Rezumatul de bază
Principiul de funcționare al unui extruder cu un singur -șurub poate fi înțeles pur și simplu ca un proces în care un șurub rotativ transportă, comprimă, topește, amestecă, omogenizează și, în final, extrudează topitura de plastic la o viteză constantă într-un butoi încălzit. Miezul său constă în acțiunea sinergică dintre șurub și cilindru.
Componentele principale
1.Șurub: componenta de bază, de obicei împărțită în secțiune de alimentare, secțiune de compresie (secțiune de topire) și secțiune de omogenizare (secțiune de dozare). Parametrii săi geometrici (diametrul, raportul lungime-la-diametru, adâncimea canalului, unghiul spiralei etc.) determină performanța mașinii.
2.Barrel: Un cilindru metalic care cuprinde șurubul, echipat cu încălzitoare interne și un sistem de răcire pentru a furniza căldură materialului și pentru a asigura un control precis al temperaturii.
3.Cap de matriță: Montat la capătul extruderului, acesta conferă produsului extrudat forma secțiunii transversale-finale (de exemplu, țevi, foi, filme, profile etc.).
Procesul detaliat al principiului de lucru
Etapa 1: Secțiunea de transport solid (secțiunea de alimentare)
Locație: Partea șurubului de lângă buncăr.
Funcție: Pentru a transporta în mod stabil și continuu particule solide libere (sau pulbere) înainte.
Principiu:
Materialul umple canalul șurubului și este capturat de șurubul rotativ.
Deoarece frecarea dintre material și șurub este mai mică decât frecarea dintre material și peretele interior al cilindrului, pe măsură ce șurubul se rotește, materialul este „traget” înainte de-a lungul peretelui interior al cilindrului, la fel ca o piuliță.
Adâncimea canalului din această secțiune este de obicei cea mai adâncă, cu un volum constant. Ea realizează în principal transportul fizic; materialul rămâne în mare parte solid, cu o creștere lentă a temperaturii.
Etapa 2: Secțiunea de topire (Secțiunea de compresie)
Locație: partea de mijloc a șurubului.
Funcție: Compactarea, înmuierea și topirea completă a materialului solid într-o stare de curgere vâscoasă, în timp ce elimină aerul antrenat.
Principiu:
Adâncimea canalului șurubului scade de la adânc la puțin adânc, creând un raport de compresie. Materialul este comprimat forțat, densitatea acestuia crește și golurile interparticule sunt eliminate.
Sub efectul combinat al încălzirii externe (furnizate de butoi) și al căldurii de frecare internă (generată de forfecarea dintre material, șurub și butoi), temperatura materialului crește rapid până la temperatura de topire.
Topirea începe de la materialul din apropierea peretelui interior al cilindrului, formând o peliculă de topire, care este răzuită de șuruburile și colectată în canalul șurubului pentru a forma un bazin de topire. Patul solid (materialul netopit) este stors treptat până când dispare, transformându-se în cele din urmă în întregime în topitură.
Aceasta este etapa critică pentru realizarea tranziției de fază a materialului.
Etapa 3: Secțiunea de transport al topiturii (Secțiunea de omogenizare / Secțiunea de dozare)
Locație: partea din față a șurubului, lângă capul matriței.
Funcție: Pentru omogenizarea, amestecarea și presurizarea în continuare a materialului topit și stabilirea unei presiuni stabile pentru a-l extruda din capul matriței la o temperatură constantă, viteză constantă și presiune constantă.
Principiu:
Adâncimea canalului în această secțiune este cea mai mică și constantă, exercitând un efect puternic de forfecare asupra topiturii.
Forfecarea intensă promovează amestecarea uniformă a componentelor (de exemplu, pigmenți, aditivi) și omogenitatea temperaturii.
Presiunea de pompare generată de rotația șurubului este utilizată pentru a depăși rezistența ridicată a capului matriței, asigurând un flux de topire stabil și continuu prin matriță.
Puterea și stabilitatea extruderului sunt determinate în principal de această secțiune.
Procesul său de lucru de bază este similar cu cel al unei mașini de tocat carne sau al unui aparat de paste manual pe care îl folosim în viața de zi cu zi: materialul este alimentat, împins înainte de un șurub rotativ și, sub acțiunea compresiei și a încălzirii externe, se transformă dintr-o stare solidă într-un fluid vâscos uniform, care este apoi extrudat continuu dintr-un cap de matriță de o formă specifică.