LanguagesInjectieschroef en vat: waarom een injectieschroef geen extrusieschroef is
-
-
Injectieschroef en vat: waarom een injectieschroef geen extrusieschroef is
Spuitgieten is cyclisch en de extrusie is continu, en bijna elk maatverschil tussen de twee schroeven vloeit voort uit dat ene feit: een kortere L/D, een dieper meetgedeelte, een controlering op de neus en een loop die een deel van elke cyclus stilstaat. Deze gids geeft de cijfers voor L/D, compressieverhouding, slaggrootte en verblijftijd, legt uit hoe een versleten controlering eruit ziet op een gegoten onderdeel en zet de slijtagegegevens uiteen achter de keuze tussen nitreren, bimetaal en HVOF.
INJECTIESCHROEF TON · INJECTIEGIETEN SCHROEFONTWERP · TERUGSLAGKLEP EN KEERRING · SLIJTAGE EN VERVANGING VAN INJECTIESCHROEVEN
-
Een injectieschroef met een hard oppervlak. De geometrie wordt bepaald door de weekmakerplicht; het oppervlak wordt bepaald door wat het vulmiddel ermee doet.
-
1. Het verschil dat alles verklaart
Een extrusieschroef draait continu. Polymeer komt binnen via de trechter, verlaat het via de matrijs en elke gram ervan kent ongeveer dezelfde afschuifgeschiedenis omdat de stroom stabiel is. De verblijftijd is eenvoudigweg het vatvolume gedeeld door de doorvoer, en is voor elke pellet hetzelfde. Dat is het procesbereik met enkele schroefcilinderis rond gebouwd, en daarom kunnen extrusieschroeven een L/D van 30 en een ondiepe meetsectie veroorloven. Hoe dat er op een echte lijn uitziet, wordt uiteengezet in depijp- en buisschroefindeling.
Een injectieschroef doet hetzelfde pompwerk, maar alleen tijdens de plastificeerslag. Dan stopt het, werkt als een zuiger en drijft de verzamelde smelt naar voren. De consequenties lopen door het hele ontwerp:
- De smelt heeft een geschiedenis, geen verblijftijd.Het materiaal aan de voorkant van het schot heeft mogelijk drie of vier cycli in de loop gezeten; materiaal aan de achterkant voor één. De spread kan een factor vier bedragen, dus een lang vat is geen neutrale keuze; het vergroot de distributie aan beide kanten.
- De schroef draagt een axiale belasting.Een injectiedruk van 80–180 MPa werkt op de schroefpunt en wordt teruggeleid via de meenemers, de wortel en de aandrijfkoppeling. Een extrusieschroef heeft vrijwel niets van dit alles. Daarom worden de worteldiameter, de spiebaan en de neusdraad van een injectieschroef als structurele onderdelen gedimensioneerd. Het extrusie-equivalent is dedoorgeharde schroefas.
- De output wordt gemeten in gram per shot, niet in kilogram per uur.De doseersectie is gedimensioneerd voor een weekmakingssnelheid bij een aanvaardbare smelttemperatuur, niet voor drukopbouw tegen een matrijs. Daaromaangepast schroefontwerpbegint bij de vormmachine, niet bij een boringdiameter.
- De afdichting is een slijtageonderdeel.Er is geen matrijs om de druk vast te houden, dus een veerbelaste keerring bij de schroefneus zorgt voor de afdichting. Het is de meest voorkomende oorzaak van het afwijken van het gewicht tijdens gebruik. Het vervangen ervan is routineOnderhoud van schroeven en vaten.
-
Kenmerkend Extrusie schroef Injectieschroef Plicht Continu pompen tegen een matrijs Cyclisch weekmaken, terugtrekken, injecteren, vasthouden Typisch L/D 24–33 18–24 Het meten van de vliegdiepte 0,025–0,045 × D 0,05–0,08 × D Compressieverhouding 2,5–4,0 2,0–3,0 Feed-sectie Vaak gegroefd voor hoge output Meestal gladde boring Schroef neus Simpele torpedo of geen Controleer ring, tip, soms mengkop Axiale belasting op schroef Verwaarloosbaar 80–180 MPa aan de punt Uitvoerstatistiek kg/u g/shot en g/s herstelpercentage Dominante faalmodus Vliegslijtage, schade aan de barrière Controleer de ringlekkage en slijtage van de invoerzone -
BELANGRIJK INZICHT
Een extrusieschroef is een pomp. Een injectieschroef is een pomp die tevens een zuiger is, en de zuigerveer is een verbruiksartikel. Als u de keerring als een onderdeel voor de levensduur beschouwt, zult u de rest van de levensduur van de machine dit moeten compenseren met langere slagen en hogere drukken – en zo verandert een slijtageprobleem in een kwaliteitsprobleem. -
2. L/D: waarom de injectieschroef korter is
Injectieschroeven hebben een diameter van 18 tot 24, terwijl extrusieschroeven een diameter van 24 tot 33 hebben. De reden hiervoor is de verdeling van de verblijftijd in plaats van de mengkwaliteit. Een langere schroef zorgt voor een betere distributieve menging en een stabielere output, die beide van belang zijn voor kleur- en masterbatchwerk – maar het verlengt ook de loop, en in een cyclisch proces betekent een langere loop dat meer materiaal tussen de opnames op temperatuur blijft. Die afweging is de redenhogesnelheidsextrusieschroevenzijn kort en diep gebouwd in plaats van lang en ondiep.
Injectie plicht Typisch L/D Opmerking Algemeen gebruik, PE / PP / PS 18–20 Kortste praktische schroef; gemakkelijk om de smelttemperatuur stabiel te houden Technische harsen, PA / POM / PC 20–22 Voldoende lengte voor een menggedeelte vóór de keerring Glasvezelversterkt 20–22 Mixer na de compressiezone; slijtagebescherming is belangrijker dan lengte Precisie- en optische onderdelen 22–24 Betere smelthomogeniteit; langere verblijftijd moet worden beheerd Dunwandig, hoge snelheid 20–23 Hoge weekmakingssnelheid, diepe dosering, royale koeling Geventileerd vat 22–26 Eerste trap, decompressiezone, tweede trap Micro-gieten 16–18 Het vatvolume is de beperking, niet het mengen L/D op zichzelf definieert geen schroef. Twee 22:1-schroeven kunnen zich heel anders gedragen als de ene 60% van zijn lengte in de invoerzone plaatst en de andere 40%. Wanneer u een vervanging specificeert, geef dan de invoer-, compressie- en meetlengtes op, evenals de verhoudingvervangingsgidsgeeft de volledige lijst weer, en dezelfde discipline is van toepassing, ongeacht of de schroef een extruder of een vormmachine voedt. Dechecklist met acht punten voor dubbele schroevenlaat zien hoe dezelfde vragen worden ingekaderd aan de kant met dubbele schroeven.
-
3. Compressieverhouding en meetdiepte
De compressieverhouding is de voedingsvluchtdiepte gedeeld door de meetvluchtdiepte, geometrisch gemeten. Het bepaalt hoeveel het polymeer wordt gecomprimeerd en hoeveel werk eraan wordt gedaan. Bij injectie is de verhouding lager dan bij extrusie, omdat de schroef geen matrijsdruk hoeft te genereren en omdat een diep doseergedeelte de afschuifverwarming onder controle houdt tijdens een lange weekmaakslag. Hoe dezelfde dieptebeslissing wordt genomen op een extrusielijn, wordt behandeld in dePE-extrusieschroefgeleider.
Polymeer Injectiecompressieverhouding Meetdiepte (× D) Opmerking PE,PP 2,5–3,2 0,07–0,09 Diepere meting; let op een slechte drukoverdracht als deze te diep is PS,ABS, SAN 2,0–2,5 0,06–0,08 Amorf; lage verhouding vermijdt overmatige afschuiving PC 2,0–2,5 0,06–0,08 Hoge viscositeit; royale doseerdiepte, lange compressiezone PA6 / PA66 2,0–2,8 0,06–0,08 Smelt is vloeibaar; een controlering in goede staat is essentieel POM 2,0–2,5 0,06–0,07 Smal verwerkingsvenster; geen dode plekken HUISDIER 2,0–2,5 0,06–0,08 Hydrolyserisico; drogen domineert, niet geometrie Hard PVC 1,8–2,5 0,06–0,08 Lage verhouding, gestroomlijnd stroompad, geen stagnatie PMMA 2,2–2,8 0,06–0,08 Optische onderdelen; homogeniteit is belangrijker dan ratio GF30 / GF50 PA of PBT 2,0–2,4 0,07–0,09 Lagere verhouding, diepere dosering, bescherming tegen slijtage tijdens vluchten De meetdiepte is het getal dat het vaakst verkeerd wordt gekopieerd. Injectiedoseersecties zijn grofweg twee keer zo diep als extrusiesecties, en er is een fysieke reden: de meetzone moet voldoende smelt bevatten om het schot te vullen terwijl de schroef terugtrekt, en dit moet gebeuren zonder de schuifwarmte te genereren die een ondiep kanaal zou produceren bij dezelfde schroefsnelheid. Een schroef die volgens een extrusietekening is gebouwd en in een vormmachine wordt gegooid, zal heet worden en langzaam herstellen, en geen enkele hoeveelheid vatkoeling zal de smelttemperatuur terugbrengen. Het omgekeerde geval, een extrusieschroef die in een hogesnelheidslijn valt, wordt geanalyseerd in deHDPE pijpschroefgeleider.
-
4. De controlering: het onderdeel dat de herhaalbaarheid van het schot bepaalt
De keerring – schuifring, terugslagklep, terugslagklep, de naam verschilt per regio – is een ring die over de schroefneus schuift. Tijdens het weekmaken duwt de smeltdruk het naar voren uit zijn zitting en stroomt het polymeer er langs. Tijdens het injecteren keert de druk om, de ring gaat zitten en het pad sluit. Alles over de consistentie van de opname hangt af van het feit of de stoel netjes sluit, elke cyclus, gedurende miljoenen cycli.
Type Hoe het afsluit Beste voor Pas op voor Glijring, 2-delig Ringvlak tegen een zitting op de punt Algemeen doel, meest voorkomende ontwerp Slijtage van de stoel veroorzaakt een progressieve drift van het schotgewicht 3-delig/dubbele ring Twee afdichtingsvlakken, betere uitlijning Hoge snelheid, dunwandige, nauwe tolerantie Meer glijdende massa; heeft een langere decompressie nodig Balcontrole Bal tegen een conische zitting Kleine diameters, hoge schroefsnelheid Balgeratel op lage snelheid; slecht voor smelt met hoge viscositeit Veerbelaste schotel De veer sluit de klep vóór injectie Harsen met lage viscositeit, PA en PET Veermoeheid en binnendringen van polymeer in de veerholte BELANGRIJK INZICHT
De herhaalbaarheid van het kussen is de goedkoopste controleringtest die er is, en kost twintig cycli. Als het kussen instabiel is, stop dan met kijken naar de mal en het droogsysteem totdat de klep is geïnspecteerd. -
5. Schotgrootte, verblijftijd en de 20-80-regel
Het schotgewicht moet tussen 20% en 80% van de maximale schotcapaciteit van de loop liggen, met 40-70% als comfortabele band. Beide limieten zijn vermomde verblijfslimieten.
- Onder 20%de smelt zit vele cycli in het vat. Thermische afbraak, kleurverschuiving en acetaldehyde- of monomeervorming volgen.
- Boven 80%er is niet genoeg weekmakingstijd tussen de opnames. De schroef draait op zijn snelheidslimiet, de smelttemperatuur stijgt en het kussen wordt grillig.
Hars Praktisch verblijftijdplafond Waarom PE, PP 10 minuten Thermisch robuust; de limiet is meestal kleur, niet degradatie PS, ABS 8 minuten Vergeling en geleidelijk verlies van molecuulgewicht PC 6 min Hydrolyse plus vergeling; droogkwaliteit domineert PMMA 6 min Depolymerisatie tot monomeer boven ongeveer 260 °C PA6 / PA66 5 min Oxidatie en kleurafwijking; vochtgevoelig HUISDIER 5 min Hydrolyse; IV-daling is onomkeerbaar POM 4 minuten Ritsen tot formaldehyde; tast ook de schroef aan als deze oververhit raakt Hard PVC 3 minuten Dehydrochlorering; de kortste periode van alle basisharsen -
6. Tegendruk en schroefsnelheid
Tegendruk is de weerstand waartegen de schroef werkt tijdens het intrekken. Typische instellingen zijn 5–15 MPa (50–150 bar); kleur- en masterbatch-dispersie hebben mogelijk 20-30 MPa nodig; schuifgevoelige harsen moeten aan de onderkant van het bereik blijven.
Schroefdiameter Maximaal toerental bij 0,3 m/s Maximaal toerental bij 0,6 m/s Typische machine-instelling 25 mm 229 458 150–300 tpm 35 mm 164 327 120–250 tpm 45 mm 127 255 100–200 tpm 60 mm 95 191 70–150 tpm 75 mm 76 153 60–120 tpm -
7. Slijtage: wat glasvezel doet met een genitreerde schroef
Drie mechanismen werken tegelijk: slijtage door harde deeltjes, adhesie/vreten wanneer de smeltfilm afbreekt, en corrosie door HCl, bromiden of zure resten.
Oppervlak Ongevulde hars GF30 GF50 Genitreerd 38CrMoAlA, 0,4–0,7 mm, 900–1.100 HV 4–8 jaar 6–18 maanden 3–9 maanden Bimetaal centrifugaal gegoten, Ni-gebaseerd + WC, 55–62 HRC 8–12 jaar 2–4 jaar 12–24 maanden HVOF wolfraamcarbide, 1.100–1.400 HV, 50–100 µm 8–12 jaar 2–4 jaar 12–24 maanden Doorgehard gereedschapsstaal, 48–54 HRC 5–10 jaar 12–24 maanden 6–12 maanden PM HIP-gereedschapsstaal, 60–64 HRC 10+ jaar 3–5 jaar 18–30 maanden -
HVOF wolfraamcarbide toegepast op een schroefvlucht. De coating is enkele tientallen micron dik en beschermt daardoor het oppervlak maar herstelt geen versleten vluchtprofiel.
-
8. Keuze van het materiaal en de behandeling
De beslissing wordt bepaald door de hoeveelheid vulmiddel, de harschemie en het verwachte aantal schoten gedurende de levensduur van de machine.
Optie Hardheid Beste voor Grenzen Relatieve kosten Genitreerd 38CrMoAlA 900–1.100 HV-oppervlak Ongevulde grondstoffenharsen, algemeen gieten Dunne behuizing; geen bescherming tegen GF 1,0× Doorgehard gereedschapsstaal 48–54 HRC tot en met Kleine schroeven, hoog koppel, schuurmiddel zonder GF Lagere corrosieweerstand 1,3–1,6× Bimetaal centrifugaal gegoten vat 55–62 HRC-voering GF30 en hoger, met mineralen gevulde technische harsen Niet te repareren door opnieuw te nitreren 1,8–2,2× Bimetaal of hardfaced schroef 55–62 HRC-vluchten Afgestemd op een bimetaalvat Het vluchtprofiel kan niet voor onbepaalde tijd opnieuw worden opgebouwd 1,6–2,0× HVOF-wolfraamcarbidecoating 1.100–1.400 hoogspanning Zeer hoge vullast of maatvastheid vereist Limieten voor laagdikte 2,5–3,5× Voering of mouwvat Afhankelijk van de voering Vaten waarin het lichaam moet worden vastgehouden Thermische weerstand van de mouwpasvorm 1,5–2,0× -
De legeringslaag van een bimetaalvat, in doorsnede gezien. Boringslijtage moet worden beoordeeld aan de hand van de dikte van de voering, niet aan de hand van de buitenwand.
-
9. Het lezen van de symptomen
De meeste problemen met injectieschroeven en cilinders presenteren zich als problemen met de kwaliteit van onderdelen, lang voordat iemand de hardware meet.
Symptoom Meest waarschijnlijke oorzaak Eerste controle Actie Korte shots met normale injectiedruk Controleer of de ring lekt Kussenwaarde en herhaalbaarheid Inspecteer zitting en ring; vervangen als set Schotgewicht dat tijdens een dienst naar beneden drijft Progressieve slijtage van zitting of boring Weeg 20 opeenvolgende schoten Meet de ringspeling en de ovaliteit van de boring Zwarte stippen of bruine strepen Afgebroken materiaal op een dode plek achter de controlering Spoel en inspecteer de ringholte Strippen, reinigen, controleren op verkoolde ringgroef Smelttemperatuur stijgt bij constant instelpunt Verhoogde schuifkracht door slijtage of door een lekkende klep Vergelijk de hersteltijd met het originele logboek Controleer eerst de ring en daarna de meetdiepte Hersteltijd neemt toe Slijtage van de invoerzone of overmatige tegendruk Tegendrukinstelling en keeltemperatuur Verminder de tegendruk; meet de vlucht-OD in de bevoorradingszone Het onderdeelgewicht varieert met meer dan ±0,5% Onstabiel kussen Kussen meer dan 20 cycli Klepinspectie; controleer de decompressie-instelling Schroef kloppen of piepen Loop rechtheid of vreten Boring uitloop; luister op lage snelheid Opnieuw uitlijnen; controleer op lijmslijtagepatroon Flits bij de ene opname, kort bij de volgende Kussen zakt af en toe in Kussenspoor Klep en zitting; controleer ook de terugslagveer, indien aanwezig -
10. Slijtage meten voordat u tot vervanging overgaat
Vier metingen, uitgevoerd met de schroef eruit en de loop nog op de trekstangen, zullen u vertellen of u te maken heeft met een slijtageprobleem of met een procesprobleem.
- Vlucht OD op drie stations— voeding, compressie en dosering. Het verlies van 0,15–0,25 mm op de vluchtlanding is aanzienlijk; meer dan 0,4 mm betekent dat de schroef klaar is.
- Worteldiameter op dezelfde drie stations— dit is waar schurende slijtage het eerst zichtbaar is bij met glas gevuld werk.
- Boringdiameter, twee assen, bij elke verwarmingszone– het verschil is de ovaliteit, en de ovaliteit vernietigt het zegel.
- Controleer de ringspeling en de slijtage van de zitting— radiale speling en axiale zitstap.
-
Centrifugaal gieten van een bimetaalvat. De legering wordt in een draaiende buis gegoten, dus de dikte van de voering wordt bepaald door het gietgewicht. Daarom moet de dikte van de voering worden gespecificeerd en niet worden aangenomen.
-
11. Wat moet u opsturen voor een offerte?
Injectieschroeven zijn uit een tekening geciteerd. Het minimale pakket is:
- Machinemerk, model en jaar, plus de maat van de injectie-eenheid.
- Schroefdiameter, totale lengte en L/D, met de bestaande tekening, indien aanwezig.
- Lengtes van voedings-, compressie- en meetsecties - of de vluchthelling en -diepte op elk station.
- Shotgewicht in grammen, de hars en het vulmiddeltype en -percentage.
- Mondstukdraad, verwarmingsbandindeling en thermokoppelposities.
- Aandrijfdetail: spiebaan, spiebaan of schroefdraad, met afmetingen.
- Controleer het momenteel gemonteerde ringtype en of u dit wilt wijzigen.
- Slijtagesymptomen, draaiuren en foto's van de versleten vluchten en de ringstoel.
-
12. Veelgestelde vragen
Kan ik een extrusieschroef in een injectiemachine draaien?Fysiek kan het passen; praktisch zal het niet werken. Het doseergedeelte is te ondiep, waardoor de schroef overschrijdt met de snelheden die nodig zijn voor een korte cyclus, en er is geen keerring, dus er is geen kussen. Het resultaat is een smelt die te heet is en een shotgewicht dat zich niet zal herhalen.Hoe vaak moet de keerring vervangen worden?Inspecteer ongevulde basisharsen jaarlijks en verwacht twee tot vier jaar. Inspecteer de GF30 elke zes maanden en verwacht vervanging elke 12-18 maanden. Vervang op elke hars waarbij de herhaalbaarheid van kussens een parameter voor kwaliteitscontrole is, de vervanging op basis van de kussentrend in plaats van op basis van een kalender.Geeft een langere schroef een betere menging?Het geeft inderdaad een betere distributieve menging, maar dit gaat ten koste van de verblijftijd. Voor kleurwerk is het goedkopere antwoord meestal een menggedeelte aan het einde van de doseerzone in plaats van een langere schroef.Waarom daalt mijn slaggewicht als ik de tegendruk verhoog?Dat zou niet moeten gebeuren, en als dat wel het geval is, lekt de keerring. Een hogere tegendruk maskeert een lekkende klep door de smelt tijdens het herstel dichter op te pakken, zodat de slag van de schroef er normaal uitziet; daarna is het schot kort omdat een deel van de smelt terugvloeit tijdens het injecteren.Is een bimetaalvat de moeite waard voor 20% glasvezel?Meestal wel. Bij GF20 gaat een genitreerd vat doorgaans 12 tot 24 maanden in tweeploegendienst mee; een bimetaalvat kost ongeveer twee keer zoveel en gaat twee tot drie keer zo lang mee, en het verwijdert de kwaliteitsdrift die gepaard gaat met een versleten boring in het laatste derde deel van zijn levensduur. -
✔ Specialist Injectieschroeven & Barrels | ✔ Genitreerd · Bimetaal · HVOF · Doorgehard
✔ Ontwerp met controlering en terugslagklep | ✔ Aangepaste geometrie · Slijtage in kaart brengen · OEM-vervanging
