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螺桿功能介紹
螺桿是注塑機塑化部件中的重要零件。從塑料進入熔膠筒塑化過程來看,經(jīng)過了固體加料和輸送、壓實和熔融、排氣、進一步塑化和均勻化并計量過程, 因此通常將螺桿設(shè)計成加料段、壓縮段、均化段等三段。
螺桿尺寸介紹
螺桿直徑(D)與所要求之射出容積相關(guān)射出容積 = 1/4π×D2×(射出行程)×0.85
一般而言,D2與射出壓力成反比D愈大,押出率愈大;Q =1.29D2HmNr×60/1000(kg/Hr)

入料段
負責(zé)塑料的輸送、推擠與預(yù)熱,應(yīng)保證入料段結(jié)束時開始熔融,預(yù)熱到熔點。固態(tài)比熱↑、熔點↑、潛熱↑,加熱到熔點需熱多,入料段應(yīng)長固態(tài)熱傳導(dǎo)系數(shù)↓,傳熱慢、塑料中心溫升慢,入料段應(yīng)長預(yù)熱↑,入料段可短。結(jié)晶性料最長(如:POM、PA);非晶性料次之(如:PS、PU);熱敏性最短(如:PVC)。
壓縮段
負責(zé)塑料的混煉、壓縮與加壓排氣,通過這一段的原料應(yīng)該已經(jīng)幾乎全部熔解,但是不一定會均勻混合。在此區(qū)域,塑料逐漸熔融,螺槽體積必須相應(yīng)下降,否則料壓不實、傳熱慢、排氣不良。對非晶性塑料,壓縮段應(yīng)長一些,否則若螺槽體積下降快,料體積未減少,會產(chǎn)生堵塞。結(jié)晶型塑料實際上非全部結(jié)晶(如 PE:40~90%結(jié)晶度,LDPE: 65%結(jié)晶度),因此目前壓縮段有加長的趨勢。一般占25%螺桿工作長度。尼龍(結(jié)晶性料)2~3圈,約占15%螺桿的工作長度。高黏度、耐火性、低傳導(dǎo)性、高添加物,占40%~50%螺桿的工作長度。PVC可利用占99%螺桿的工作長度,以避免激烈的剪切熱。
計量段
理論上到計量段之開始點,料應(yīng)全部熔融,但至少要計量段 = 4D,以確保溫度均勻、混煉均勻。計量段長,則混煉效果佳;計量段太長則易使熔體停留過久,而產(chǎn)生熱分解;太短則易使溫度不均勻。一般占20~25%螺桿工作長度。PVC熱敏性,不宜停留過長,以免熱分解(可不要計量段)。
進料牙深,計量牙深
進料牙深愈深,在進料區(qū)之輸送量愈大,但需考慮螺桿強度。計量牙深愈淺,塑化之發(fā)熱、混合性能指數(shù)愈高,但需防范塑料燒焦,(計量牙深太淺,則剪切熱↑,自生熱↑,溫升太高,尤其不利于熱敏性塑料。)計量牙深 = KD = (0.03~0.07)D D ↑,K 選小; D↓,細長比 ↑,熱穩(wěn)定性差之塑料,K 選大。
影響塑化品質(zhì)之主要因素
細長比、壓縮比、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、電熱溫度設(shè)定。
細長比
細長比=螺桿工作長度/螺桿直徑。細長比大,則吃料易均勻,但容易過火。熱穩(wěn)定性較佳之塑料可用較長之螺桿,以提高混煉性而不慮燒焦;熱穩(wěn)定性較差之塑料,可用較短之螺桿或螺桿尾端無螺紋。
以塑料特性考量,一般細長比如下:
塑料特性 | 細長比 |
熱固性 | 14~16 |
硬質(zhì)PVC、高黏度PU等熱敏性 | 17~18 |
一般塑料 | 18~22 |
PC、POM等高溫穩(wěn)定性塑料 | 22~24 |
以混色能力考量,一般細長比如下:
細長比 | 混色能力 |
12~16 | 以染好顏色之膠粒成型為宜,避免色差發(fā)生。 |
16~18 | 以色母在料管內(nèi)混煉、染色、成型品質(zhì)均勻,色差不良較小。 |
20~24 | 用色料在料管內(nèi)混煉染色、分散性均勻,對成品物性有較佳的保護作用。 |
壓縮比
壓縮比=進料牙深/計量牙深
考慮料的壓縮性、裝填程度、回流、制品要密實、傳熱與排氣。適當(dāng)?shù)膲嚎s比,可增加塑料之密度,使分子與分子之間結(jié)合更加緊密,有助于減少空氣的吸入,降低因壓力而產(chǎn)生之溫升,而影響輸出量的差異,而不適當(dāng)之壓縮比將會破壞塑料的物性。壓縮比值越高,對塑料在料管內(nèi)塑化過程中產(chǎn)生的溫升越高,對膠化中的塑料產(chǎn)生較佳的混煉均勻度,相對的出料量大為減少。高壓縮比適于不易熔塑料,特別具低熔化黏度、熱安定性塑料。低壓縮比適于易熔塑料,特別具高熔化黏度性,熱敏性塑料。
背壓
增加背壓可增加螺桿對熔融樹脂所做的功、消除未熔的塑料顆粒、增加料管內(nèi)原料密度及其均勻程度、減少射出收壓和翹曲等問題。背壓被運用來提高料管溫度,其。背壓過大,對熱敏性較高的塑料易分解;對低黏度的塑料可能會產(chǎn)生"流鼻"現(xiàn)象。背壓太小,射出的成品可能會有氣泡。
螺桿轉(zhuǎn)速
螺桿的轉(zhuǎn)動速度直接影響塑料在螺旋槽內(nèi)的切變。小型螺桿槽深較淺,吸收熱源快速,足夠促使塑料在壓縮段時軟化,螺桿與料管璧間的磨擦熱能較低,適宜高速旋轉(zhuǎn),增加塑化能力。大型螺桿則不易快速旋轉(zhuǎn),以免塑化不均及造成過度摩擦熱。對熱敏性較高的塑料,射膠螺絲轉(zhuǎn)速過大的話,塑料便會很容易被分解。通常各尺寸之螺桿有一定之轉(zhuǎn)速范圍,一般轉(zhuǎn)速100~150 rpm太低,則無法熔化塑料;太高,則將塑料燒焦。目前表面速度1m/sec為限,對剪切敏感材料,低于0.5m/秒。
電熱溫度設(shè)定
使滯留于料管及螺桿內(nèi)之冷硬樹脂熔融以利螺桿之轉(zhuǎn)動,提供樹脂獲得熔融所需的一部份熱量。設(shè)定比熔膠溫度低5~10℃(部份由摩擦熱能提供)噴嘴溫度的調(diào)整也可用來控制流涕、凝固(塞頭)、牽絲等問題。
結(jié)晶性塑料一般溫度控制:
塑料種類 | 料管溫度℃ | 噴出料管溫度℃ | 射出壓力Kg/cm2 |
HDPE | 210℃后降溫呈 180℃操作 | 200~220 | 500~1,500 |
PP | 200~270 | 210~280 | 400~1,000 |
PA6 | 225~280 | 240~280 | 700~1,000 |
PA6/6 | 260~280 | 270~310 | 600~1,500 |
DELRIN | 180~200 | 190~220 | 800~1,100 |
鳩拉康 | 220~270 | 230~280 | 400~1,000 |
非結(jié)晶塑料:
塑料種類 | 料管溫度℃ | 噴出料管溫度℃ | 射出壓力Kg/cm2 |
PS | 180~240 | 190~260 | 400~1,300 |
ABS | 200~230 | 200~240 | 800~1,500 |
PMMA | 180~220 | 200~230 | 700~1,500 |
PC | 260~310 | 280~320 | 800~1,500 |
變性PPO | 240~280 | 250~300 | 850~1,400 |
硬質(zhì)PVC | 165~185 | 175~195 | 1,000~1,500 |
注一:以上均是以不添加玻璃纖維的非強化塑料為標(biāo)準(zhǔn)。
注二:管內(nèi)之熔膠溫度通常高于管外控制的溫度,從噴嘴出料溫示之。
金洋螺桿對塑機注射螺桿的設(shè)計思路
以理論為指導(dǎo),實踐經(jīng)驗為依據(jù),把理論與實踐結(jié)合起來,敢于創(chuàng)新。螺桿設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)是:塑化能否均一,計量是否達到要求,其次是塑化能力的要求。能夠塑化出達到質(zhì)量要求且成型達標(biāo)的質(zhì)量制品,那么螺桿的設(shè)計就是成功的。設(shè)計一根注塑機注射螺桿,首先要了解所加工對象的性能及制品所要達到的質(zhì)量,以及塑料注塑機注射螺桿哪些參數(shù)與所要加工物料的性能相關(guān),如物料對剪切、溫度的敏感性,根據(jù)不同特性的工程塑料,設(shè)計制造專用的特殊螺桿和料筒。客服熱線長期提供:發(fā)那科、住友、日精、東洋、東芝、德馬格等進口注塑機專用螺桿料筒,歡迎咨詢訂購,詳細請了解