Extrusion Screw at Barrel Design: Pagpapahusay ng Kalidad at Consistency ng Mga Produkto

Ang Extrusion ay isang sikat na proseso ng pagmamanupaktura para sa paglikha ng malawak na hanay ng mga produkto gaya ng mga plastic film, pipe, at profile. Ang proseso ay nagsasangkot ng pagtunaw at paghubog ng mga hilaw na materyales sa pamamagitan ng isang pinainit na bariles at isang umiikot na tornilyo. Ang tornilyo ay may pananagutan sa pagtunaw at paghahatid ng materyal sa die, na humuhubog nito sa huling produkto.

Ang disenyo at proseso ng pagmamanupaktura ng mga extrusion screw at barrel ay isang kritikal na kadahilanan sa pagtiyak ng mataas na kalidad at pare-parehong mga produkto. Dito ay tatalakayin natin kung paano makakaapekto ang geometry at materyal na katangian ng mga extrusion screw at barrel sa panghuling produkto.

Screw Geometry

Ang geometry ng tornilyo ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagtukoy ng pagganap ng proseso ng pagpilit. Ang disenyo ng tornilyo ay dapat na iayon sa partikular na materyal na ginagamit at ang nais na produkto. Mayroong iba't ibang uri ng mga disenyo ng tornilyo, bawat isa ay may mga pakinabang at disadvantages nito.

Ang pinakakaraniwang disenyo ng turnilyo ay ang single-flighted, three-zone screw, na kinabibilangan ng feed zone, compression zone, at metering zone. Ang feed zone ay responsable para sa paghahatid ng hilaw na materyal sa extruder, habang ang compression zone ay nag-compress at natutunaw ang materyal. Ang metering zone ay may pananagutan sa paglikha ng presyon at homogenizing ang materyal.

Ang isa pang disenyo ng turnilyo ay ang barrier screw, na kinabibilangan ng barrier flight na naghihiwalay sa mga seksyon ng feed at pagsukat. Ang disenyo na ito ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga materyales na nangangailangan ng mas mataas na paghahalo o presyon, na nagreresulta sa mas mahusay na kalidad ng mga produkto.

Nalaman ng isang pag-aaral ng Department of Polymer Engineering sa Amirkabir University of Technology sa Iran na ang pagbabago ng disenyo ng turnilyo mula sa single-flighted tungo sa double-flighted screw ay nagresulta sa 16.8% na pagpapabuti sa kalidad ng huling produkto, na may mas mahusay na homogeneity at nabawasan ang porosity.

Mga Katangian ng Materyal

Ang mga materyal na katangian ng tornilyo at bariles ay kritikal na mga kadahilanan sa pagtukoy ng kalidad ng panghuling produkto. Ang materyal ay dapat magkaroon ng mataas na wear resistance, mataas na temperatura na katatagan, at mababang koepisyent ng friction. Ang mga materyales tulad ng nitride steel o bimetallic coatings ay karaniwang ginagamit upang mapabuti ang wear resistance at mabawasan ang friction.

Nalaman ng isang pag-aaral ng mga mananaliksik sa Indian Institute of Technology sa Mumbai na ang paggamit ng bimetallic coating sa ibabaw ng turnilyo ay nagpabuti ng wear resistance ng 60% at nabawasan ang koepisyent ng friction ng 25%, na nagreresulta sa mas mahusay na kalidad ng produkto at nabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya.

Barrel Geometry

Ang geometry ng bariles ay isa ring mahalagang salik sa pagtukoy ng kalidad at pagkakapare-pareho ng panghuling produkto. Ang disenyo ng bariles ay dapat na na-optimize upang matiyak ang pare-parehong pamamahagi ng temperatura at mahusay na pagkatunaw ng materyal. Ang pinakakaraniwang disenyo ng bariles ay isang makinis na barrel na may panloob na mga elemento ng pag-init at paglamig. Ang mga elemento ng paglamig ay mahalaga sa pagpigil sa sobrang pag-init at pagkasira ng materyal, na maaaring magresulta sa hindi magandang kalidad ng mga produkto.

Nalaman ng isang pag-aaral ng mga mananaliksik sa University of Naples Federico II sa Italy na ang paggamit ng grooved barrel na may helical channel ay nagresulta sa 28% na pagbawas sa pressure drop at 17% na pagpapabuti sa mga mekanikal na katangian ng huling produkto.