Visitas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2025-04-03 Origen:Sitio
Un tornillo se puede dividir en tres secciones: la zona de alimentación, que transporta el material hacia adelante; la zona de compresión, donde la resina se derrite; y la zona de medición, que garantiza un suministro uniforme de la resina fundida. Además, a veces se puede incluir una sección de mezcla (Darmage), pero esta discusión se centra en las tres zonas principales.
El tornillo sirve tres funciones clave:
Plastización : convertir la resina sólida en un estado fundido.
Transporte de resina : transportando la resina desde la tolva a la cabeza del extrusor.
Mezcla de resina : garantizar la mezcla homogénea de la resina.
El tornillo debe plasticar eficientemente el material mientras maximiza la cantidad de resina entregada en la cabeza.
1) Zona de alimentación
Esta es la sección donde la resina ingresa desde la tolva. En esta etapa, la resina permanece en estado sólido y sufre precalentamiento antes de llegar a la zona de compresión.
Si se requiere una mayor ingesta de resina, las ranuras de tornillo se pueden profundizar para acomodar más material. Sin embargo, es crucial equilibrar esto con la sección de compresión. El papel principal de la zona de alimentación es mover la resina sin fundir hacia adelante.
Justo debajo de la tolva, es importante evitar la fusión prematura para garantizar la ingesta de material suave. Si la resina comienza a derretirse demasiado temprano, la eficiencia de admisión disminuye, lo que lleva a una reducción de la extrusión.
Además, esta zona preacondiciona la resina para la fusión efectiva en la zona de compresión. La resina precalentada entra en la zona de compresión de manera más suave, mientras que el precalentamiento insuficiente causa problemas de retención y retrasos en la fusión.
La fuente de calor primaria en la zona de alimentación es el calentador de cilindros.
Consideraciones para el precalentamiento antes de la zona de compresión:
Profundidad de la ranura de tornillo:
Las ranuras menos profundas mejoran la eficiencia de absorción de calor, acelerando el precalentamiento.
Sin embargo, las ranuras menos profundas reducen la ingesta de material por unidad de tiempo, bajando la salida.
Los surcos más profundos permiten una mayor ingesta de material, pero reducen la eficiencia de transferencia de calor debido al aumento de la distancia del cilindro.
Un diseño equilibrado es necesario según las propiedades del material.
Longitud de la zona de alimentación:
Una zona de alimentación más larga permite un precalentamiento más efectivo.
Si la profundidad del surco es superficial y la transferencia de calor es eficiente, la zona de alimentación puede ser más corta.
Si la profundidad del surco es profunda y la conducción de calor es pobre, es necesaria una zona de alimentación más larga para el precalentamiento adecuado.
Información adicional:
Se sabe que el precalentamiento de la resina antes de que ingrese al tornillo mejora la eficiencia de producción. Esto se debe a que el precalentamiento de antemano reduce la carga térmica en la sección de alimentación, lo que hace que el proceso de fusión sea más suave.
2) Zona de compresión
En esta zona, la profundidad del tornillo disminuye gradualmente, lo que hace que la resina absorba el calor y se derrita. El proceso de fusión ocurre a través de dos mecanismos:
Calentar desde el calentador del cilindro : el calentamiento externo promueve la fusión.
Autor de corte de la rotación del tornillo : la energía mecánica de la rotación del tornillo genera calor por cizallamiento, lo que mejora la eficiencia de fusión.
El aumento de la velocidad del tornillo genera más calor por cizallamiento, lo que permite un funcionamiento de eficiencia energética con una dependencia reducida del calentamiento externo.
Hay dos tipos de compresión en esta zona:
Compresión rápida : genera alto calor de corte, acelerando la fusión.
Compresión gradual : se basa más en el calentamiento externo.
Las dos fuentes de calor principales en esta zona son:
Fuente de calor externa : el calentador de cilindro envuelto alrededor del barril.
Calor de corte : calor generado por la energía mecánica de la compresión de resina y el cizallamiento.
La compresión rápida conduce a una mayor generación de calor por cizallamiento, mientras que la compresión gradual depende más del calentamiento externo.
Durante la fusión, se pueden liberar la humedad y los gases, que se expulsan a través de una ventilación. Si la producción de gas es alta, se puede usar una bomba de vacío para mejorar la eficiencia de desgasificación.
En la práctica, el calor de corte de la rotación del tornillo es la fuente de calor dominante dentro de la extrusora, en lugar del calentamiento externo. Ciertas secciones del calentador de cilindros pueden tener funciones de calentamiento mínimas durante la operación.
3) Zona de medición
La profundidad de la ranura en esta sección sigue siendo la misma que en la zona de compresión. Esta es la zona final antes de la extrusión a través del dado. En esta etapa, la resina está completamente derretida y se empuja hacia adelante a una velocidad estable y controlada.
La zona de medición garantiza una mezcla uniforme y previene la retención de material antes de alcanzar el dado.
Un extrusor de un solo tornillo consiste en una zona de alimentación, zona de compresión y zona de medición. Si se requiere una mezcla adicional, se puede incorporar una estructura de mezcla especial llamada Darmage.
4) Darmage (sección de mezcla)
Darmage es un diseño de ranura especializado en una extrusora de un solo tornillo que mejora la mezcla de resina. Sin embargo, la incorporación de una sección de Darmage generalmente reduce ligeramente la salida de producción.
5) Elementos de tornillo
En las extrusoras de doble tornillo, los elementos de tornillo extraíbles (segmentos) están unidos para optimizar el rendimiento y la mezcla de extrusión. Estos elementos se pueden ajustar según las necesidades de procesamiento.
Varios elementos tienen propósitos diferentes. Por ejemplo, para prolongar el tiempo de retención de la resina en el cañón, se pueden usar elementos de tornillo de contrardotación.
6) Relación de compresión
La relación de compresión se refiere a la relación del volumen de espacio entre la zona de alimentación y la zona de medición por giro del tornillo.
Para las extrusoras estándar, una relación de compresión típica es de 2: 1 a 3: 1. Sin embargo, para materiales de baja densidad en masa como los restos de película, el volumen de la zona de alimentación se puede aumentar, estableciendo la relación de compresión a 4: 1 a 5: 1.
La relación de compresión determina la diferencia de profundidad del surco entre las zonas de alimentación y compresión:
Relación de compresión más baja : produce una mayor presión de resina y salida de extrusión.
Relación de compresión más alta : aumenta el calor de corte y la presión, pero puede causar sobrecalentamiento y degradación de resina.
La relación de compresión óptima se determina mediante el equilibrio del diámetro del tornillo y la relación longitud-diámetro (L/D).
7) barril (cilindro)
El barril es una carcasa de acero cilíndrica que alberga el tornillo. Los calentadores externos se envuelven alrededor de él para transferir el calor a la resina y facilitar la fusión.
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