Como os elementos de parafuso da extrusora de parafuso duplo afetam a estabilidade de fusão, mistura e processamento

Um fenômeno comum pode ser observado entre muitos utilizadores de extrusoras de parafusos duplos: após a compra da máquina, a configuração do parafuso permanece exatamente a mesma do dia em que saiu da fábrica,mesmo depois de anos de funcionamento.

Novos materiais entram, novas formulações são desenvolvidas, e os requisitos dos clientes mudam, mas a configuração do parafuso permanece inalterada.Mas se o processo corre sem problemas, consistentemente, e com qualidade estável é outra questão.

Hoje, vamos desmontar a lógica por trás das seis principais zonas funcionais deelementos de parafuso de extrusores de parafuso duploe fornecer algumas referências práticas para a otimização da configuração de parafusos.

1Zona de alimentação

A zona de alimentação tem uma responsabilidade principal: assegurar que os materiais de diferentes formas entrem no parafuso de forma suave e consistente.

Os pólenos tendem a unir-se, enquanto os materiais de fibra podem ficar emaranhados durante a alimentação.elementos de parafusos de extrusãoUm volume de voo de parafuso maior e um canal mais largo proporcionam espaço suficiente para que diferentes tipos de materiais entrem efetivamente no sistema de extrusão.

O mesmo princípio aplica-se à secção imediatamente abaixo da porta de alimentação a jusante.elementos de parafusosManter um grau de enchimento baixo na secção a montante, deixando suficiente volume livre para a introdução de materiais adicionais.

2Zona de transporte sólida

Se os materiais em pó não forem devidamente compactados antes de entrarem na zona de fusão, ocorrerão problemas.e processamento instável.

A principal função desta zona é transformar materiais soltos num leito sólido compactado.

A abordagem comum consiste em reduzir gradualmente a inclinação doelementos de parafusos de extrusãoA partir de elementos de transporte de grande passo para a frente, o volume do canal de parafuso torna-se progressivamente menor, comprimindo o material passo a passo.

No entanto, a velocidade de compressão deve ser cuidadosamente controlada.Uma redução excessivamente agressiva do passo pode causar um preenchimento excessivo e até sobrecarregar a extrusora.

3Zona de fusão e plastificação

O objetivo da zona de fusão é alcançar uma fusão completa e uniforme em condições de temperatura controlada, evitando a entrada de calor desnecessária.

Na extrusão por parafuso duplo, a maior parte do calor adicional provém da energia mecânica gerada pela rotação e cisalhamento do parafuso.elementos de parafusos de extrusão, tais como:

• Blocos de esmagamento
• Elementos de parafusos de transporte reverso
• Elementos de mistura especiais não normalizados, inspirados nos desenhos dos rotores internos do misturador

Estes elementos devem estar dispostos em posições axiais cuidadosamente seleccionadas e combinados de forma eficaz com elementos de transporte a montante.

O desempenho de um projeto de zona de fusão deve ser avaliado pela eficiência com que converte a energia de cisalhamento mecânico em energia de fusão.

Uma combinação bem concebidaelementos de parafuso de extrusores de parafuso duplopermite que o material derrete rapidamente e completamente sem um aumento desnecessário da temperatura.O objetivo é maximizar a energia usada para o derretimento em vez de desperdiçar energia simplesmente aumentando a temperatura do derretimento.

Para evitar gradientes de temperatura excessivos na zona de fusão, os elementos de cisalhamento e os elementos de transporte são frequentemente dispostos alternadamente,permitindo a distribuição gradual da energia de entrada ao longo do comprimento do parafuso.

4Zona de Desgaseamento

O excesso de material da porta de ventilação é um dos problemas mais comuns encontrados durante a extrusão de parafusos duplos.

Existem geralmente duas razões principais:

1- vedação insuficiente antes da secção de ventilação

Se a pressão de fusão não for adequadamente construída a montante, o material pode continuar a fluir para a porta de ventilação através dos canais de parafuso.

A solução é adicionar transporte reversoelementos de parafusosou inverter os blocos de amassamento antes da zona de ventilação para criar um efeito de vedação e construir uma pressão suficiente.

2. Enchimento excessivo na zona de ventilação

Se o canal de parafuso na área de desgaseamento estiver sobrecheio, os gases não poderão escapar eficientemente. Em vez disso, a pressão empurra o material fundido para a abertura de ventilação.

A secção de desgaseamento deve normalmente utilizar um transporte de cimento maiorelementos de parafusos de extrusãopara espalhar o material numa camada de fusão mais fina, permitindo que os gases e a umidade escapem suavemente.

5. Zona de transporte de fusão

O principal propósito da secção transportadora de fusão é a construção de pressão e a entrega do material em direção à matriz.

A pressão só pode ser gerada numa secção de parafuso totalmente preenchida.

A capacidade de construção de pressãoelementos de parafuso de extrusores de parafuso duplodepende principalmente de:

• Torção de parafuso
• Número de voos de parafusos
• Comprimento da secção de construção de pressão

Como a geração de pressão cria inevitavelmente um aumento adicional da temperatura, a secção de construção de pressão deve ser o mais curta possível.O objectivo é alcançar a pressão necessária na distância mais curta possível, minimizando a entrada de energia desnecessária.

Deve igualmente ser prestada especial atenção à zona de transporte da fusão a jusante, após a abertura de ventilação.a zona totalmente preenchida pode estender-se de volta para a abertura de ventilação, causando fugas de material ou desbordamento de ventilação.

6Zona de mistura.

A mistura é uma das funções mais importantes das extrusoras de parafusos duplos.

Um ponto fundamental deve ser compreendido: durante o processo de fusão de misturas de polímeros, o tamanho das fases dispersas diminui drasticamente.As partículas iniciais ou materiais em pó na escala milimétrica podem reduzir rapidamente para dezenas de mícrons após a fusão.

Uma vez que o sistema de polímero é completamente derretido, a redução adicional do tamanho da fase dispersa torna-se muito mais limitada.

Por conseguinte, a obtenção de um excelente desempenho de mistura depende fortemente da concepção da secção de fusão e da disposição doselementos de parafusos de extrusão.

A selecção da misturaelementos de parafusosDepende da finalidade do tratamento:

• Para a mistura de polímeros, o foco é geralmente no equilíbrio de mistura distributivo e dispersivo.
• Para a modificação do preenchimento, o projeto deve considerar a dispersão do preenchimento, a intensidade de cisalhamento e os riscos de degradação do material.

O número, o ângulo e a disposição dos blocos de amassamento devem ser otimizados de acordo com os requisitos específicos de formulação e processamento.

Lista de verificação dos elementos de parafuso dos extrusores de parafuso duplo

Durante a próxima manutenção ou inspecção dos parafusos, os engenheiros podem rever os seguintes pontos:

A configuração do parafuso não deve ser fixada para sempre

A configuração de parafuso original fornecida pelo fabricante do equipamento é geralmente concebida para condições gerais de processamento.

No entanto, cada fabricante processa materiais diferentes, usa formulações diferentes e tem requisitos de produto diferentes.

Por conseguinte,elementos de parafuso de extrusores de parafuso duploNão deve ser considerada uma configuração fixa. Através da selecção e combinação adequadas de elementos de transporte, blocos de amassamento, elementos reversos e elementos de mistura,a configuração do parafuso pode ser otimizada para aplicações específicas.

Um sistema de informaçãoelementos de parafusos de extrusãoConfiguração pode melhorar:

• Eficiência de fusão
• Qualidade da mistura
• Estabilidade de saída
• Eficiência energética
• Consistência do produto

O projecto de parafuso adequado não consiste simplesmente em substituir peças, mas em criar a solução de processamento ideal para cada sistema de material.