Odabir optimalnog parametra vijka: prilagođena obrada plastike za PC, PMMA, PA, PET, PVC

Kad se uđe u zamršeni svijet obrade plastike, odabir parametara vijaka igra ključnu ulogu u određivanju uspjeha operacije. Istražimo nijanse optimizacije parametara vijka za 5 različitih sirovina: PC (polikarbonat), PMMA (organsko staklo), PA (najlon), PET, PVC.

1. Polikarbonat (PC)

Značajke:

Nekristalne prirode s temperaturom staklastog prijelaza od 140°C do 150°C i temperaturom taljenja u rasponu od 215°C do 225°C.

Visoka viskoznost, osjetljivost na temperaturu i značajno upijanje vode.

Odabir parametra vijka:

a. U svjetlu njegove izvanredne toplinske stabilnosti i visoke viskoznosti, odabirom većeg L/D omjera poboljšava se plastificiranje. Ova preporuka je potkrijepljena podacima koji ukazuju na poboljšanu učinkovitost plastificiranja s višim omjerom širine i visine.

b. Izazov u izračunavanju brzine taljenja zahtijeva prilagodbu omjera kompresije ε. Koristeći empirijske dokaze koji se odnose na obradivost PC-a, predlaže se viša vrijednost gradijenta A, koja spada u raspon 2-3 za veći L2.

c. Ugradnja strukture miješanja u dizajn puža rješava i visoku viskoznost i upijanje vode. Uvidi temeljeni na podacima podržavaju tvrdnju da ovaj dodatak pojačava dezintegraciju čvrstog sloja i pomaže u transformaciji vode u plin, ublažavajući potencijalne probleme s obradom.

d. Uz održavanje dosljednosti s drugim običnim vijcima u smislu parametara kao što su e, s, φ i razmak cijevi, naglasak na donošenju odluka temeljenom na podacima ostaje najvažniji.

2. Organsko staklo (PMMA)

Značajke:

Temperatura staklastog prijelaza od 105°C, temperatura taljenja veća od 160°C i širok raspon temperature kalupljenja.

Visoka viskoznost, ograničena fluidnost i izraženo upijanje vode.

Odabir parametra vijka:

a. Preporuča se gradijentni vijak s omjerom L/D od 20-22, uzimajući u obzir zahtjeve točnosti konačnog proizvoda. Ova preferencija je potkrijepljena empirijskim podacima koji ilustriraju korelaciju između dizajna vijka i točnosti proizvoda.

b. Omjer kompresije ε, koji je unutar raspona 2,3-2,6, određen je karakteristikama materijala. Ovaj pristup temeljen na podacima osigurava optimalne uvjete obrade za PMMA.

c. S obzirom na hidrofilnu prirodu PMMA, dodavanje strukture prstena za miješanje na prednjem kraju vijka potkrijepljeno je podacima koji ukazuju na poboljšane rezultate obrade, posebno u smislu apsorpcije vode.

d. Usklađivanjem drugih parametara s univerzalnim dizajnom vijaka održava se ravnoteža između industrijskih standarda i zahtjeva specifičnih za materijal, što je potkrijepljeno povijesnim podacima o obradi.

3. Najlon (PA)

Značajke:

Kristalna plastika s različitim vrstama i uskim rasponom tališta, kao primjer PA66 s talištem između 260°C i 265°C.

Niska viskoznost, izvrsna fluidnost, izrazito talište i umjereno upijanje vode.

Odabir parametra vijka:

a. Odabir vijaka tipa mutacije s omjerom L/D od 18-20 potkrijepljen je povijesnim podacima koji ilustriraju korelaciju između tipa vijaka i karakteristika kristalne plastike.

b. Omjer kompresije između 3 i 3,5, zajedno s određenom vrijednošću h3, preporučuje se kako bi se spriječilo pregrijavanje i raspadanje, što je dokazano podacima o toplinskoj stabilnosti za PA.

c. Fino podešavanje razmaka između kontrolnog prstena i bačve, kao i vijka i bačve, utemeljeno je na podacima koji sugeriraju da je poželjniji manji razmak zbog niske viskoznosti PA. Razmatranje samozaključavajuće mlaznice potkrijepljeno je podacima koji ukazuju na poboljšanu učinkovitost obrade u određenim scenarijima.

d. Pridržavanje univerzalnih principa dizajna vijaka za druge parametre osigurava uravnotežen pristup, integraciju industrijskih standarda sa zahtjevima specifičnim za materijale na temelju opsežnih povijesnih podataka o obradi.

4. PET (polietilen tereftalat)

Značajke:

S talištem u rasponu od 250°C do 260°C, puhanjem oblikovani PET pokazuje širi raspon temperature kalupljenja, otprilike 255°C do 290°C.

Puhanjem lijevani PET ima visoku viskoznost, pri čemu temperatura ima značajan utjecaj na viskoznost, što rezultira toplinskom stabilnošću koja nije idealna.

Odabir parametra vijka:

a. Za L/D, optimalni omjer općenito se smatra 20, s distribucijom od tri segmenta s L1 na 50%-55% i L2 na 20%.

b. Korištenje vijaka koje karakterizira nisko smicanje i nizak omjer kompresije, obično oko 1,8-2, pomaže u ublažavanju problema kao što su promjena boje ili neprozirnost uzrokovana pregrijavanjem smicanja. Da biste dodatno riješili ove probleme, postavite h3 na 0,09D.

c. Odsutnost prstena za miješanje na prednjem kraju vijka ima dvostruku svrhu: sprječava pregrijavanje i minimizira brige o skladištenju materijala.

5. PVC (polivinil klorid)

Značajke:

Budući da nema jasno talište, PVC omekšava na 60°C, prelazi u viskoelastično stanje na 100°C do 150°C, a potpuno se topi na 140°C. Istovremeno se razgrađuje, oslobađajući plin HCl. Do brzog raspada dolazi na 170°C, pri čemu je točka omekšavanja blisko povezana s točkom razgradnje.

PVC pokazuje lošu toplinsku stabilnost, gdje povišena temperatura i produljena izloženost dovode do razgradnje i smanjene fluidnosti.

Odabir parametra vijka:

a. Stroge mjere kontrole temperature su imperativ, zahtijevajući dizajn niskog vijka kako bi se spriječilo pregrijavanje.

b. Materijali otporni na koroziju za vijak i cijev neophodni su zbog korozivne prirode PVC-a.

c. U procesu injekcijskog prešanja, održavanje stroge kontrole je najvažnije za rješavanje posebnih karakteristika materijala.

d. Idealni parametri vijka uključuju L/D unutar raspona 16-20, h3 na 0,07D, ε u rasponu od 1,6-2 i segmentiranu distribuciju L1 na 40% i L2 na 40%.

e. Kako bi se spriječilo nakupljanje materijala, preporučuje se izostavljanje prstena za provjeru i ugradnja suženja glave od 20°-30°, što je posebno prikladno za meka ljepila. Alternativno, za povećane zahtjeve za proizvodom, poseban vijak bez mjernog dijela pokazao se kao prednost, posebno za tvrdi PVC. U takvim slučajevima, integriranje otvora za rashladnu vodu ili ulje u vijku sekcije za napajanje, zajedno s žljebovima za hladnu vodu ili ulje u cijevi stroja, osigurava preciznu kontrolu temperature unutar ±2°C. Ovaj nijansirani pristup optimizira učinkovitost obrade PVC-a u različitim primjenama.