اصل کار اکسترودر تک پیچ

خلاصه اصلی

اصل کار یک اکسترودر تک پیچ-را می توان به سادگی به عنوان فرآیندی درک کرد که در آن یک پیچ دوار به طور مداوم مذاب پلاستیک را در یک بشکه گرم شده انتقال می دهد، فشرده می کند، ذوب می کند، مخلوط می کند، همگن می کند و در نهایت اکسترود می کند. هسته آن در عمل هم افزایی بین پیچ و بشکه قرار دارد.

اجزای اصلی

1. Screw: جزء هسته، به طور معمول به بخش تغذیه، بخش فشرده سازی (بخش ذوب)، و بخش همگن (بخش اندازه گیری) تقسیم می شود. پارامترهای هندسی آن (قطر، نسبت طول-به-قطر، عمق کانال، زاویه مارپیچ و غیره) عملکرد دستگاه را تعیین می‌کند.
2. بشکه: یک سیلندر فلزی که پیچ را در بر می گیرد، مجهز به بخاری های داخلی و یک سیستم خنک کننده برای تامین گرما برای مواد و اطمینان از کنترل دقیق دما.
3. سر قالب: در انتهای اکسترودر نصب می شود و شکل مقطع نهایی را به محصول اکسترود شده می بخشد (به عنوان مثال، لوله ها، ورق ها، فیلم ها، پروفیل ها، و غیره).

فرآیند تفصیلی اصل کار

مرحله 1: بخش انتقال جامد (بخش خوراک)
محل: قسمتی از پیچ نزدیک قیف.
عملکرد: انتقال پایدار و پیوسته ذرات جامد سست (یا پودر) به جلو.
اصل:
مواد کانال پیچ را پر می کند و توسط پیچ دوار گرفته می شود.
از آنجایی که اصطکاک بین مواد و پیچ کمتر از اصطکاک بین مواد و دیواره داخلی بشکه است، با چرخش پیچ، مواد در امتداد دیواره داخلی بشکه به سمت جلو کشیده می‌شوند، بسیار شبیه به یک مهره.
عمق کانال در این بخش به طور معمول عمیق ترین، با حجم ثابت است. عمدتاً انتقال فیزیکی را انجام می دهد. مواد عمدتا جامد با افزایش دما آهسته باقی می ماند.

مرحله 2: بخش ذوب (بخش فشرده سازی)
محل: قسمت وسط پیچ.
عملکرد: متراکم کردن، نرم کردن و ذوب کامل مواد جامد به حالت جریان چسبناک و در عین حال بیرون راندن هوای حباب شده.
اصل:
عمق کانال پیچ از عمیق به کم عمق کاهش می یابد و یک نسبت تراکم ایجاد می کند. این ماده به اجبار فشرده می شود، چگالی آن افزایش می یابد و فضاهای خالی بین ذرات از بین می رود.
تحت اثر ترکیبی گرمایش خارجی (تامین شده توسط بشکه) و گرمای اصطکاکی داخلی (تولید شده توسط برش بین مواد، پیچ و بشکه)، دمای ماده به سرعت تا دمای ذوب افزایش می یابد.
ذوب از مواد در نزدیکی دیواره داخلی بشکه شروع می شود و یک فیلم مذاب را تشکیل می دهد که توسط پروازهای پیچ خراشیده می شود و در کانال پیچ جمع می شود تا یک حوضچه مذاب را تشکیل دهد. بستر جامد (مواد ذوب نشده) به تدریج فشرده می شود تا ناپدید شود و در نهایت به طور کامل به مذاب تبدیل می شود.
این مرحله حیاتی برای دستیابی به انتقال فاز ماده است.

مرحله 3: بخش انتقال مذاب (بخش همگن / ​​بخش اندازه گیری)
مکان: قسمت جلویی پیچ، نزدیک سر قالب.
عملکرد: برای همگن شدن بیشتر، مواد ذوب شده را مخلوط و تحت فشار قرار دهید و فشاری پایدار برای بیرون کشیدن آن از سر قالب در دمای ثابت، سرعت ثابت و فشار ثابت ایجاد کنید.
اصل:
عمق کانال در این بخش کم عمق ترین و ثابت است و اثر برشی قوی روی مذاب دارد.
برش شدید باعث اختلاط یکنواخت اجزا (به عنوان مثال، رنگدانه ها، مواد افزودنی) و همگنی دما می شود.
فشار پمپاژ تولید شده توسط چرخش پیچ برای غلبه بر مقاومت بالای سر قالب استفاده می شود و جریان مذاب پایدار و پیوسته را از طریق قالب تضمین می کند.
خروجی و پایداری اکسترودر عمدتاً توسط این بخش تعیین می شود.

فرآیند کار اصلی آن شبیه چرخ گوشت دستی یا ماکارونی ساز است که ما در زندگی روزمره از آن استفاده می کنیم: مواد وارد شده، توسط یک پیچ دوار به جلو هل داده می شود و تحت عمل فشرده سازی و حرارت خارجی، از حالت جامد به یک سیال چسبناک یکنواخت تبدیل می شود، که سپس به طور مداوم از یک سر قالب با یک شکل خاص خارج می شود.