Thiết kế trục vít và thùng đùn: Nâng cao chất lượng và tính nhất quán của sản phẩm

Đùn là một quy trình sản xuất phổ biến để tạo ra nhiều loại sản phẩm như màng nhựa, ống và hồ sơ nhựa. Quá trình này bao gồm việc nấu chảy và tạo hình nguyên liệu thô thông qua thùng gia nhiệt và trục vít quay. Vít chịu trách nhiệm nấu chảy và truyền vật liệu đến khuôn, định hình nó thành sản phẩm cuối cùng.

Quá trình thiết kế và sản xuất vít và thùng đùn là yếu tố quan trọng để đảm bảo sản phẩm có chất lượng cao và đồng nhất. Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về cách các đặc tính hình học và vật liệu của vít và thùng đùn có thể ảnh hưởng đến sản phẩm cuối cùng.

Hình học trục vít

Hình dạng của trục vít đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất của quá trình ép đùn. Thiết kế của vít phải được điều chỉnh phù hợp với vật liệu cụ thể đang được sử dụng và sản phẩm cuối cùng mong muốn. Có nhiều loại thiết kế vít khác nhau, mỗi loại đều có ưu điểm và nhược điểm.

Thiết kế vít phổ biến nhất là vít ba vùng, bay đơn, bao gồm vùng cấp liệu, vùng nén và vùng đo sáng. Vùng cấp liệu có nhiệm vụ vận chuyển nguyên liệu thô vào máy đùn, trong khi vùng nén sẽ nén và làm nóng chảy vật liệu. Vùng định lượng có nhiệm vụ tạo áp suất và đồng nhất vật liệu.

Một thiết kế vít khác là vít chắn, bao gồm một thanh chắn ngăn cách các phần cấp liệu và đo sáng. Thiết kế này có thể mang lại lợi ích cho những vật liệu yêu cầu trộn hoặc áp suất cao hơn, mang lại sản phẩm chất lượng tốt hơn.

Một nghiên cứu của Khoa Kỹ thuật Polymer tại Đại học Công nghệ Amirkabir ở Iran cho thấy việc thay đổi thiết kế vít từ vít một cánh sang vít hai cánh giúp cải thiện 16,8% chất lượng của sản phẩm cuối cùng, với độ đồng nhất tốt hơn và độ xốp giảm.

Thuộc tính vật liệu

Các đặc tính vật liệu của trục vít và thùng là những yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Vật liệu phải có khả năng chống mài mòn cao, ổn định nhiệt độ cao và hệ số ma sát thấp. Các vật liệu như thép nitrit hoặc lớp phủ lưỡng kim thường được sử dụng để cải thiện khả năng chống mài mòn và giảm ma sát.

Một nghiên cứu của các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Ấn Độ ở Mumbai cho thấy việc sử dụng lớp phủ lưỡng kim trên bề mặt vít giúp cải thiện khả năng chống mài mòn lên 60% và giảm hệ số ma sát xuống 25%, giúp chất lượng sản phẩm tốt hơn và giảm mức tiêu thụ năng lượng.

Hình học thùng

Hình dạng thùng cũng là một yếu tố thiết yếu quyết định chất lượng và tính nhất quán của sản phẩm cuối cùng. Thiết kế thùng phải được tối ưu hóa để đảm bảo phân bổ nhiệt độ đồng đều và làm nóng chảy vật liệu hiệu quả. Thiết kế thùng phổ biến nhất là thùng có lỗ khoan trơn với các bộ phận làm nóng và làm mát bên trong. Các bộ phận làm mát rất cần thiết trong việc ngăn chặn tình trạng quá nhiệt và xuống cấp của vật liệu, điều này có thể dẫn đến sản phẩm kém chất lượng.

Một nghiên cứu của các nhà nghiên cứu tại Đại học Naples Federico II ở Ý đã phát hiện ra rằng việc sử dụng thùng có rãnh với kênh xoắn ốc giúp giảm 28% độ giảm áp suất và cải thiện 17% tính chất cơ học của sản phẩm cuối cùng.