Trọng tâm của chế biến nhựa: Công nghệ trục vít và thùng trong ép đùn nhựa

Đùn nhựa là một quá trình quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm khác nhau, bao gồm ống, hồ sơ, màng và tấm. Trung tâm của quá trình này là máy đùn, một cỗ máy biến nhựa thô thành dạng nóng chảy phù hợp để tạo hình. Trong máy đùn, vít và thùng đóng vai trò then chốt, hoạt động song song để đạt được sự chuyển đổi này.

Chiếc vít: Động lực của quá trình dẻo hóa

Vít, thường được gọi là "trái tim" của máy đùn, đóng vai trò là động lực chính đằng sau quá trình dẻo hóa. Thiết kế xoắn ốc của nó, giống như một trái tim quay, đẩy nhựa dọc theo nòng súng, khiến nó chịu một loạt thay đổi vật lý và hóa học mà cuối cùng biến nó thành một khối tan chảy đồng nhất.

Cấu trúc của vít thường bao gồm ba phần riêng biệt: phần cấp liệu, phần nén và phần đo sáng.

Bộ phận cấp liệu: Bộ phận này có nhiệm vụ hút các hạt nhựa từ phễu và vận chuyển đến bộ phận nén.

Phần nén: Tại đây, các hạt nhựa được nén chặt và bắt đầu tan chảy dưới tác động của nhiệt và áp suất.

Phần đo sáng: Nhựa nóng chảy trải qua quá trình hóa dẻo và đồng nhất hóa hơn nữa trong phần đo sáng trước khi được đẩy về phía khuôn.

Hình dạng của vít, được đặc trưng bởi các thông số như đường kính, tỷ lệ chiều dài trên đường kính, độ sâu ren và bước ren, tác động đáng kể đến quá trình ép đùn. Các thiết kế vít khác nhau được thiết kế riêng cho từng loại nhựa cụ thể và yêu cầu sản phẩm.

Chiếc thùng: Chiếc bình của sự biến hình

Thùng, thường được hình dung là "thùng chứa" của máy đùn, cung cấp một bình chứa để chứa vít và cung cấp môi trường làm nóng hoặc làm mát cần thiết. Nó tạo ra không gian và môi trường cần thiết cho quá trình dẻo và nóng chảy của nhựa.

Thùng thường có dạng hình trụ, với thành bên trong của nó duy trì khoảng hở chính xác với đường kính ngoài của trục vít. Vật liệu thùng phải chịu được nhiệt độ và áp suất cao đồng thời có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tuyệt vời.

Sự hợp tác hiệp lực của Vít và Thùng

Trục vít và thùng hoạt động một cách hài hòa và phụ thuộc lẫn nhau, hoạt động kết hợp của chúng đạt được độ dẻo, nóng chảy và ép đùn nhựa đồng đều.

Làm dẻo: Lực kết hợp giữa lực đẩy của trục vít và nhiệt của thùng làm tan chảy dần các hạt nhựa, đảm bảo sự pha trộn đồng đều với các chất phụ gia và các thành phần khác.

Nóng chảy: Khi nhiệt độ tăng lên và lực cắt tăng lên, nhựa nóng chảy ngày càng trở nên đồng nhất và có thể chảy được.

Đùn đồng nhất: Vít trong phần đo sáng đẩy đồng nhất tan chảy về phía khuôn, cuối cùng định hình nó thành sản phẩm mong muốn.

Công nghệ trục vít và thùng nằm ở cốt lõi của ép đùn nhựa , chất lượng thiết kế và sản xuất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu quả của sản phẩm ép đùn. Khi ngành nhựa tiếp tục phát triển, đòi hỏi những vật liệu phức tạp hơn và thiết kế sản phẩm phức tạp hơn, nhu cầu về hệ thống trục vít và thùng hiệu suất cao chắc chắn sẽ tăng cao. Tương lai hứa hẹn sẽ có những tiến bộ trong kỹ thuật in 3D, cho phép chế tạo các cấu trúc trục vít và thùng phức tạp hơn và được cá nhân hóa hơn. Ngoài ra, việc tích hợp trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT) sẽ mang lại những hiểu biết sâu sắc hơn và tối ưu hóa hiệu suất trục vít và thùng, dẫn đến những cải tiến hơn nữa về chất lượng sản phẩm và hiệu quả ép đùn.

Phần 2: Đi sâu vào các sắc thái của thiết kế trục vít và thùng

Thiết kế vít:

Hình dạng của trục vít đóng vai trò then chốt trong việc xác định đặc tính dòng chảy và hiệu quả hóa dẻo của nhựa. Mỗi thông số, từ đường kính và tỷ lệ chiều dài trên đường kính đến độ sâu và bước ren, đều góp phần vào hiệu suất tổng thể của trục vít.

Đường kính: Đường kính của trục vít ảnh hưởng trực tiếp đến công suất đầu ra của máy đùn. Đường kính lớn hơn thường dẫn đến thông lượng cao hơn, nhưng chúng cũng đòi hỏi động cơ mạnh hơn và tạo ra nhiều nhiệt hơn.

Tỷ lệ chiều dài trên đường kính (L/D): Thông số này cho biết chiều dài tương đối của vít so với đường kính của nó. Tỷ lệ L/D cao hơn thường dẫn đến việc trộn và khử bay hơi tốt hơn, trong khi tỷ lệ L/D thấp hơn có thể phù hợp để đạt được thông lượng nhanh hơn của các polyme ít đòi hỏi hơn.

Độ sâu ren: Độ sâu của ren vít ảnh hưởng đến thời gian lưu trú của vật liệu trong máy đùn. Các sợi sâu hơn mang lại nhiều thời gian trộn và dẻo hơn, trong khi các sợi nông hơn thúc đẩy dòng nguyên liệu nhanh hơn.

Cao độ: Cao độ hoặc khoảng cách giữa các ren vít liền kề ảnh hưởng đến chuyển động dọc trục của vật liệu. Khoảng cách dài hơn cho phép tiến vật liệu nhanh hơn, trong khi khoảng cách ngắn hơn giúp trộn và nhào tốt hơn.

Trong khi thiết kế vít cơ bản phục vụ nhiều ứng dụng ép đùn, các loại nhựa và chức năng cụ thể thường yêu cầu cấu hình vít chuyên dụng. Dưới đây là một số ví dụ:

* **Ốc vít trộn:** Những vít này kết hợp các bộ phận trộn đặc biệt trong phần nén, chẳng hạn như tấm chắn hoặc vùng trộn được thiết kế đặc biệt. Cấu hình này tăng cường sự đồng nhất của các chất phụ gia, chất độn và chất màu trong nhựa nóng chảy.

* **Vít chắn:** Được thiết kế cho các vật liệu dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao, vít chắn sử dụng một vùng cụ thể để tách nhựa không nóng chảy và nhựa nóng chảy. Sự phân tách này ngăn chặn sự tiếp xúc nhiệt sớm của vật liệu chưa tan chảy, cải thiện chất lượng và tính nhất quán của sản phẩm.

* **Vít có lỗ thông hơi:** Một số loại polyme nhất định giải phóng các thành phần dễ bay hơi trong quá trình ép đùn. Vít có lỗ thông hơi tích hợp các kênh dọc theo thùng để cho phép các chất dễ bay hơi này thoát ra ngoài, ngăn chúng tạo ra các khoảng trống hoặc bong bóng trong sản phẩm cuối cùng.

**Thùng: Lựa chọn vật liệu và kỹ thuật chính xác**

Việc lựa chọn vật liệu thùng đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ tối ưu. Các lựa chọn phổ biến bao gồm thép nitrided và thép mạ crôm, mang lại sự cân bằng về khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và ổn định nhiệt.

Bề mặt hoàn thiện bên trong của thùng cũng quan trọng không kém. Bề mặt nhẵn giúp giảm thiểu ma sát giữa thùng và nhựa, giảm mức tiêu thụ năng lượng và độ mòn của vít. Ngược lại, lớp hoàn thiện có kết cấu có thể có lợi cho các ứng dụng cụ thể, thúc đẩy sự trộn hoặc bám dính tốt hơn giữa nhựa và thùng.