اخبار

در ساختار اصلی یک ماشین مالیدن شیمیایی عمودی، سیستم پیچ نقش کلیدی را در تبدیل مواد خام پلاستیک از حالت جامد به حالت ذوب شده ایفا می‌کند. این مولفه فلزی که به نظر ساده می‌رسد، با طراحی دقیق و کنترل حرکت کارآمد، ده‌ها چرخه پلاستیک‌سازی با دقت بالا در هر دقیقه انجام می‌دهد. به عنوان "قلب" فرآیند مالیدن شیمیایی، طراحی پیچ مستقیماً بر کیفیت مالیدن و کارایی تولید تأثیر می‌گذارد.

یک. تحول ساختار سیستم پیچ

میخ‌های ماشین فوم ساکنی عمودی مدرن معمولاً از طرح ساختاری سه مرحله‌ای کلاسیک استفاده می‌کنند، که هر مرحله وظیفه‌ای مجزا دارد. بخش تغذیه مسئول حمل پایدار مواد خام است و گرهای عمقی میخ در این بخش جریان滑滑 ذرات را تحت تأثیر گرانش به صورت ملایم تضمین می‌کند. بخش فشرده‌سازی اثر فشرده‌سازی مکانیکی را از طریق کاهش تدریجی گرهای میخ ایجاد می‌کند، که کارایی پلاستیک‌سازی را افزایش می‌دهد در حالی که از فشار بیش از حد جلوگیری می‌کند. بخش اندازه‌گیری، با گرهای کم‌عمق‌تر میخ، ذوب یکنواخت را در محیط فشار بالا تضمین می‌کند و بنابراین کیفیت محصول را ثابت می‌سازد.

بخش مترینگ بسیار حیاتی است و طراحی آن معمولاً بر اساس نسبت طلایی طول به قطر (L/D) بین 5:1 تا 7:1 انجام می‌شود. این موضوع نه تنها همگونی ذوب را تضمین می‌کند، بلکه نوسانات دما را در حدود ±2°C نگه می‌دارد. برای جلوگیری از بازگشت ذوب، قطعه حلقه چک دارای ساختار دوپوشه است که زمان واکنش آن کمتر از 0.03 ثانیه است.

II. اتصال ترمودینامیک و رئولوژی

اثر گرما به علت حرکت پیستون مطابق با فرمول رئولوژی τ = η(du/dy) است، که نرخ برش در بخش‌های مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، در بخش تغذیه، نرخ برش معمولاً بین 50 تا 100 s⁻¹ است، در حالی که در بخش مترینگ می‌تواند به 500 تا 1000 s⁻¹ برسد. برای مواد حساس به گرما، مانند PC (پلی کاربناat)، طراحی ویژه ای از پیستون استفاده می‌شود که طول بخش فشرده شدن را کاهش می‌دهد تا افزایش دما به کمتر از 30°C محدود شود.

میدان دما در ذوب کننده یک گرادیان محوری نشان می‌دهد. با استفاده از ترموگرافی فروسرخ، منحنی دما از ورودی تا خروجی نوزل مشاهده می‌شود. با بهینه‌سازی سرعت مارپیچ و پارامترهای کنترل فشار عقب، ضریب نوسان دما می‌تواند به زیر 0.05 کاهش یابد و جلوگیری از تخریب مواد ناشی از دمای بیش از حد انجام شود.

III. مواد مهندسی و پوشش سطحی

برای افزایش مقاومت برابر سایش، بدنه مارپیچ از فولاد نیترویده ساخته شده است که تحت تراپی نیترویدیون یونی قرار می‌گیرد و سختی سطحی آن معیارهای بالا را برآورده می‌کند. برای مواد تقویت شده با فیبر شیشه‌ای، لایه پوشش آلیاژ دوقلو استفاده می‌شود که مقاومت برابر سایش را 3 تا 5 برابر نسبت به درمان‌های نیترویده سنتی افزایش می‌دهد. سطح بالای ریزه با الماس پوشش داده می‌شود که ضریب اصطکاک را به زیر 0.08 کاهش می‌دهد.

اخرین فناوری متنурی سطحی از لیزر کلادینگ برای ایجاد آرایه‌های گره‌ای در سطح میکرونی بر روی سطح پیچ استفاده می‌کند. داده‌های تجربی نشان می‌دهد که این ساختار کارایی مخلوط کردن را به میزان ۱۸٪ افزایش می‌دهد و یکنواختی دمای ذوب را به میزان ۲۵٪ بهبود می‌بخشد.

در حوزه قالب‌گیری تراشیده دقیق، تحملات قطر پیچ ها به صورت کنترل شده در دقت سطح IT5 هستند، با خطای مرکزیابی بیشتر از ۰٫۰۱ میلی‌متر بر متر نشده است. علاوه بر این، پیچ موجدار طراحی شده جدید، که با شبیه‌سازی CFD (دینامیک سیال محاسباتی) بهینه‌سازی شده است، می‌تواند وقتی قطعات PC سطح نوری را قالب‌گیری می‌کند، دوپریسمی را به زیر ۳nm/cm کاهش دهد. با ادغام فناوری حسگر هوشمند، سیستم پیچ اکنون اجازه نظارت واقعی-زمان بر روی黏度 ذوب را می‌دهد، که با یک سیستم کنترل تطبیقی جفت شده است، تضمین می‌کند که فرآیند پلاستیک‌سازی با مقدار ثابت CPK (شاخص توانایی فرآیند) بالاتر از ۱٫۶۷ به طور مستقیم پایدار باقی بماند.

این نسل جدید از سیستم‌های پیچ، که ترکیبی از یکپارچگی الکترومکانیکی و طراحی دقیق است، مرزهای دقت پردازش پلاستیک را مجدد تعریف می‌کند.