навіны

У асноўнай структуры машыны для вертыкальнага ліцця пад ціскам шрубавая сістэма адыгрывае ключавую ролю ў пераўтварэнні пластыкавай сыравіны з цвёрдага стану ў расплаўлены. Гэты, здавалася б, просты металічны кампанент з дакладнай канструкцыяй і эфектыўным кіраваннем рухам выконвае дзясяткі высокадакладных цыклаў пластыфікацыі ў хвіліну. Як «сэрца» працэсу ліцця пад ціскам, канструкцыя шнека непасрэдна ўплывае на якасць ліцця і эфектыўнасць вытворчасці.

I. Эвалюцыя структуры вінтавой сістэмы

Сучасныя вертыкальныя шрубы машын для ліцця пад ціскам звычайна маюць класічную трохступеньчатую структурную канструкцыю, прычым кожная ступень выконвае асобную функцыю. Секцыя падачы адказвае за стабільную транспарціроўку сыравіны, а глыбокія шнековые канаўкі ў гэтай секцыі забяспечваюць бесперабойнае паступленне гранул пад дзеяннем сілы цяжару. Секцыя сціску стварае эфект механічнага сціску праз паступова звужаюцца шрубавыя канаўкі, павышаючы эфектыўнасць пластыфікацыі, адначасова прадухіляючы празмерны зрух. Секцыя дазавання з больш дробнымі шрубавымі канаўкамі забяспечвае раўнамернае плаўленне ў асяроддзі высокага ціску, такім чынам, стабілізуючы якасць прадукту.

Секцыя вымярэння мае вырашальнае значэнне, і яе канструкцыя звычайна адпавядае залатому сячэнню даўжыні да дыяметра (L/D) ад 5:1 да 7:1. Гэта не толькі забяспечвае аднастайнасць расплаву, але і ўтрымлівае тэмпературныя ваганні ў межах ±2°C. Для прадухілення зваротнага патоку расплаву ў кампаненце зваротнага кольца выкарыстоўваецца структура падвойнага ўшчыльнення з часам водгуку менш за 0.03 секунды.

II. Сувязь тэрмадынамікі і рэалогіі

Цеплавы эфект зруху, які ствараецца кручэннем шнека, адпавядае рэалагічнай формуле τ = η(du/dy), прычым хуткасць зруху вар'іруецца ў розных секцыях. Напрыклад, у секцыі падачы хуткасць зруху звычайна вагаецца ад 50 да 100 с⁻¹, у той час як у секцыі дазавання яна можа дасягаць ад 500 да 1000 с⁻¹. Для цеплаадчувальных матэрыялаў, такіх як ПК (полікарбанат), выкарыстоўваецца спецыялізаваная канструкцыя шрубы, якая скарачае даўжыню секцыі сціску, каб абмежаваць рост тэмпературы ў межах 30°C.

Тэмпературнае поле расплаву дэманструе восевы градыент. З дапамогай інфрачырвонай тэрмаграфіі назіраецца тэмпературная крывая ад адтуліны падачы да выхаду сопла. Шляхам аптымізацыі хуткасці шнека і параметраў кантролю супрацьціску каэфіцыент ваганняў тэмпературы можа быць зніжаны ніжэй за 0.05, прадухіляючы дэградацыю матэрыялу з-за празмернай тэмпературы.

III. Інжынерныя матэрыялы і апрацоўка паверхні

Для павышэння зносаўстойлівасці корпус шрубы выраблены з азотаванай сталі, якая праходзіць апрацоўку іённым азотаваннем, у выніку чаго цвёрдасць паверхні адпавядае высокім стандартам. Для матэрыялаў, армаваных шкловалакном, выкарыстоўваецца пласт апрацоўкі біметалічным сплавам, які павышае зносаўстойлівасць у 3-5 разоў у параўнанні з традыцыйнай апрацоўкай азотаваннем. Верхняя паверхня ніткі пакрыта алмазам, што зніжае каэфіцыент трэння ніжэй за 0.08.

Найноўшая тэхналогія тэкстуравання паверхні выкарыстоўвае лазерную ашалёўку для стварэння масіваў канавак мікроннага ўзроўню на паверхні шруб. Эксперыментальныя дадзеныя паказваюць, што гэтая структура паляпшае эфектыўнасць змешвання на 18% і павышае аднастайнасць тэмпературы расплаву на 25%.

У сферы прэцызійнага ліцця пад ціскам допускі на дыяметр шруб цяпер кантралююцца ў межах дакладнасці класа IT5 з памылкай канцэнтрычнасці, якая не перавышае 0.01 мм/м. Акрамя таго, нядаўна распрацаваны хвалісты шруба, аптымізаваны з дапамогай CFD (Computational Fluid Dynamics) мадэлявання, можа знізіць падвойнае праламленне ніжэй за 3 нм/см пры фармаванні кампанентаў ПК аптычнага ўзроўню. Дзякуючы інтэграцыі тэхналогіі разумнага зандзіравання, шнековая сістэма цяпер дазваляе кантраляваць глейкасць расплаву ў рэжыме рэальнага часу ў спалучэнні з адаптыўнай сістэмай кіравання, гарантуючы, што працэс пластыфікацыі застаецца вельмі стабільным са значэннем CPK (індэкс магчымасці працэсу) пастаянна вышэй за 1.67.

Гэта новае пакаленне шрубавых сістэм, якія спалучаюць электрамеханічную інтэграцыю і дакладны дызайн, пераасэнсоўвае межы дакладнасці апрацоўкі пластыка.