Hoe beïnvloedt de schroefgeometrie de verblijftijd en afschuifsnelheid van het materiaal in de cilinder?

De schroefgeometrie speelt een cruciale rol bij het bepalen van zowel de verblijftijd als de afschuifsnelheid van het materiaal in de loop van een spuitgietmachine. Hier is hoe:

Vluchtdiepte: Vluchtdiepte is een fundamenteel aspect van de schroefgeometrie dat de dynamiek van de materiaalstroom in de loop diepgaand beïnvloedt. De afstand tussen de buitendiameter van de schroef en de binnendiameter van de cilinder bepaalt het materiaalvolume dat langs het kanaal van de schroef kan worden opgenomen. Dit volume heeft een directe invloed op de verblijftijd, omdat een grotere vluchtdiepte ervoor zorgt dat er per omwenteling van de schroef een grotere hoeveelheid materiaal kan worden getransporteerd. Bijgevolg brengt het materiaal meer tijd door in het vat en ondergaat het processen zoals smelten, mengen en homogeniseren. Langere verblijftijden zijn bijzonder voordelig voor het bereiken van uniforme eigenschappen in de uiteindelijke vormdelen, omdat ze een grondige vermenging van additieven, kleurstoffen of gerecyclede materialen met de basishars vergemakkelijken. Een te grote vliegdiepte kan echter leiden tot langere verblijftijden, waardoor materiaaldegradatie of oververhitting ontstaat, vooral bij warmtegevoelige polymeren.

Spoed: De spoed van de schroef, gedefinieerd als de afstand tussen aangrenzende vleugels langs de lengte ervan, heeft een directe invloed op de materiaalverplaatsing en bijgevolg op de verblijftijd. Een grotere spoed resulteert in een groter materiaaltransport per omwenteling van de schroef, waardoor de doorvoersnelheid effectief wordt verhoogd en de verblijftijd wordt verlengd. Deze langere verblijftijd biedt verschillende voordelen, waaronder verbeterde menging en homogenisatie van het materiaal, die van cruciaal belang zijn voor het bereiken van consistente smelteigenschappen en onderdeelkwaliteit. Langere verblijftijden kunnen de opname van additieven of vulstoffen verbeteren, waardoor een uniforme verdeling door de smelt wordt gegarandeerd. Het is echter essentieel om rekening te houden met de nadelen die gepaard gaan met langere velden, zoals een potentiële toename van het energieverbruik of door afschuiving veroorzaakte degradatie. Omgekeerd verminderen kortere spoed de materiaalverplaatsing per omwenteling, wat leidt tot kortere verblijftijden. Hoewel dit wenselijk kan zijn om de blootstelling van het materiaal aan hoge temperaturen te minimaliseren of de cyclustijden te verkorten, kan dit ook de smeltkwaliteit en de mengefficiëntie in gevaar brengen.

Compressieverhouding: De compressieverhouding van de schroef, uitgedrukt als de verhouding tussen de diepte van de invoerzone en de diepte van de meetzone, heeft een grote invloed op de materiaalverwerking in de loop. Een hogere compressieverhouding verhoogt de druk en temperatuur van het materiaal terwijl het langs de schroef beweegt, waardoor de verblijftijd effectief wordt verlengd. Deze langere verblijftijd maakt uitgebreider smelten, mengen en homogeniseren van het materiaal mogelijk, wat resulteert in een verbeterde smeltkwaliteit en consistentie van het onderdeel. De verhoogde druk bevordert een betere verdichting en verdichting van de smelt, waardoor holtes of inconsistenties in de uiteindelijke vormdelen worden verminderd. Overmatige compressieverhoudingen kunnen echter leiden tot overbelasting van het materiaal, waardoor degradatie, verkleuring of overmatig energieverbruik ontstaat.

Kanaaldiepte: De diepte van de schroefkanalen, die verwijst naar de ruimte tussen aangrenzende vleugels, heeft een aanzienlijke invloed op het materiaaltransport en de verblijftijd. Diepere kanalen bieden plaats aan een groter materiaalvolume, waardoor een groter materiaaltransport over de lengte van de schroef wordt vergemakkelijkt en bijgevolg de verblijftijd wordt verlengd. Deze verlengde verblijftijd maakt grondiger mengen, mengen en thermische verwerking van het materiaal mogelijk, wat leidt tot verbeterde smeltkwaliteit en prestatie van het onderdeel. Diepere kanalen bevorderen een betere verbinding tussen de schroef en de cilinder, waardoor lekkage of het omzeilen van niet-gesmolten materiaal tot een minimum wordt beperkt. Te diepe kanalen kunnen echter het materiaaltransport belemmeren of de schuifkrachten vergroten, wat mogelijk kan leiden tot verwerkingsproblemen of voortijdige slijtage van de schroef.

Injectiemachineschroef
Injection machine screw