Новини

У ядрі структури вертикальної інжекторної машини система шурупа відіграє ключову роль у перетворенні пластикових сировин зі стану твердого до розплавленого. Цей, на перший погляд, простий металевий компонент, завдяки своєму точному дизайну та ефективному керуванню рухом, виконує десятки високоточних циклів пластифікації на хвилину. Як "серце" процесу інжекції, дизайн шурупа безпосередньо впливає на якість формування та продуктивність виробництва.

I. Еволюція структури системи шурупів

Сучасні вертикальні інжекторні формувальні машини зазвичай використовують класичний трифазний структурний дизайн, де кожна фаза має визначений функціонал. Транспортна частина відповідає за стабільне транспортування сировини, а глибокі канавки шурупа у цій частині забезпечують плавне поточення гранул під впливом гравітації. Стислова частина створює механічний стиск через поступальне зменшення ширини канавок шурупа, що покращує ефективність пластичування та запобігає чрезмірному розтину. Метрична частина, з її меншими за глибину канавками шурупа, забезпечує однорідне розплавлення у високотисковому середовищі, стабілізуючи якість продукції.

Секція вимірювання є ключовою, і її конструкція зазвичай наслідує золотий пропорційний співвідношення довжини до діаметра (L/D) від 5:1 до 7:1. Це не тільки забезпечує однорідність розплаву, але й утримує флуктуації температури всередині ±2°C. Щоб запобігти зворотному потоці розплаву, елемент перевірного кільця використовує двоступеневу конструкцію запечатування, з часом відгуку менше 0,03 секунди.

II. Сполучення термодинаміки та реології

Ефект тепла від стригальної сили, який генерується обертами шурупа, наслідує реологічну формулу τ = η(du/dy), при цьому швидкість стриження варіюється у різних секціях. Наприклад, у накладній секції швидкість стриження зазвичай знаходиться в діапазоні від 50 до 100 с⁻¹, тоді як у секції вимірювання вона може досягати 500–1000 с⁻¹. Для теплочутливих матеріалів, таких як ПК (полікарбонат), застосовується спеціальна конструкція шурупа, скорочуючи довжину стисної секції для обмеження підвищення температури до 30°C.

Поле температури розплаву має осовий градієнт. За допомогою інфрачервоної термографії спостерігаються температурні криві від отвору підачі до виходу з насадка. Оптимізація швидкості винтового валу та параметрів керування задньою тисковою силою дозволяє зменшити коефіцієнт коливань температури до менше 0,05, що запобігає деградації матеріалу через надмірну температуру.

III. Інженерні матеріали та поверхнева обробка

Щоб підвищити стійкість до зношення, корпус винту виготовлений з азотуваної сталі, яка піддається іонному азотуванню, що забезпечує високий рівень твердості поверхні. Для фіброгласпових матеріалів використовується біметалевий сплавний шар обробки, що збільшує стійкість до зношення у 3-5 разів порівняно з традиційними методами азотування. Верхня поверхня нитки покрита алмазом, що зменшує коефіцієнт тертя до менше 0,08.

Остання технологія текстурізації поверхні використовує лазерне наплавлення для створення масивів рисок на рівні мікронів на поверхні шляхта. Експериментальні дані показують, що ця структура підвищує ефективність змішування на 18% та покращує однорідність температури розплаву на 25%.

У галузі точного формування за допомогою інжекції допуски діаметру шляхта тепер керуються з точністю IT5-го класу, при цьому похибка концентричності не перевищує 0,01 мм/м. Крім того, новий хвилястий шляхт, оптимізований за допомогою симуляцій CFD (комп'ютерної динаміки рідин), може зменшити бірефренге ніж до 3 нм/см при формуванні компонентів з оптичного ПК. З інтеграцією технології розумних датчиків система шляхта тепер дозволяє реальний час контролю в'язкості розплаву, пов'язаний з адаптивною системою керування, що забезпечує високу стабільність процесу пластичності зі значенням індексу здатності процесу CPK, яке завжди вище 1,67.

Це нове покоління шурових систем, що поєднує електромеханічну інтеграцію та точний дизайн, перевизначає межі точності обробки пластмас.