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
負責塑料的輸送、推擠與預熱,應保證入料段結束時開始熔融,預熱到熔點。固態比熱↑、熔點↑、潛熱↑,加熱到熔點需熱多,入料段應長固態熱傳導系數↓,傳熱慢、塑料中心溫升慢,入料段應長預熱↑,入料段可短。結晶性料最長(如:pom、pa);非晶性料次之(如:ps、pu);熱敏性最短(如:pvc)。
壓縮段
負責塑料的混煉、壓縮與加壓排氣,通過這一段的原料應該已經幾乎全部熔解,但是不一定會均勻混合。在此區域,塑料逐漸熔融,螺槽體積必須相應下降,否則料壓不實、傳熱慢、排氣不良。對非晶性塑料,壓縮段應長一些,否則若螺槽體積下降快,料體積未減少,會產生堵塞。結晶型塑料實際上非全部結晶(如 pe:40~90%結晶度,ldpe: 65%結晶度),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,在進料區之輸送量愈大,但需考慮螺桿強度。計量牙深愈淺,塑化之發熱、混合性能指數愈高,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 ↑,熱穩定性差之塑料,k 選大。
影響塑化品質之主要因素
細長比、壓縮比、背壓、螺桿轉速、電熱溫度設定。
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pvc、高黏度pu等熱敏性
17~18
一般塑料
18~22
pc、pom等高溫穩定性塑料
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,避免色差發生。
16~18
以色母在料管內混煉、染色、成型品質均勻,色差不良較小。
20~24
用色料在料管內混煉染色、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。適當的壓縮比,可增加塑料之密度,使分子與分子之間結合更加緊密,有助于減少空氣的吸入,降低因壓力而產生之溫升,而影響輸出量的差異,而不適當之壓縮比將會破壞塑料的物性。壓縮比值越高,對塑料在料管內塑化過程中產生的溫升越高,對膠化中的塑料產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生流鼻現象。背壓太小,射出的成品可能會有氣泡。
螺桿轉速
螺桿的轉動速度直接影響塑料在螺旋槽內的切變。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,增加塑化能力。大型螺桿則不易快速旋轉,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速范圍,一般轉速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。
電熱溫度設定
使滯留于料管及螺桿內之冷硬樹脂熔融以利螺桿之轉動,提供樹脂獲得熔融所需的一部份熱量。設定比熔膠溫度低5~10℃(部份由摩擦熱能提供)噴嘴溫度的調整也可用來控制流涕、凝固(塞頭)、牽絲等問題。
結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準。
注二:管內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計思路
以理論為指導,實踐經驗為依據,把理論與實踐結合起來,敢于創新。螺桿設計的標準是:塑化能否均一,計量是否達到要求,其次是塑化能力的要求。能夠塑化出達到質量要求且成型達標的質量制品,那么螺桿的設計就是成功的。設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量,以及塑料注塑機注射螺桿哪些參數與所要加工物料的性能相關,如物料對剪切、溫度的敏感性,根據不同特性的工程塑料,設計制造專用的特殊螺桿和料筒。客服熱線長期提供:發那科、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
標簽:   金洋注塑機螺桿料筒
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