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什么是塑機(jī)射出螺桿?螺桿有哪些特性?

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

塑料產(chǎn)品應(yīng)用和我們生活息息相關(guān),射出成型與押出成型目前在加工為最經(jīng)濟(jì)且省能源的加工方式。其中塑料塑化螺桿最為重要的關(guān)鍵組件,對于不同塑料各有其物理特性,使得塑料塑化螺桿的設(shè)計(jì)也隨之不同。對于塑料塑化螺桿的設(shè)計(jì)以往均使用經(jīng)驗(yàn)法則成本高又不見得能解決問題,因此在塑料塑化螺桿在設(shè)計(jì)上一些細(xì)節(jié)是值得我們?nèi)ヌ接懠胺治龅摹?/P>


  塑料塑化螺桿的簡介

  固態(tài)塑料原料自進(jìn)料漏斗進(jìn)入螺桿螺槽(screwchannel)內(nèi),由于螺桿高速旋轉(zhuǎn)而與熔膠筒(barrel)產(chǎn)生剪切效應(yīng)作用,使塑料原料混煉并沿著螺桿螺槽輸送,使固態(tài)塑料原料受到熔膠筒外側(cè)之電熱片加熱與螺桿產(chǎn)生的剪切熱作用下,使熔膠筒內(nèi)部升溫而熔成熔體態(tài)。

  塑化螺桿依照其功能可分為四個(gè)區(qū):

  1、固體輸送區(qū)(solidconveyingzone)

  此區(qū)段與進(jìn)料漏斗相連結(jié),塑料固體顆粒被緊密壓縮形成固體床(solidbed),受到熔膠筒的剪切效應(yīng)作用,除了使塑料溫度逐漸升高,而將塑料往前輸送。

  2、融化延遲區(qū)(delayofmelting)

  此區(qū)段為固體輸送區(qū)終點(diǎn)到融化池(meltpool)形成以前區(qū)域,其主要特征在固體床與熔膠筒表面會形成由熔膠所構(gòu)成的薄膜層,薄膜層內(nèi)熔膠受到熔膠筒黏滯力(dragforce)往前螺桿螺槽累積,此區(qū)末端所形成壓力很大足以使固體床變形,而堆積在前螺桿螺槽內(nèi)漸形成融化池。

  3、固熔區(qū)(meltingzone)

  此區(qū)段為融化延遲區(qū)終點(diǎn)到塑料完全融化止,此區(qū)又可分為兩部分來討論,一為塑化(pastication),而塑化主要來自于熔膠筒剪切效應(yīng)作用,另一則是熔膠輸送(meltconveying),將熔膠輸送至融化池。

  4、熔膠輸送區(qū)(meltconveyingzone)

  當(dāng)所有塑料完全融化即開始進(jìn)入此區(qū)段,而結(jié)束于塑化螺桿最末端,保持熔膠均勻溫度及穩(wěn)定熔融塑料之流量。

  塑料塑化螺桿依照幾何外型區(qū)分三個(gè)區(qū)段:

  1、進(jìn)料區(qū)(feedzone)

  此區(qū)段為固定螺桿螺溝之溝深,其功能為負(fù)責(zé)預(yù)熱與塑料固體輸送及推擠。必須保證塑料在進(jìn)料段結(jié)束時(shí)開始熔融(也就是說要預(yù)熱到熔點(diǎn))。

  此區(qū)段長度分為結(jié)晶性(POM、PA‧‧等)>非結(jié)晶性(PS、PU、ABS等)>熱敏性(PVC等)。

  一般為:

  非結(jié)晶性:約48~58%L……(AS、ABS、PS等)

  結(jié)晶性:約48~58%L……(PA、POM、PE、PP、CA等)

  加玻性:約45~55%L

  2、壓縮區(qū)(compressionzone)

  此區(qū)段為漸縮螺桿螺溝牙深,其功能為塑料原料熔融、混煉、剪切壓縮與加壓排氣。塑料在此段會完全溶解,體積會縮小,所以壓縮程度的設(shè)計(jì)(壓縮比)很重要。

  一般長度為:

  非結(jié)晶性:約25~35%L……(AS、ABS、PS等)

  結(jié)晶性:約22~32%L……(PA、POM、PE、PP、CA等)

  加玻性:約28~40%L

  PVC:100%L

  3、計(jì)量區(qū)(meteringzone)

  此區(qū)段為螺桿螺溝固定溝深,其主要功能混煉、熔膠輸送、計(jì)量之外,還必須提供足夠的壓力,保持熔膠均勻溫度及穩(wěn)定熔融塑料之流量。

  一般長度為:

  非結(jié)晶性:約15~58%L……(AS、ABS、PS等)

  結(jié)晶性:約48~58%L……(PA、POM、PE、PP、CA等)

  加玻性:約45~55%L

  雖然塑化螺桿可依功能或幾何外型來區(qū)分,但實(shí)際塑化過程中,各區(qū)段功能重迭,很難加以區(qū)分間隔。而研究塑化螺桿,不外乎是想:

  一、提高剪切混煉(dispersivemixing)作用。

  二、改良均勻混煉(dispersivemixing)。

  三、提高塑化能力(plasticatingcapacity)。

  四、改善熔膠溫度均勻性。

  當(dāng)進(jìn)料段牙深愈深輸送量愈大,但螺桿所需扭力較大;進(jìn)料段牙深太淺,輸送量不夠,壓縮比不足。

  當(dāng)計(jì)量段牙深太深,壓縮比不足,所需送料力量較大;太淺時(shí)容易過火而燒焦。一般牙深約0.03~0.07倍螺桿直徑。

  因此塑料塑化螺桿具有輸送、熔融、混煉、壓縮與計(jì)量的功能,在塑化品質(zhì)上扮演很重要角色。

  塑料塑化螺桿的材質(zhì)簡介

  1、ACM2(西德料,俗稱黑白十字):

  ACM2為鋁鉬鎳鉬合金鋼,調(diào)質(zhì)可達(dá)HB280~320,加工后氮化72hr可達(dá)HV>800的硬度,具有良好之耐磨性,但鍍硬鉻之效果不佳,為一般料管組之塑料塑化螺桿與熔膠筒所用。

  2、MAC24(三菱料,調(diào)質(zhì)氮化鋼):

  不含鋁成分,所以氮化后白層較少,氮化硬度約HV800~HV950,耐酸性腐蝕鍍硬鉻之效果佳。

  3、雙合金:

  其制造方式分為PTA牙頂噴焊及HP/HVOF熔射兩種,需依不同塑料特性選用。其表面硬化硬度達(dá)HRC74,具耐磨耗特性佳之超硬合金,其皮膜密度高達(dá)98~99.8%,而表面密著強(qiáng)度為10000psi以上。

  可得知塑料塑化螺桿可謂是射出成型機(jī)的心臟組件,負(fù)責(zé)塑料原料的輸送、熔融、混煉、計(jì)量等作用,故塑料塑化螺桿與成型品的品質(zhì)息息相關(guān)。


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