طراحی پیچ و بشکه اکستروژن: افزایش کیفیت و سازگاری محصولات

اکستروژن یک فرآیند تولید محبوب برای ایجاد طیف گسترده ای از محصولات مانند فیلم های پلاستیکی، لوله ها و پروفیل ها است. این فرآیند شامل ذوب و شکل دادن به مواد خام از طریق یک بشکه گرم شده و یک پیچ دوار است. پیچ وظیفه ذوب و انتقال مواد به قالب را بر عهده دارد که آن را به محصول نهایی تبدیل می کند.

فرآیند طراحی و ساخت پیچ‌ها و بشکه‌های اکستروژن عاملی حیاتی برای اطمینان از کیفیت بالا و سازگاری محصولات است. در اینجا ما در مورد چگونگی تأثیر هندسه و خواص مواد پیچ‌ها و بشکه‌های اکستروژن بر محصول نهایی بحث خواهیم کرد.

هندسه پیچ

هندسه پیچ نقش مهمی در تعیین عملکرد فرآیند اکستروژن دارد. طراحی پیچ باید متناسب با مواد خاص مورد استفاده و محصول نهایی مورد نظر باشد. انواع مختلفی از طرح های پیچ وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند.

متداول ترین طراحی پیچ، پیچ سه منطقه ای تک پرواز است که شامل منطقه تغذیه، ناحیه فشرده سازی و ناحیه اندازه گیری می شود. منطقه تغذیه وظیفه انتقال مواد خام به اکسترودر را بر عهده دارد، در حالی که منطقه فشرده سازی مواد را فشرده و ذوب می کند. ناحیه اندازه گیری وظیفه ایجاد فشار و همگن سازی مواد را بر عهده دارد.

یکی دیگر از طرح های پیچ، پیچ مانع است که شامل یک پرواز مانع است که بخش های تغذیه و اندازه گیری را از هم جدا می کند. این طرح می تواند برای موادی که نیاز به اختلاط یا فشار بالاتری دارند مفید باشد و در نتیجه محصولات با کیفیت بهتری تولید شود.

مطالعه‌ای که توسط گروه مهندسی پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر در ایران انجام شد، نشان داد که تغییر طرح پیچ از یک پیچ به پیچ دوپره منجر به بهبود 16.8 درصدی کیفیت محصول نهایی، با همگنی و همگنی بهتر می‌شود. کاهش تخلخل

خواص مواد

خواص مواد پیچ ​​و بشکه عواملی حیاتی در تعیین کیفیت محصول نهایی هستند. این ماده باید دارای مقاومت سایش بالا، پایداری در دمای بالا و ضریب اصطکاک پایین باشد. موادی مانند فولاد نیترید یا پوشش‌های دو فلزی معمولاً برای بهبود مقاومت در برابر سایش و کاهش اصطکاک استفاده می‌شوند.

مطالعه محققان مؤسسه فناوری هند در بمبئی نشان داد که استفاده از یک پوشش دو فلزی روی سطح پیچ باعث بهبود مقاومت در برابر سایش تا 60 درصد و کاهش ضریب اصطکاک تا 25 درصد شده و در نتیجه کیفیت محصول بهتر و مصرف انرژی کاهش می یابد.

هندسه بشکه

هندسه بشکه نیز یک عامل اساسی در تعیین کیفیت و قوام محصول نهایی است. طراحی بشکه باید برای اطمینان از توزیع یکنواخت دما و ذوب کارآمد مواد بهینه شود. رایج ترین طراحی بشکه یک بشکه با سوراخ صاف با عناصر گرمایش و سرمایش داخلی است. عناصر خنک کننده برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و تخریب مواد ضروری هستند، که می تواند منجر به محصولات بی کیفیت شود.

مطالعه محققان دانشگاه ناپل فدریکو دوم در ایتالیا نشان داد که استفاده از بشکه شیاردار با کانال مارپیچ منجر به کاهش 28 درصدی افت فشار و بهبود 17 درصدی در خواص مکانیکی محصول نهایی شد.