ข่าวสาร

ในโครงสร้างหลักของเครื่องฉีดพลาสติกแนวตั้ง ระบบสกรูมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนวัตถุดิบพลาสติกจากของแข็งเป็นของเหลว ชิ้นส่วนโลหะที่ดูเรียบง่ายนี้ซึ่งมีการออกแบบที่แม่นยำและการควบคุมการเคลื่อนไหวที่มีประสิทธิภาพ สามารถทำงานพลาสติกได้อย่างแม่นยำหลายสิบรอบต่อนาที การออกแบบสกรูถือเป็น "หัวใจ" ของกระบวนการฉีดพลาสติกและส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการขึ้นรูปและประสิทธิภาพการผลิต

I. วิวัฒนาการของโครงสร้างระบบสกรู

สกรูเครื่องฉีดพลาสติกแนวตั้งสมัยใหม่มักใช้การออกแบบโครงสร้างสามขั้นตอนแบบคลาสสิก โดยแต่ละขั้นตอนมีหน้าที่ที่แตกต่างกัน ส่วนป้อนมีหน้าที่ในการขนส่งวัตถุดิบอย่างเสถียร และร่องสกรูที่ลึกในส่วนนี้ช่วยให้เม็ดพลาสติกไหลได้อย่างราบรื่นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ส่วนการบีบอัดจะสร้างเอฟเฟกต์การบีบอัดเชิงกลผ่านร่องสกรูที่แคบลงทีละน้อย ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับพลาสติกในขณะที่ป้องกันการเฉือนที่มากเกินไป ส่วนการวัดที่มีร่องสกรูที่ตื้นกว่า ช่วยให้หลอมละลายได้สม่ำเสมอในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูง จึงทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์คงที่

ส่วนการวัดนั้นมีความสำคัญมาก และการออกแบบนั้นมักจะใช้อัตราส่วนทองคำของความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (L/D) ระหว่าง 5:1 ถึง 7:1 ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยให้ของเหลวที่หลอมละลายมีความสม่ำเสมอเท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาความผันผวนของอุณหภูมิให้อยู่ภายใน ±2°C อีกด้วย เพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับของของเหลวที่หลอมละลาย ส่วนประกอบของวงแหวนตรวจสอบจึงใช้โครงสร้างซีลคู่ โดยมีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 0.03 วินาที

II. การเชื่อมโยงเทอร์โมไดนามิกส์และรีโอโลยี

ผลกระทบจากความร้อนเฉือนที่เกิดจากการหมุนของสกรูเป็นไปตามสูตรรีโอโลยี τ = η(du/dy) โดยอัตราเฉือนจะแตกต่างกันไปในแต่ละส่วน ตัวอย่างเช่น ในส่วนป้อน อัตราเฉือนโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 50 ถึง 100 วินาที⁻¹ ในขณะที่ในส่วนการวัด อัตราเฉือนอาจสูงถึง 500 ถึง 1000 วินาที⁻¹ สำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน เช่น พีซี (โพลีคาร์บอเนต) จะใช้การออกแบบสกรูเฉพาะทาง โดยลดความยาวของส่วนการบีบอัดเพื่อจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิให้ไม่เกิน 30°C

สนามอุณหภูมิของของเหลวที่หลอมละลายจะแสดงการไล่ระดับตามแนวแกน การใช้เทอร์โมกราฟีอินฟราเรดทำให้สามารถสังเกตเส้นโค้งอุณหภูมิจากช่องป้อนไปยังทางออกของหัวฉีดได้ โดยการปรับความเร็วของสกรูและพารามิเตอร์ควบคุมแรงดันย้อนกลับให้เหมาะสม สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์ความผันผวนของอุณหภูมิให้ต่ำกว่า 0.05 ซึ่งช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของวัสดุอันเนื่องมาจากอุณหภูมิที่มากเกินไป

III. วัสดุวิศวกรรมและการบำบัดพื้นผิว

เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ตัวสกรูจึงทำจากเหล็กไนไตรด์ ซึ่งผ่านกระบวนการไนไตรด์ไอออน ส่งผลให้พื้นผิวมีความแข็งตามมาตรฐานสูง สำหรับวัสดุที่เสริมด้วยไฟเบอร์กลาส จะใช้ชั้นการเคลือบโลหะผสมสองโลหะ ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอได้ 3 ถึง 5 เท่าเมื่อเทียบกับการเคลือบไนไตรด์แบบดั้งเดิม พื้นผิวด้านบนเกลียวเคลือบด้วยเพชร ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลดลงเหลือต่ำกว่า 0.08

เทคโนโลยีการสร้างพื้นผิวล่าสุดใช้การหุ้มด้วยเลเซอร์เพื่อสร้างร่องระดับไมครอนบนพื้นผิวสกรู ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผสมได้ 18% และเพิ่มความสม่ำเสมอของอุณหภูมิหลอมเหลวได้ 25%

ในด้านการฉีดขึ้นรูปที่มีความแม่นยำ ปัจจุบันความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางของสกรูได้รับการควบคุมให้อยู่ในระดับความแม่นยำระดับ IT5 โดยข้อผิดพลาดของความเป็นศูนย์กลางศูนย์กลางไม่เกิน 0.01 มม./ม. นอกจากนี้ สกรูรูปคลื่นที่ออกแบบใหม่ซึ่งปรับให้เหมาะสมโดยใช้การจำลอง CFD (พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ) สามารถลดการเกิดการหักเหของแสงแบบคู่ให้ต่ำกว่า 3 นาโนเมตร/ซม. เมื่อขึ้นรูปชิ้นส่วนพีซีเกรดออปติคอล ด้วยการผสานรวมเทคโนโลยีการตรวจจับอัจฉริยะ ระบบสกรูจึงช่วยให้สามารถตรวจสอบความหนืดของของเหลวหลอมเหลวได้แบบเรียลไทม์ ร่วมกับระบบควบคุมแบบปรับได้ ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการพลาสติกยังคงมีเสถียรภาพสูง โดยมีค่า CPK (ดัชนีความสามารถของกระบวนการ) สูงกว่า 1.67 อย่างสม่ำเสมอ

ระบบสกรูรุ่นใหม่นี้ผสานการบูรณาการระบบไฟฟ้ากลและการออกแบบที่แม่นยำ ช่วยกำหนดขอบเขตความแม่นยำในการประมวลผลพลาสติกใหม่