Met welke factoren moet rekening worden gehouden bij het bepalen van de optimale schroefsnelheid voor een conische dubbelschroefsloop?

Het materiaal dat wordt verwerkt, is de kritische factor bij het bepalen van de schroefsnelheid. Elk materiaal, of het nu een polymeer, rubber of composiet is, heeft unieke eigenschappen zoals viscositeit, thermische gevoeligheid en vloeigedrag. Zeer viskeuze materialen vereisen bijvoorbeeld lagere schroefsnelheden om overmatige afschuiving te voorkomen, wat kan leiden tot materiaaldegradatie of een verhoging van de smelttemperatuur. Aan de andere kant kunnen materialen met een lage viscositeit hogere snelheden tolereren, waardoor een snellere doorvoer mogelijk is zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit. Bovendien vereisen materialen met warmtegevoelige eigenschappen, zoals PVC, een zorgvuldig snelheidsbeheer om thermische degradatie te voorkomen, wat zou kunnen resulteren in verkleuring, verlies van mechanische eigenschappen of het vrijkomen van schadelijke gassen.

Doorvoer, oftewel de hoeveelheid materiaal die per tijdseenheid wordt verwerkt, heeft directe invloed op de keuze van de schroefsnelheid. Hogere doorvoereisen vereisen doorgaans een verhoging van de schroefsnelheid. Dit moet echter worden afgewogen tegen de verwerkingseigenschappen van het materiaal. Een te hoge snelheid kan leiden tot slechte menging, onvolledig smelten of zelfs mechanisch falen. Omgekeerd, als de schroefsnelheid te laag is, voldoet de doorvoer mogelijk niet aan de productiedoelstellingen, wat tot inefficiënties leidt. De definitieve snelheid moet het punt zijn waarop de vereiste doorvoer wordt bereikt zonder de materiaalintegriteit of productkwaliteit in gevaar te brengen.

Het ontwerp van de schroef zelf, inclusief de spoed, vluchtdiepte en algehele geometrie, speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de definitieve schroefsnelheid. Conische dubbele schroeven zijn ontworpen om het materiaal samen te drukken terwijl het langs de loop beweegt, wat het mengen en smelten helpt verbeteren. De spoed en diepte van de schroefvluchten bepalen hoe snel materiaal door de loop beweegt en hoeveel schuifkracht het ervaart. Een schroef met een ondiepe spoed en diepe vleugels zal over het algemeen een andere snelheidsinstelling vereisen dan een schroef met een steile spoed en ondiepe vleugels. Het ontwerp moet aansluiten bij de materiaaleigenschappen en het gewenste rendement om de resultaten te bereiken.

Materialen verwerkt in een conisch dubbelschroefsvat kunnen gevoelig zijn voor schuifkrachten en hitte. Hoge schroefsnelheden verhogen zowel de afschuifsnelheid als de wrijvingswarmteontwikkeling, wat thermische degradatie kan veroorzaken in warmtegevoelige materialen. Dit kan problemen veroorzaken zoals verkleuring, veranderingen in het molecuulgewicht of het vrijkomen van vluchtige componenten. Voor materialen zoals bepaalde thermoplasten of voedselveilige producten kan het handhaven van een lage schroefsnelheid deze risico's helpen minimaliseren, waardoor de eigenschappen van het materiaal tijdens het hele proces behouden blijven. De definitieve snelheid moet laag genoeg zijn om degradatie te voorkomen en toch voldoende menging en doorvoer te bereiken.

De effectiviteit van de koel- en verwarmingssystemen van het vat is cruciaal bij het bepalen van de definitieve schroefsnelheid. Deze systemen regelen de temperatuur van het materiaal terwijl het wordt verwerkt, waardoor oververhitting of onvoldoende verwarming wordt voorkomen. Als de schroefsnelheid te hoog is, kan de gegenereerde warmte de capaciteit van het koelsysteem overschrijden, waardoor te hoge smelttemperaturen en mogelijke materiaaldegradatie ontstaan. Omgekeerd, als de snelheid te laag is, is het verwarmingssysteem mogelijk niet in staat de vereiste temperatuur voor verwerking te handhaven, wat resulteert in onvolledig smelten of slechte menging. De schroefsnelheid moet in evenwicht worden gebracht met de mogelijkheden van deze systemen om de gewenste verwerkingstemperatuur gedurende het hele extrusieproces te behouden.

De schroefsnelheid heeft rechtstreeks invloed op de druk in de loop. Hogere snelheden verhogen doorgaans de druk, wat nodig is om het materiaal door de matrijs te drijven en het eindproduct vorm te geven. Overmatige druk kan echter verschillende problemen veroorzaken, zoals matrijsslijtage, ongelijkmatige stroming of materiaalinstabiliteit. Aan de andere kant kan onvoldoende druk een onvolledige vulling van de matrijs veroorzaken, wat tot defecten in het eindproduct kan leiden. De definitieve schroefsnelheid moet voldoende druk creëren om een ​​goede matrijsvulling en productvorming te garanderen, terwijl overmatige belasting van de apparatuur of het materiaal wordt vermeden.

Conische dubbele cilinderschroef