ข่าวสาร

ในโครงสร้างหลักของเครื่องฉีดพลาสติกแนวตั้ง ระบบเกลียวมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนวัสดุพลาสติกจากสถานะของแข็งเป็นสถานะละลาย ชิ้นส่วนโลหะที่ดูเหมือนจะเรียบง่ายนี้ ด้วยการออกแบบที่แม่นยำและการควบคุมการเคลื่อนที่อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถทำรอบกระบวนการพลาสติฟิเคชันความแม่นยำสูงได้หลายสิบครั้งต่อนาที ในฐานะ "หัวใจ" ของการฉีดขึ้นรูป การออกแบบของเกลียวส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของการฉีดขึ้นรูปและความสามารถในการผลิต

I. การพัฒนาโครงสร้างของระบบเกลียว

สกรูของเครื่องฉีดพลาสติกแนวตั้งแบบสมัยใหม่มักจะใช้การออกแบบโครงสร้างสามขั้นตอนแบบคลาสสิก โดยแต่ละขั้นตอนมีหน้าที่แตกต่างกัน ส่วนการให้อาหาร (feed section) รับผิดชอบในการลำเลียงวัสดุดิบอย่างเสถียร และร่องสกรูที่ลึกในส่วนนี้ช่วยให้เม็ดพลาสติกไหลได้อย่างราบรื่นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ส่วนการอัด压缩 (compression section) สร้างผลของการอัดกลไกด้วยการทำให้ร่องสกรูค่อย ๆ แคบลง ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการหลอมละลายขณะป้องกันการตัดเฉือนมากเกินไป และส่วนการวัดปริมาณ (metering section) ซึ่งมีร่องสกรูตื้นกว่า จะช่วยให้เกิดการหลอมละลายอย่างสม่ำเสมอในสภาพแวดล้อมความดันสูง ทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์คงที่

ส่วนการวัดเป็นสิ่งสำคัญ และการออกแบบมักจะปฏิบัติตามอัตราส่วนทองคำของความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (L/D) ระหว่าง 5:1 ถึง 7:1 ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้เกิดความสม่ำเสมอของสารหลอมละลาย แต่ยังคงความuctuationของอุณหภูมิไว้ภายใน ±2°C เพื่อป้องกันการไหลย้อนกลับของสารหลอมละลาย ส่วนประกอบแหวนตรวจสอบใช้โครงสร้างซีลคู่ ซึ่งมีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 0.03 วินาที

II. การเชื่อมโยงระหว่างเทอร์โมไดนามิกส์และไรโอโลจี

ผลกระทบของความร้อนจากการเฉือนที่เกิดจากแรงหมุนของเกลียวปฏิบัติตามสูตรไรโอโลจี τ = η(du/dy) โดยที่อัตราการเฉือนแตกต่างกันในแต่ละส่วน เช่น ในส่วนของการให้อาหาร อัตราการเฉือนมักอยู่ในช่วง 50 ถึง 100 s⁻¹ ในขณะที่ในส่วนการวัดสามารถไปถึง 500 ถึง 1000 s⁻¹ สำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน เช่น PC (โพลีคาร์บอเนต) จะใช้การออกแบบเกลียวพิเศษ โดยลดความยาวของส่วนการบีบอัดเพื่อจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิให้อยู่ในช่วง 30°C

สนามอุณหภูมิของสารหลอมเหลวแสดงให้เห็นความแตกต่างตามแกน โดยใช้การถ่ายภาพความร้อนด้วยอินฟราเรด สามารถสังเกตเส้นโค้งอุณหภูมิจากช่องป้อนเข้าไปจนถึงทางออกของหัวฉีดได้ โดยการปรับแต่งพารามิเตอร์ความเร็วของเกลียวและแรงดันย้อนกลับ อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสามารถลดลงต่ำกว่า 0.05 ซึ่งป้องกันการเสื่อมสภาพของวัสดุที่เกิดจากอุณหภูมิสูงเกินไป

III. วัสดุทางวิศวกรรมและการบำบัดผิว

เพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ ตัวลำตัวเกลียวทำจากเหล็กไนไตรด์ ซึ่งผ่านกระบวนการไนไตรด์ด้วยไอออน ส่งผลให้มีความแข็งของผิวที่ตรงตามมาตรฐานสูง สำหรับวัสดุเสริมใยแก้ว จะใช้ชั้นเคลือบที่เป็นโลหะผสมสองชนิด ซึ่งเพิ่มความต้านทานการสึกหรอได้ 3 ถึง 5 เท่าเมื่อเทียบกับการบำบัดแบบไนไตรด์แบบเดิม ผิวด้านบนของเกลียวจะเคลือบด้วยเพชร ลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลงต่ำกว่า 0.08

เทคโนโลยีการสร้างผิวหน้าล่าสุดใช้กระบวนการเลเซอร์คลัดดิ้งเพื่อสร้างช่องร่องระดับไมครอนบนพื้นผิวของเกลียว ข้อมูลจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการผสมได้ 18% และเพิ่มความสม่ำเสมอของอุณหภูมิการหลอมละลายได้ 25%

ในสาขาของการฉีดขึ้นรูปแบบแม่นยำ ความอดทนของเส้นผ่านศูนย์กลางเกลียวถูกควบคุมภายในความแม่นยำระดับ IT5 โดยที่ความผิดพลาดของความเข้าศูนย์ไม่เกิน 0.01 มม.ต่อเมตร นอกจากนี้ เกลียวแบบใหม่ที่ออกแบบเป็นลอนซึ่งได้รับการปรับแต่งโดยใช้การจำลอง CFD (Dynamics การคำนวณของของไหล) สามารถลดไบเรฟรองซ์ลงต่ำกว่า 3 นาโนเมตรต่อเซนติเมตรเมื่อฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วน PC คุณภาพแสง พร้อมกับการรวมเทคโนโลยีเซนเซอร์อัจฉริยะ ระบบเกลียวนี้สามารถตรวจสอบค่าความหนืดของสารละลายได้แบบเรียลไทม์ พร้อมด้วยระบบควบคุมแบบปรับตัว ทำให้กระบวนการพลาสติฟิเคชันมีความเสถียรสูง โดยค่า CPK (ดัชนีความสามารถของกระบวนการ) คงอยู่เหนือ 1.67 อย่างต่อเนื่อง

เจเนอเรชันใหม่นี้ของระบบสกรู ซึ่งรวมเอาการผสานระหว่างอิเล็กโตรเมคคาทรอนิกส์และดีไซน์ที่แม่นยำ กำลังกำหนดขอบเขตใหม่ของการความถูกต้องในการแปรรูปพลาสติก