Come gli elementi a vite dell'estruttore a doppia vite influenzano la stabilità della fusione, della miscelazione e della lavorazione

Un fenomeno comune si può osservare tra molti utenti di estrusori a doppia vite: dopo l'acquisto della macchina, la configurazione della vite rimane esattamente la stessa del giorno in cui ha lasciato la fabbrica,anche dopo anni di funzionamento.

I nuovi materiali arrivano, nuove formulazioni vengono sviluppate, e le esigenze dei clienti cambiano, ma la configurazione della vite rimane invariata.ma se il processo va bene, costantemente, e con qualità stabile è un'altra questione.

Oggi, analizzeremo la logica che sta dietro le sei principali zone funzionali didi una lunghezza di 1000 mm o più ma non superiore a 1000 mme fornire alcuni riferimenti pratici per l'ottimizzazione della configurazione della vite.

1Zona di alimentazione

La zona di alimentazione ha una responsabilità principale: garantire che i materiali di forme diverse entrino nella vite in modo regolare e coerente.

Le polveri tendono a collegarsi, mentre i materiali in fibra possono intrappolarsi durante l'alimentazione.elementi di vite dell'estruttoreUn volume di volo di vite più grande e un canale più ampio forniscono spazio sufficiente per diversi tipi di materiali per entrare nel sistema di estrusione in modo efficace.

Lo stesso principio vale per la sezione direttamente sotto il porto di alimentazione a valle.elementi a vitemantenere un basso grado di riempimento nella sezione a monte, lasciando un volume libero sufficiente per l'introduzione di materiali aggiuntivi.

2Zona di trasporto solida

Se i materiali in polvere non vengono adeguatamente compattati prima di entrare nella zona di fusione, si presentano problemi ̇ l'aria intrappolata all'interno del materiale può portare a fusione incompleta, dispersione scarsa,e elaborazione instabile.

La funzione fondamentale di questa zona consiste nel trasformare materiali sciolti in un letto solido compattato.

L'approccio comune consiste nel ridurre gradualmente l'altezza del veicoloelementi di vite dell'estruttoreA partire da elementi di trasporto con grande passo in avanti, il volume del canale a vite diventa progressivamente più piccolo, compresso il materiale passo dopo passo.

Tuttavia, la velocità di compressione deve essere attentamente controllata.una riduzione eccessivamente aggressiva del passo può causare un eccessivo riempimento e persino un sovraccarico dell'estrusore.

3Zona di fusione e plastificazione

Lo scopo della zona di fusione è quello di ottenere una fusione completa e uniforme in condizioni di temperatura controllata evitando l'input di calore inutile.

In caso di espulsione a due viti, la maggior parte del calore aggiuntivo proviene dall'energia meccanica generata dalla rotazione e dal taglio della vite.elementi di vite dell'estruttore, quali:

• altri, di larghezza uguale o superiore a 50 mm
• Elementi di vite di trasmissione inversa
• Elementi di miscelazione speciali non standard ispirati ai disegni del rotore interno del miscelatore

Questi elementi devono essere disposti in posizioni assiali accuratamente selezionate e combinati efficacemente con elementi di trasporto a monte.

Le prestazioni di una progettazione di zona di fusione devono essere valutate in base all'efficienza con cui essa converte l'energia di taglio meccanico in energia di fusione.

Una combinazione ben progettata didi una lunghezza di 1000 mm o più ma non superiore a 1000 mmconsente al materiale di sciogliersi rapidamente e completamente senza un aumento inutile della temperatura.L'obiettivo è massimizzare l'energia utilizzata per la fusione piuttosto che sprecare energia semplicemente aumentando la temperatura di fusione.

Per evitare gradienti di temperatura eccessivi nella zona di fusione, gli elementi di taglio e quelli di trasporto sono spesso disposti alternativamente,che consente di distribuire gradualmente l'energia di ingresso lungo la lunghezza della vite.

4Zona di disgasamento.

Il sovraccarico di materiale dalla porta di ventilazione è uno dei problemi più comuni incontrati durante l'estrusione a doppia vite.

Di solito ci sono due ragioni principali:

1- Sigillazione insufficiente prima della sezione di ventilazione

Se la pressione di fusione non è adeguatamente costruita a monte, il materiale può continuare a fluire verso l'entrata di ventilazione attraverso i canali a vite.

La soluzione è l'aggiunta di trasmissione inversaelementi a viteo invertire i blocchi di impastatura prima della zona di ventilazione per creare un effetto di tenuta e costruire una pressione sufficiente.

2- Riempimento eccessivo della zona di ventilazione

Se il canale a vite nella zona di disgasamento è sovraffollato, i gas non possono sfuggire in modo efficiente, ma la pressione spinge il materiale fuso verso l'apertura dell'aria.

La sezione di disgasamento dovrebbe normalmente utilizzare un trasporto di piombo più grandeelementi di vite dell'estruttoreper diffondere il materiale in uno strato di fusione più sottile, permettendo a gas e umidità di sfuggire senza intoppi.

5. Zona di trasporto di fusione

Lo scopo principale della sezione di trasporto della fusione è la costruzione di pressione e la consegna del materiale verso la matrice.

La pressione può essere generata solo in una sezione a vite completamente riempita.

La capacità di costruzione della pressionedi una lunghezza di 1000 mm o più ma non superiore a 1000 mmdipende principalmente da:

• Percorso a vite
• Numero di giri di vite
• Lunghezza della sezione di costruzione della pressione

Poiché la generazione di pressione provoca inevitabilmente un ulteriore aumento della temperatura, la sezione di costruzione della pressione deve essere il più breve possibile.L'obiettivo è quello di raggiungere la pressione richiesta nella distanza più breve possibile riducendo al minimo l'input di energia inutile.

Se il grado di riempimento non è adeguatamente controllato, è necessario effettuare un'operazione di riempimento.la zona completamente riempita può estendersi verso l'apertura di ventilazione, causando una perdita di materiale o un sovraccarico di ventola.

6Zona di miscelazione

La miscelazione è una delle funzioni più importanti delle estrustorie a doppia vite.

Un punto fondamentale da comprendere è che durante il processo di fusione delle miscele di polimeri, la dimensione delle fasi disperse diminuisce notevolmente.Le particelle iniziali o i materiali in polvere a scala millimetrica possono ridursi rapidamente a decine di micron dopo la fusione.

Una volta che il sistema polimerico è completamente fuso, la riduzione ulteriore della dimensione della fase dispersa diventa molto più limitata.

Pertanto, il raggiungimento di eccellenti prestazioni di miscelazione dipende in larga misura dalla progettazione della sezione di fusione e dalla disposizione deielementi di vite dell'estruttore.

Scelta della miscelazioneelementi a vitedipende dalla finalità del trattamento:

• Per la miscelazione dei polimeri, l'attenzione è generalmente rivolta al bilanciamento distributivo e dispersivo.
• Per la modifica del riempitore, il progetto deve considerare la dispersione del riempitore, l'intensità di taglio e i rischi di degradazione del materiale.

Il numero, l'angolo e la disposizione dei blocchi di impastatura devono essere ottimizzati in base alle specifiche esigenze di formulazione e di lavorazione.

Lista di controllo degli elementi di vite dell'estruttore a doppia vite

Durante la successiva manutenzione o ispezione della vite, gli ingegneri possono rivedere i seguenti punti:

La configurazione della vite non deve essere “fissata per sempre”

La configurazione originale della vite fornita dal fabbricante dell'apparecchiatura è di solito progettata per le condizioni di lavorazione generali.

Tuttavia, ogni produttore lavora materiali diversi, utilizza formulazioni diverse e ha requisiti di prodotto diversi.

Pertanto,di una lunghezza di 1000 mm o più ma non superiore a 1000 mmnon deve essere considerata una configurazione fissa. Attraverso una corretta selezione e combinazione di elementi di trasporto, blocchi di impastatura, elementi di inversione e elementi di miscelazione,la configurazione della vite può essere ottimizzata per applicazioni specifiche.

Un progetto ben progettatoelementi di vite dell'estruttorela configurazione può migliorare:

• Efficienza di fusione
• Qualità di miscelazione
• Stabilità di uscita
• Efficienza energetica
• Consistenza del prodotto

La progettazione corretta della vite non consiste semplicemente nella sostituzione di parti – si tratta di creare la soluzione di lavorazione ottimale per ogni sistema di materiale.