TIN TỨC

Trong cấu trúc lõi của máy ép phun đứng, hệ thống trục vít đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi nguyên liệu nhựa từ trạng thái rắn sang trạng thái nóng chảy. Linh kiện kim loại có vẻ đơn giản này, với thiết kế chính xác và khả năng kiểm soát chuyển động hiệu quả, thực hiện hàng chục chu kỳ hóa dẻo có độ chính xác cao mỗi phút. Là "trái tim" của quy trình ép phun, thiết kế của trục vít ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng đúc và hiệu quả sản xuất.

I. Sự tiến hóa của cấu trúc hệ thống vít

Vít máy ép phun đứng hiện đại thường áp dụng thiết kế cấu trúc ba giai đoạn cổ điển, với mỗi giai đoạn có chức năng riêng biệt. Phần cấp liệu chịu trách nhiệm vận chuyển nguyên liệu thô ổn định và các rãnh vít sâu trong phần này đảm bảo dòng chảy trơn tru của các hạt dưới tác động của trọng lực. Phần nén tạo ra hiệu ứng nén cơ học thông qua các rãnh vít thu hẹp dần, tăng hiệu quả hóa dẻo đồng thời ngăn ngừa cắt quá mức. Phần định lượng, với các rãnh vít nông hơn, đảm bảo nóng chảy đồng đều trong môi trường áp suất cao, do đó ổn định chất lượng sản phẩm.

Phần đo lường rất quan trọng và thiết kế của nó thường tuân theo tỷ lệ vàng giữa chiều dài và đường kính (L/D) từ 5:1 đến 7:1. Điều này không chỉ đảm bảo tính đồng nhất của hỗn hợp nóng chảy mà còn giữ cho nhiệt độ dao động trong phạm vi ±2°C. Để ngăn hỗn hợp nóng chảy chảy ngược, thành phần vòng kiểm tra sử dụng cấu trúc niêm phong kép, với thời gian phản hồi dưới 0.03 giây.

II. Sự kết hợp giữa nhiệt động lực học và lưu biến

Hiệu ứng nhiệt cắt tạo ra bởi sự quay của trục vít tuân theo công thức lưu biến τ = η(du/dy), với tốc độ cắt thay đổi trên các phần khác nhau. Ví dụ, trong phần nạp liệu, tốc độ cắt thường dao động từ 50 đến 100 s⁻¹, trong khi ở phần định lượng, tốc độ cắt có thể đạt 500 đến 1000 s⁻¹. Đối với các vật liệu nhạy nhiệt, chẳng hạn như PC (polycarbonate), một thiết kế trục vít chuyên dụng được sử dụng, rút ​​ngắn chiều dài phần nén để giới hạn nhiệt độ tăng trong phạm vi 30°C.

Trường nhiệt độ của vật liệu nóng chảy thể hiện một gradient trục. Sử dụng nhiệt ảnh hồng ngoại, đường cong nhiệt độ từ lỗ nạp đến đầu ra của vòi phun được quan sát. Bằng cách tối ưu hóa tốc độ trục vít và các thông số kiểm soát áp suất ngược, hệ số dao động nhiệt độ có thể giảm xuống dưới 0.05, ngăn ngừa sự xuống cấp của vật liệu do nhiệt độ quá cao.

III. Vật liệu kỹ thuật và xử lý bề mặt

Để tăng khả năng chống mài mòn, thân vít được làm bằng thép thấm nitơ, trải qua quá trình xử lý thấm nitơ ion, tạo ra độ cứng bề mặt đạt tiêu chuẩn cao. Đối với vật liệu gia cường sợi thủy tinh, sử dụng lớp xử lý hợp kim lưỡng kim, cải thiện khả năng chống mài mòn từ 3 đến 5 lần so với phương pháp xử lý thấm nitơ truyền thống. Bề mặt trên của ren được phủ kim cương, giảm hệ số ma sát xuống dưới 0.08.

Công nghệ tạo kết cấu bề mặt mới nhất sử dụng lớp phủ laser để tạo ra các mảng rãnh cấp micron trên bề mặt vít. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy cấu trúc này cải thiện hiệu suất trộn 18% và tăng cường độ đồng đều nhiệt độ nóng chảy 25%.

Trong lĩnh vực đúc phun chính xác, dung sai đường kính vít hiện được kiểm soát trong phạm vi độ chính xác cấp IT5, với sai số đồng tâm không vượt quá 0.01 mm/m. Ngoài ra, vít lượn sóng mới được thiết kế, được tối ưu hóa bằng mô phỏng CFD (Động lực học chất lưu tính toán), có thể giảm lưỡng chiết xuống dưới 3 nm/cm khi đúc các thành phần PC cấp quang học. Với sự tích hợp của công nghệ cảm biến thông minh, hệ thống vít hiện cho phép theo dõi độ nhớt nóng chảy theo thời gian thực, kết hợp với hệ thống điều khiển thích ứng, đảm bảo rằng quá trình dẻo hóa vẫn rất ổn định với giá trị CPK (Chỉ số khả năng xử lý) luôn ở mức trên 1.67.

Hệ thống vít thế hệ mới này kết hợp giữa tích hợp cơ điện và thiết kế chính xác, đang định nghĩa lại ranh giới về độ chính xác trong xử lý nhựa.