Fattori da considerare nella scelta degli estrusori a vite e a cilindro

Una vite e un cilindro sono due apparecchiature che possono svolgere un ruolo importante nei processi di produzione additiva. Entrambi i componenti sono necessari per creare un prodotto di successo. Esistono diversi fattori che influenzano le prestazioni di una vite e di un cilindro. Questi fattori includono l'alta pressione, l'allineamento della canna e la lubrificazione. L'alta pressione può causare l'usura e la flessione della canna.

Estrusore

Gli estrusori a vite e a cilindro hanno un'ampia gamma di usi e sono disponibili in molte dimensioni e materiali. Sono spesso realizzati in metallo e possono essere utilizzati con macchine per estrusione di plastica. Questi estrusori sono progettati con cilindri a vite singola, disponibili in diversi materiali, tra cui 38CrMoUNlA (SACM 645), 42CrMo (AISI 4140), 40Cr e leghe a base di Fe.

Durante il processo di estrusione, la vite e il cilindro vengono ruotati per forzare il polimero all'interno del cilindro. Questo processo richiede energia che viene convertita in energia termica mentre la vite gira. La potenza motrice di un estrusore monovite è tipicamente compresa tra l'80 e il 9% per la fusione, mentre il resto è destinato alla pressurizzazione e alla miscelazione. I riscaldatori a botte, tuttavia, non forniscono quasi alcuna energia alla fusione una volta che la vite è in rotazione, poiché sono in gran parte in modalità di raffreddamento.

Tipi

Viti e cilindri sono due dei tipi più comuni di componenti meccanici presenti nelle unità di produzione della plastica. Questi prodotti sono noti per avere un'elevata stabilità e richiedono una manutenzione minima. Questo li rende molto convenienti e facili da ottenere. Per determinare se un cilindro o una vite sono adatti per una particolare applicazione, considerare lo scopo delle parti.

Viti e cilindri possono essere realizzati con una varietà di materiali. Alcuni di questi materiali sono rivestiti con leghe di tungsteno per la massima protezione contro l'usura abrasiva. Altri sono cementati e/o temprati a fondo. Sono disponibili anche rivestimenti per fusti bimetallici che offrono vantaggi in termini di costi/prestazioni. Per una migliore resistenza alla corrosione, le canne HIP contengono una lega di boro ricca di nichel, molibdeno o una miscela di boruri.

Dimensioni

Le dimensioni della vite e del cilindro sono una considerazione cruciale per garantire il corretto funzionamento. La dimensione sbagliata può avere gravi conseguenze sulla produzione e sul controllo qualità. Il risparmio derivante dall'utilizzo di una dimensione più piccola potrebbe essere annullato dalla perdita di profitto dovuta alla scarsa qualità. Ci sono diversi fattori da considerare quando si selezionano le giuste dimensioni di vite e cilindro per la propria macchina.

Il rapporto L/D (rapporto lunghezza/diametro) è il rapporto tra la lunghezza operativa della fantina della vite e il suo diametro esterno. La lunghezza operativa della elica viene misurata dal bordo anteriore dell'apertura di alimentazione all'estremità anteriore della elica quando la vite è in posizione avanzata. Il rapporto L/D deve essere almeno 0,6.

Misurazione

Misurare l'usura di viti e cilindri può essere molto utile, ma la maggior parte delle aziende di lavorazione esita a smantellare le proprie macchine e rimuovere viti e cilindri. È possibile utilizzare un dispositivo di misurazione portatile per determinare le condizioni sia della vite che del cilindro. Questo strumento consente un facile confronto tra vite e cilindro, il che può aiutare a ottimizzare le prestazioni complessive del sistema.

In un gruppo vite-cilindro, la sezione di alimentazione è l'area cilindrica che riceve e convoglia il materiale da lavorare. La sezione di alimentazione avrà normalmente un diametro della radice e una profondità del canale costanti. La maggior parte delle viti ha una tasca di alimentazione all'intersezione tra il facchino e il cuscinetto. Questa tasca di alimentazione è parte integrante del gruppo vite-cilindro. Il gruppo vite-cilindro può contenere un polimero, ovvero un composto organico ad alto peso molecolare con unità ripetitive. I polimeri sono costituiti da monomeri e copolimeri, costituiti da due o più monomeri.

Alternative

A vite e barra l sono due parti della vite rotante. Sono realizzati in acciaio e sono rivestiti con una lega resistente all'usura. Tipicamente, c'è uno spazio di 0,005-0,010 pollici tra le eliche della vite e la canna. Questo gioco sarà inferiore per le viti più piccole e maggiore per le viti più grandi. Un adattamento più stretto sarebbe troppo difficile e costoso da realizzare e svilupperebbe anche troppo calore. Mentre una certa usura è innocua, il surriscaldamento non lo è.

In un ambiente di produzione è opportuno ispezionare regolarmente viti e cilindri per determinare se è necessario sostituirli. Un'ispezione visiva di queste parti può identificare tempestivamente i problemi e aiutare a prevenire tempi di inattività non necessari. Inoltre, ispezioni visive regolari possono ridurre lo stress su altre parti della macchina, riducendo allo stesso tempo lo spreco di materiale.