Wiadomości

W centralnej strukturze maszyny do wtrysku pionowej, system wiertła odgrywa kluczową rolę w przekształcaniu surowców plastycznych z stanu stałego w stan topiony. Ten na pozór prosty metalowy element, dzięki precyzyjnemu projektowi i efektywnej kontroli ruchu, wykonuje dziesiątki cykli wysokiej precyzji plastycyzacji na minutę. Jako "serce" procesu wtrysku, projekt wiertła bezpośrednio wpływa na jakość formowania i wydajność produkcyjną.

I. Ewolucja struktury układu śrubowego

Współczesne śruby w maszynach do formowania przez wtryskowanie pionowe zwykle posiadają klasyczny trójfazowy projekt konstrukcyjny, przy czym każda z faz pełni określoną funkcję. Sekcja doprowadzania odpowiada za stabilne transportowanie surowca, a głębokie bruzdy śrubowe w tej części zapewniają płynny przepływ ziaren pod wpływem grawitacji. Sekcja kompresyjna generuje efekt mechanicznej kompresji poprzez stopniowe zawężanie bruzd śrubowych, co zwiększa wydajność plastycyzacji, jednocześnie uniemożliwiając nadmierną shearing. Sekcja doskalania, dzięki płykszym bruzdom śrubowym, zapewnia jednolite topienie w środowisku wysokociśnieniowym, stabilizując jakość produktu.

Sekcja dawcza jest kluczowa, a jej projekt zwykle opiera się na złotej proporcji długości do średnicy (L/D) wynoszącej od 5:1 do 7:1. To nie tylko zapewnia jednorodność topienia, ale również utrzymuje wahania temperatury w granicach ±2°C. Aby zapobiec cofaniu się topienia, element pierścienia kontrolnego wykorzystuje strukturę podwójnego hermetyzowania, z czasem reakcji poniżej 0,03 sekundy.

II. sprzęganie termodynamiki i reologii

Efekt cieplny spowodowany przez obrotów śrubę następuje według reologicznego wzoru τ = η(du/dy), przy czym prędkość ścinania różni się w różnych sekcjach. Na przykład, w sekcji dopływowej prędkość ścinania zwykle mieści się w przedziale od 50 do 100 s⁻¹, zaś w sekcji dawczej może osiągnąć od 500 do 1000 s⁻¹. W przypadku materiałów wrażliwych na temperaturę, takich jak PC (polikarbonat), stosuje się specjalny projekt śruby, skracający długość sekcji kompresyjnej, aby ograniczyć wzrost temperatury do maksymalnie 30°C.

Pole temperatury roztopy wykazuje gradient osiowy. Korzystając z termowizji podczerwonej, obserwuje się krzywą temperatury od otworu dopływowego do wyjścia z dysz. Poprzez optymalizację parametrów prędkości śrubowej i kontroli ciśnienia zwrotnego, współczynnik wahania temperatury może zostać zmniejszony poniżej 0,05, co zapobiega degradacji materiału spowodowanej przez nadmierną temperaturę.

III. Materiały inżynierskie i obróbka powierzchni

Aby zwiększyć oporność na zużycie, kadłub śruba wykonany jest ze stali nitruowanej, która podlega obróbce jonowej, co prowadzi do twardości powierzchni spełniającej wysokie standardy. Dla materiałów wzmacnianych włóknem szklanym stosuje się warstwę bi-metalowego stopu, co poprawia odporność na zużycie od 3 do 5 razy w porównaniu z tradycyjnymi metodami nitrowania. Górna powierzchnia śrubowana jest pokryta diamentem, co zmniejsza współczynnik tarcia poniżej 0,08.

Najnowsza technologia teksturyzacji powierzchni wykorzystuje naniesienie warstwy laserową, aby utworzyć tablice bruzd na poziomie mikrometrów na powierzchni śruby. Dane eksperymentalne wskazują, że ta struktura zwiększa efektywność mieszania o 18% i poprawia jednolitość temperatury topienia o 25%.

W dziedzinie precyzyjnego formowania przez wtryskowanie tolerancje średnicy śruby są teraz kontrolowane z dokładnością na poziomie IT5, przy błędzie kołnierzy nie przekraczającym 0,01mm/m. Ponadto nowo zaprojektowana śruba falowana, zoptymalizowana za pomocą symulacji CFD (Dynamicznych Obliczeń Płynów), może obniżyć dwójzmienność do poniżej 3nm/cm podczas formowania elementów optycznych z PC. Dzięki integracji technologii inteligentnego czujnictwa, system śrubowy umożliwia teraz monitorowanie w czasie rzeczywistym lepkości topu, połączone z systemem sterowania adaptacyjnego, co gwarantuje, że proces plastycyzacji pozostaje wysoko stabilny z wartością wskaźnika zdolności procesu CPK stale powyżej 1,67.

Ta nowa generacja układów śrubowych, łącząca integrację elektromechaniczną z precyzyjnym projektem, ponownie definiuje granice dokładności przetwarzania plastików.