Optimális csavarparaméter-választás: Műanyagfeldolgozás személyre szabása PC-hez, PMMA, PA, PET, PVC

A műanyagfeldolgozás bonyolult világában való elmélyülés során a csavarparaméterek kiválasztása döntő szerepet játszik a művelet sikerében. Fedezzük fel a csavarparaméter-optimalizálás árnyalatait 5 különböző alapanyaghoz: PC (polikarbonát), PMMA (organikus üveg), PA (nylon), PET, PVC.

1. Polikarbonát (PC)

Jellemzők:

Nem kristályos természetű, 140°C és 150°C közötti üvegesedési hőmérséklettel és 215°C és 225°C közötti olvadásponttal.

Magas viszkozitás, hőmérséklet-érzékenység és jelentős vízfelvétel.

Csavar paraméterek kiválasztása:

a. Figyelemre méltó termikus stabilitása és nagy viszkozitása miatt a nagyobb L/D arány választása javítja a lágyulást. Ezt az ajánlást olyan adatok támasztják alá, amelyek a nagyobb képarány mellett jobb lágyítási hatékonyságot jeleznek.

b. Az olvadási sebesség kiszámításának kihívása az ε tömörítési arány adaptálását teszi szükségessé. A PC megmunkálhatóságával kapcsolatos empirikus bizonyítékok felhasználásával magasabb gradiens A-érték javasolt, amely a 2-3 tartományba esik nagyobb L2 esetén.

c. A keverőszerkezet beépítése a csavaros kialakításba mind a magas viszkozitást, mind a vízfelvételt segíti. Az adatvezérelt betekintések alátámasztják azt az állítást, hogy ez a kiegészítés megerősíti a szilárd ágy szétesését, és elősegíti a víz gázzá történő átalakulását, enyhítve a lehetséges feldolgozási problémákat.

d. Miközben az olyan paraméterek tekintetében, mint az e, s, φ és a hordóhézag, konzisztens más hagyományos csavarokkal, továbbra is az adatvezérelt döntéshozatalra kell helyezni a hangsúlyt.

2. Szerves üveg (PMMA)

Jellemzők:

Üvegesedési hőmérséklete 105°C, olvadási hőmérséklete meghaladja a 160°C-ot, és széles formázási hőmérséklet-tartományban.

Magas viszkozitás, korlátozott folyékonyság és kifejezett vízfelvétel.

Csavar paraméterek kiválasztása:

a. A végtermék pontossági követelményeit figyelembe véve 20-22 L/D arányú gradiens csavar használata javasolt. Ezt a preferenciát empirikus adatok támasztják alá, amelyek illusztrálják a csavartervezés és a termék pontossága közötti összefüggést.

b. A 2,3-2,6 tartományba eső ε tömörítési arányt az anyag jellemzői határozzák meg. Ez az adatvezérelt megközelítés optimális feldolgozási feltételeket biztosít a PMMA számára.

c. A PMMA hidrofil természetére tekintettel a csavar elülső végén egy keverőgyűrűs szerkezet hozzáadását olyan adatok támasztják alá, amelyek a feldolgozás javulását jelzik, különösen a vízfelvétel tekintetében.

d. A többi paraméternek az univerzális csavartervekkel való összehangolása megőrzi az egyensúlyt az ipari szabványok és az anyagspecifikus követelmények között, amint azt a korábbi feldolgozási adatok is alátámasztják.

3. Nylon (PA)

Jellemzők:

Különféle típusú és szűk olvadáspont-tartománnyal rendelkező kristályos műanyagok, például a PA66 260°C és 265°C közötti olvadásponttal.

Alacsony viszkozitás, kiváló folyékonyság, határozott olvadáspont és mérsékelt vízfelvétel.

Csavar paraméterek kiválasztása:

a. A 18-20 L/D arányú mutációs típusú csavarok kiválasztását történelmi adatok támasztják alá, amelyek a csavartípus és a kristályos műanyagok jellemzői közötti összefüggést illusztrálják.

b. A túlmelegedés és a bomlás megelőzése érdekében a 3 és 3,5 közötti kompressziós arány és egy adott h3 érték ajánlott, amint azt a PA hőstabilitási adatai is bizonyítják.

c. Az ellenőrző gyűrű és a henger, valamint a csavar és a henger közötti hézag finomhangolását olyan adatok jelzik, amelyek arra utalnak, hogy a PA alacsony viszkozitása miatt a kisebb rés előnyösebb. Az önzáró fúvóka megfontolását olyan adatok támasztják alá, amelyek bizonyos forgatókönyvek esetén fokozott feldolgozási hatékonyságot jeleznek.

d. Az univerzális csavartervezési elvek betartása más paramétereknél is kiegyensúlyozott megközelítést biztosít, integrálva az ipari szabványokat a kiterjedt történeti feldolgozási adatokon alapuló anyagspecifikus követelményekkel.

4. PET (polietilén-tereftalát)

Jellemzők:

A 250 °C és 260 °C közötti olvadásponttal büszkélkedő, fúvott PET szélesebb formázási hőmérséklet-tartományt mutat, körülbelül 255 °C és 290 °C között.

A fúvott PET nagy viszkozitást mutat, a hőmérséklet pedig jelentős hatást gyakorol a viszkozitásra, ami az ideálisnál gyengébb hőstabilitást eredményez.

Csavar paraméterek kiválasztása:

a. Az L/D esetében az optimális arány általában 20, amely háromszegmenses eloszlást tartalmaz, ahol az L1 50%-55%, az L2 pedig 20%.

b. Az alacsony nyíróerővel és alacsony, jellemzően 1,8-2 körüli tömörítési arányú csavarok alkalmazása segít enyhíteni az olyan problémákat, mint a nyírási túlmelegedés okozta elszíneződés vagy átlátszatlanság. Az aggályok további megoldásához állítsa a h3 értéket 0,09D értékre.

c. A keverőgyűrű hiánya a csavar elülső végén kettős célt szolgál: megakadályozza a túlmelegedést és minimalizálja az anyagtárolási problémákat.

5. PVC (polivinil-klorid)

Jellemzők:

Különleges olvadáspont nélkül a PVC 60 °C-on meglágyul, 100 °C és 150 °C között viszkoelasztikus állapotba kerül, és 140 °C-on teljesen megolvad. Ezzel párhuzamosan bomlik, HCl gáz szabadul fel. A gyors bomlás 170 °C-on megy végbe, a lágyulási pont szorosan illeszkedik a bomlási ponthoz.

A PVC gyenge hőstabilitást mutat, ahol a megemelkedett hőmérséklet és a hosszan tartó expozíció bomláshoz és akadályozott folyékonysághoz vezet.

Csavar paraméterek kiválasztása:

a. A szigorú hőmérséklet-szabályozási intézkedések elengedhetetlenek, mivel alacsony csavarozás szükséges a túlmelegedés elkerülése érdekében.

b. A csavar és a henger korrózióálló anyagai elengedhetetlenek a PVC korrozív jellege miatt.

c. A fröccsöntési folyamatban a szigorú ellenőrzés fenntartása kiemelten fontos az anyag sajátos jellemzőinek kezeléséhez.

d. Az ideális csavarparaméterek közé tartozik a 16-20 tartományon belüli L/D, h3 0,07D-nél, ε 1,6-2 tartományban, valamint L1 szegmentált eloszlása ​​40%-nál és L2 40%-nál.

e. Az anyag felhalmozódásának megakadályozása érdekében az ellenőrző gyűrű elhagyása és a 20°-30°-os fejkúp beépítése javasolt, különösen puha ragasztókhoz. Alternatív megoldásként a megnövekedett termékigények esetén előnyösnek bizonyul egy külön, mérőszakasz nélküli csavar, különösen kemény PVC esetén. Ilyen esetekben a hűtővíz- vagy olajlyukak beépítése az adagoló szakasz csavarjába, valamint a hidegvíz- vagy olajhornyok a gépcsőbe ±2°C-on belül precíz hőmérsékletszabályozást biztosítanak. Ez az árnyalt megközelítés optimalizálja a PVC feldolgozási hatékonyságát különféle alkalmazásokban.