Știri

În structura centrală a unei mașini de formare prin injecție verticală, sistemul de șurub joacă un rol cheie în transformarea materialelor plastice brute din stare solidă în stare lichidă. Acest component metalic, care pare simplu, cu o concepere precisă și o controlare eficientă a mișcării, efectuează zeci de cicluri de plasticare de precizie pe minut. Ca „inimă” a procesului de injecție, conceperea șurubului afectează direct calitatea formării și eficiența producției.

I. Evoluția structurii sistemului de șurub

Șuruburile mașinilor moderne de injectare verticală folosesc de obicei un design structural clasic în trei etape, fiecare etapă având o funcție distinctă. Secțiunea de alimentare este responsabilă pentru transportul stabil al materialelor brute, iar grofurile adânci ale șurubului din această secțiune asigură o curgere fluidă a granulelor sub influența gravitației. Secțiunea de compresie generează un efect mecanic de compresie prin îngustarea progresivă a grofurilor șurubului, sporind eficiența plasticării în timp ce previne tăierea excesivă. Secțiunea de dosare, cu grofurile mai mici ale șurubului, asigură topirea uniformă într-un mediu de înaltă presiune, stabilizând astfel calitatea produsului.

Secțiunea de dosare este crucială, iar proiectarea acesteia urmează de obicei o rată aurie de lungime-diametru (L/D) între 5:1 și 7:1. Acest lucru asigură nu doar omogenitatea topului, dar menține și fluturările de temperatură în limitele de ±2°C. Pentru a preveni refluxul topului, componenta inelului de control utilizează o structură cu dublu sigiliu, cu un timp de răspuns de sub 0,03 secunde.

II. Cuplarea termodinamicii și reologiei

Efektul de căldură prin tăiere generat de rotația șerpulei urmează formula reologică τ = η(du/dy), cu rata de tăiere să varieze în diferite secțiuni. De exemplu, în secțiunea de alimentare, rata de tăiere se situează de obicei între 50 și 100 s⁻¹, în timp ce în secțiunea de dosare poate ajunge între 500 și 1000 s⁻¹. Pentru materiale sensibile la căldură, cum ar fi PC (poli-carbonat), se folosește un proiect special al șerpulei, scurtând lungimea secțiunii de compresie pentru a limita creșterea temperaturii la maxim 30°C.

Campul de temperatură al topului prezintă un gradient axial. Utilizând termografie infraroşie, curba de temperatură de la deschiderea de alimentare până la ieşirea din uză este observată. Prin optimizarea parametrilor de viteză a șurubului și controlul presiunii inverse, coeficientul de flutuare a temperaturii poate fi redus sub 0,05, prevenind degradarea materialului cauzată de o temperatură excesivă.

III. Materiale de inginerie și tratament superficial

Pentru a îmbunătăți rezistența la uzurare, corpul șurubului este fabricat din oț nitrat, care suferă un tratament de nitridare ionica, rezultând o duritate de suprafață care respectă standarde ridicate. Pentru materialele reinforțate cu sticlă fibrosă, se utilizează o strat de tratament bi-metalic, îmbunătățind rezistența la uzurare de 3 până la 5 ori față de tratamentele tradiționale de nitridare. Suprafața deasupra firului este învelită cu diamant, reducând coeficientul de frecare sub 0,08.

Ultima tehnologie de texturizare a suprafețelor folosește cladirul cu laser pentru a crea aranjamente de groase la nivel micronic pe suprafața șurubului. Datele experimentale arată că această structură îmbunătățește eficiența amestecului cu 18% și îmbunătățește uniformitatea temperaturii topirii cu 25%.

În domeniul moldării prin injecție precisă, toleranțele diametrului șurubului sunt acum controlate în interiorul preciziei de grad IT5, cu eroarea de concentricitate care nu depășește 0,01mm/m. De asemenea, noul șurub undulos, optimizat folosind simulări CFD (Dinamică Computatională a Fluidelor), poate reduce birefringenta sub 3nm/cm când se moaldează componente PC de calitate optică. Cu integrarea tehnologiei de senzor inteligent, sistemul de șurub permite acum monitorizarea în timp real a visecosității topirii, asociată cu un sistem de control adaptiv, asigurând că procesul de plasticizare rămâne extrem de stabil cu o valoare CPK (Index de Capacitate a Procesului) constantă deasupra lui 1,67.

Această nouă generație de sisteme de șuruburi, combinând integrarea electromecanică și un design precis, redefinește limitele exactității în prelucrarea plasticului.