Новости

В основной структуре вертикальной машины для инжекционного литья винтовая система играет ключевую роль в преобразовании пластических сырьевых материалов из твердого состояния в расплавленное. Этот на первый взгляд простой металлический компонент, с его точным дизайном и эффективным управлением движением, выполняет десятки высокоточных циклов пластификации в минуту. Как "сердце" процесса инжекционного литья, конструкция винта напрямую влияет на качество формования и производительность.

I. Эволюция конструкции винтовой системы

Современные вертикальные инжекционно-формовочные машины обычно используют классический трехступенчатый конструктивный дизайн винта, где каждая ступень выполняет определенную функцию. Зона подачи отвечает за стабильную транспортировку сырья, а глубокие резьбовые канавки в этой зоне обеспечивают плавное движение гранул под действием силы тяжести. Компрессионная зона создает механический компрессионный эффект за счет постепенно сужающихся резьбовых канавок, что повышает эффективность пластификации и предотвращает чрезмерное срезание. Измерительная зона, имеющая более мелкие резьбовые канавки, обеспечивает равномерное плавление в условиях высокого давления, тем самым стабилизируя качество продукции.

Секция дозирования является критически важной, и ее конструкция обычно следует золотому сечению длина-диаметр (L/D) в пределах от 5:1 до 7:1. Это не только обеспечивает однородность расплава, но и поддерживает колебания температуры в пределах ±2°C. Чтобы предотвратить обратный поток расплава, компонент запорного кольца использует двойную уплотнительную структуру с временем реакции менее 0,03 секунды.

II. Связь термодинамики и реологии

Тепловой эффект, создаваемый вращением шнека, следует реологической формуле τ = η(du/dy), при этом скорость сдвига различается в разных секциях. Например, в секции подачи скорость сдвига обычно находится в диапазоне от 50 до 100 с⁻¹, а в секции дозирования может достигать 500–1000 с⁻¹. Для теплочувствительных материалов, таких как ПК (поликарбонат), используется специальная конструкция шнека, сокращающая длину секции сжатия для ограничения повышения температуры до 30°C.

Поле температуры расплава имеет осевой градиент. С помощью инфракрасной термографии наблюдается температурная кривая от входного отверстия до выхода из сопла. Оптимизацией параметров скорости винта и контроля обратного давления коэффициент колебания температуры можно снизить ниже 0,05, предотвращая деградацию материала из-за чрезмерной температуры.

III. Инженерные материалы и поверхностная обработка

Для повышения износостойкости корпус винта изготовлен из нитридованной стали, которая подвергается ионной нитрации, что обеспечивает высокий уровень твердости поверхности. Для стекловолокнистых наполнителей используется биметаллическое сплавное покрытие, увеличивающее износостойкость в 3–5 раз по сравнению с традиционными методами нитрации. Верхняя поверхность резьбы покрыта алмазом, что снижает коэффициент трения ниже 0,08.

Последняя технология текстурирования поверхности использует лазерную наплавку для создания микронных канавок на поверхности шнека. Экспериментальные данные показывают, что эта структура повышает эффективность смешивания на 18% и улучшает равномерность температуры плавления на 25%.

В области точного инжекционного литья допуски диаметра шнека теперь контролируются с точностью IT5, при этом ошибка коаксиальности не превышает 0,01 мм/м. Кроме того, новый волнистый шнек, оптимизированный с использованием симуляций СФД (вычислительная гидродинамика), может снизить бирефринgence до менее 3 нм/см при литье оптических компонентов из ПК. Благодаря интеграции технологии умственного датирования, система шнека теперь позволяет осуществлять реальное время мониторинга вязкости расплава, связанной с адаптивной системой управления, обеспечивающей высокую стабильность процесса пластификации с значением CPK (индекс способности процесса) постоянно выше 1,67.

Это новое поколение систем винтов, сочетающее электромеханическую интеграцию и точный дизайн, переопределяет границы точности обработки пластиков.