također je bitan čimbenik u određivanju kvalitete i konzistencije konačnog proizvoda. Dizajn bačve treba optimizirati kako bi se osigurala ravnomjerna raspodjela temperature i učinkovito taljenje materijala. Najčešći dizajn cijevi je glatka cijev s unutarnjim elementima za grijanje i hlađenje. Rashladni elementi ključni su za sprječavanje pregrijavanja i degradacije materijala, što može rezultirati nekvalitetnim proizvodima.

Istraživanje koje su proveli istraživači na Sveučilištu Naples Federico II u Italiji otkrilo je da je korištenje bačve s žljebovima i spiralnim kanalom rezultiralo smanjenjem pada tlaka od 28% i poboljšanjem mehaničkih svojstava konačnog proizvoda od 17%.