Blog

I kärnstrukturen i en vertikal formsprutningsmaskin spelar skruvsystemet en nyckelroll för att omvandla plastråmaterial från fast till smält tillstånd. Denna till synes enkla metallkomponent, med sin exakta design och effektiva rörelsekontroll, utför dussintals mjukningscykler med hög precision per minut. Som "hjärtat" i formsprutningsprocessen påverkar utformningen av skruven direkt formningskvaliteten och produktionseffektiviteten.

I. Utveckling av skruvsystemets struktur

Moderna skruvar för vertikala formsprutningsmaskiner antar vanligtvis en klassisk trestegs strukturell design, där varje steg fyller en distinkt funktion. Foderdelen ansvarar för den stabila transporten av råmaterial, och de djupa skruvspåren i denna sektion säkerställer ett smidigt flöde av granulerna under påverkan av gravitationen. Kompressionssektionen genererar en mekanisk kompressionseffekt genom gradvis avsmalnande skruvspår, vilket förbättrar mjukningseffektiviteten samtidigt som överdriven skjuvning förhindras. Doseringsdelen, med sina grundare skruvspår, säkerställer jämn smältning i högtrycksmiljö och stabiliserar därmed produktkvaliteten.

Mätsektionen är avgörande, och dess design följer vanligtvis ett gyllene förhållande mellan längd och diameter (L/D) mellan 5:1 och 7:1. Detta säkerställer inte bara smältans homogenitet utan håller även temperaturfluktuationer inom ±2°C. För att förhindra smältåterflöde använder kontrollringskomponenten en dubbeltätningsstruktur, med en svarstid på mindre än 0.03 sekunder.

II. Koppling av termodynamik och reologi

Skjuvvärmeeffekten som genereras av skruvrotationen följer den reologiska formeln τ = η(du/dy), med skjuvhastigheten varierande över olika sektioner. Till exempel, i matningssektionen, sträcker sig skjuvhastigheten typiskt från 50 till 100 s'', medan den i doseringssektionen kan nå 500 till 1000 s''. För värmekänsliga material, såsom PC (polykarbonat), används en specialiserad skruvdesign som förkortar kompressionssektionens längd för att begränsa temperaturökningen till inom 30°C.

Smältans temperaturfält uppvisar en axiell gradient. Med hjälp av infraröd termografi observeras temperaturkurvan från matningsöppningen till munstycksutgången. Genom att optimera skruvhastighet och reglerparametrar för mottryck kan temperaturfluktuationskoefficienten reduceras till under 0.05, vilket förhindrar materialnedbrytning på grund av för hög temperatur.

III. Tekniska material och ytbehandling

För att öka slitstyrkan är skruvkroppen tillverkad av nitrerat stål, som genomgår jonnitreringsbehandling, vilket resulterar i en ythårdhet som uppfyller höga krav. För glasfiberarmerade material används ett behandlingsskikt av bimetallegering, vilket förbättrar slitstyrkan med 3 till 5 gånger jämfört med traditionella nitreringsbehandlingar. Gängans övre yta är belagd med diamant, vilket minskar friktionskoefficienten till under 0.08.

Den senaste ytstruktureringstekniken använder laserbeklädnad för att skapa spår på mikronnivå på skruvytan. Experimentella data visar att denna struktur förbättrar blandningseffektiviteten med 18 % och förbättrar smälttemperaturens enhetlighet med 25 %.

Inom området precisionsformsprutning kontrolleras nu skruvdiametertoleranser inom IT5-gradig precision, med koncentricitetsfel som inte överstiger 0.01 mm/m. Dessutom kan den nydesignade vågiga skruven, optimerad med CFD (Computational Fluid Dynamics)-simuleringar, minska dubbelbrytningen till under 3nm/cm vid gjutning av optiska PC-komponenter. Med integrationen av smart avkänningsteknik tillåter skruvsystemet nu realtidsövervakning av smältviskositet, tillsammans med ett adaptivt kontrollsystem, vilket säkerställer att mjukningsprocessen förblir mycket stabil med ett CPK-värde (Process Capability Index) konsekvent över 1.67.

Denna nya generation av skruvsystem, som kombinerar elektromekanisk integration och exakt design, omdefinierar gränserna för plastbearbetningsnoggrannhet.