LanguagesInjeksjonsskrue og fat: hvorfor en injeksjonsskrue ikke er en ekstruderingsskrue
-
-
Injeksjonsskrue og fat: hvorfor en injeksjonsskrue ikke er en ekstruderingsskrue
Sprøytestøping er syklisk og ekstrudering er kontinuerlig, og nesten hver dimensjonsforskjell mellom de to skruene følger av det ene faktum - en kortere L/D, en dypere måleseksjon, en kontrollering på nesen og en tønne som er tomgang for en del av hver syklus. Denne veiledningen gir tallene for L/D, kompresjonsforhold, skuddstørrelse og oppholdstid, forklarer hvordan en slitt rutering ser ut på en støpt del, og angir slitasjedataene bak valget mellom nitrering, bimetall og HVOF.
INJEKSJONSSKRUEVØL · INJEKSJONSSTØPESKRUEDESIGN · KONTROLLVENTIL OG KONTROLLRING · SLITSJON OG ERSTATNING AV INJEKSJONSSKRUE
-
En harddekket injeksjonsskrue. Geometrien er satt av mykningsplikten; overflaten er satt av hva fyllstoffet gjør med det.
-
1. Forskjellen som forklarer alt
En ekstruderingsskrue dreier seg kontinuerlig. Polymer kommer inn i beholderen, går gjennom dysen, og hvert gram av den ser omtrent samme skjærhistorie fordi strømmen er jevn. Oppholdstiden er ganske enkelt fatvolum delt på gjennomstrømning, og den er den samme for hver pellet. Det er prosessenrekkevidde med enkeltskruerer bygget rundt, og det er derfor ekstruderingsskruer har råd til en L/D på 30 og en grunn måleseksjon. Hvordan det ser ut på en ekte linje er beskrevet irør og rør skrue layout.
En injeksjonsskrue gjør den samme pumpejobben, men bare under plastiseringsslaget. Deretter stopper den, fungerer som et stempel og driver den oppsamlede smelten fremover. Konsekvensene går gjennom hele designet:
- Smelten har en historie, ikke en oppholdstid.Materiale foran på skuddet kan ha sittet i løpet i tre eller fire sykluser; materiale bak for en. Spredningen kan være en faktor på fire, så en lang tønne er ikke et nøytralt valg - det utvider fordelingen i begge ender.
- Skruen bærer aksial belastning.Injeksjonstrykk på 80–180 MPa virker på skruespissen og overføres tilbake gjennom ventilene, roten og drivkoblingen. En ekstruderingsskrue bærer nesten ingenting av dette, og derfor er rotdiameteren, kilesporet og nesegjengen til en injeksjonsskrue dimensjonert som konstruksjonsdeler. Ekstruderingsekvivalenten ergjennomherdet skrueaksel.
- Effekten måles i gram per skudd, ikke kilo per time.Måledelen er dimensjonert for mykningshastighet ved en akseptabel smeltetemperatur, ikke for trykkoppbygging mot en dyse. Det er derfortilpasset skruedesignstarter fra støpemaskinen, ikke fra en borediameter.
- Tetningen er en slitedel.Det er ingen dyse for å holde trykket, så en fjærbelastet sjekkring ved skruenesen gjør tetningen. Det er den vanligste årsaken til skuddvektsdrift under bruk. Å bytte det er rutinevedlikehold av skruer og tønner.
-
Karakteristisk Ekstrusjonsskrue Injeksjonsskrue Plikt Kontinuerlig pumping mot en dyse Syklisk mykgjøre, trekke tilbake, injisere, holde Typisk L/D 24–33 18–24 Måling av flydybde 0,025–0,045 × D 0,05–0,08 × D Kompresjonsforhold 2,5–4,0 2,0–3,0 Fôrseksjon Ofte rillet for høy ytelse Vanligvis glatt boring Skru nesen Enkel torpedo eller ingen Sjekk ring, spiss, noen ganger blandehode Aksialbelastning på skrue Ubetydelig 80–180 MPa på spissen Utgangsmåling kg/t g/skudd og g/s utvinningshastighet Dominant feilmodus Flyslitasje, barriereskader Sjekk ringlekkasje, slitasje på matesonen -
NØKKELINNSIKT
En ekstruderingsskrue er en pumpe. En injeksjonsskrue er en pumpe som også er et stempel, og stempelringen er et forbruksmateriale. Hvis du behandler sjekkringen som en livstidskomponent, vil du bruke resten av maskinens levetid på å kompensere for den med lengre slag og høyere trykk — og det er slik et slitasjeproblem blir til et kvalitetsproblem. -
2. L/D: hvorfor injeksjonsskruen er kortere
Injeksjonsskruer har 18 til 24 diametre der ekstruderingsskruer går 24 til 33. Årsaken er oppholdstidsfordeling snarere enn blandingskvalitet. En lengre skrue gir bedre fordelende blanding og jevnere utgang, som begge betyr noe for farge- og masterbatch-arbeid - men det forlenger også løpet, og i en syklisk prosess betyr et lengre fat mer materiale som sitter i temperatur mellom skuddene. Den avveiningen er derforhøyhastighets ekstruderingsskruerbygges korte og dype i stedet for lange og grunne.
Injeksjonsplikt Typisk L/D Kommentar Generelle formål, PE / PP / PS 18–20 Korteste praktiske skrue; lett å holde smeltetemperaturen stabil Ingeniørharpikser, PA / POM / PC 20–22 Nok lengde for en blandeseksjon før sjekkringen Glassfiberforsterket 20–22 Mikser etter kompresjonssonen; slitasjebeskyttelse betyr mer enn lengde Presisjon og optiske deler 22–24 Bedre smeltehomogenitet; lengre oppholdstid må håndteres Tynnvegg, høy hastighet 20–23 Høy mykningshastighet, dyp måling, sjenerøs kjøling Utluftet fat 22–26 Første trinn, dekompresjonssone, andre trinn Mikrostøping 16–18 Tønnevolum er begrensningen, ikke blanding L/D i seg selv definerer ikke en skrue. To 22:1-skruer kan oppføre seg helt forskjellig hvis den ene legger 60 % av lengden i matesonen og den andre 40 %. Når du spesifiserer en erstatning, oppgi fôrings-, kompresjons- og doseringslengder samt forholdet — denutskiftingsguideangir hele listen, og samme disiplin gjelder enten skruen mater en ekstruder eller en støpemaskin. Deåttepunkts sjekkliste med to skruerviser hvordan de samme spørsmålene er innrammet på dobbeltskruesiden.
-
3. Kompresjonsforhold og måledybde
Kompresjonsforhold er mateflygingsdybden delt på måleflygingsdybden, målt geometrisk. Den kontrollerer hvor mye polymeren komprimeres og hvor mye arbeid som gjøres på den. Ved injeksjon er forholdet lavere enn ved ekstrudering fordi skruen ikke trenger å generere dysetrykk, og fordi en dyp doseringsseksjon er det som holder skjæroppvarmingen under kontroll under et langt plastiseringsslag. Hvordan den samme dybdebeslutningen tas på en ekstruderingslinje er dekket iPE ekstruderingsskrueføring.
Polymer Injeksjonskompresjonsforhold Måledybde (× D) Note PE,PP 2,5–3,2 0,07–0,09 Dypere måling; se etter dårlig trykkoverføring hvis den er for dyp PS,ABS, SAN 2,0–2,5 0,06–0,08 Amorf; lavt forhold unngår overskjæring PC 2,0–2,5 0,06–0,08 Høy viskositet; sjenerøs måledybde, lang kompresjonssone PA 6 / PA 66 2,0–2,8 0,06–0,08 Smelte er flytende; en rutering i god stand er avgjørende POM 2,0–2,5 0,06–0,07 Smalt behandlingsvindu; ingen dødpunkter KJÆLEDYR 2,0–2,5 0,06–0,08 Hydrolyserisiko; tørking dominerer, ikke geometri Stiv PVC 1,8–2,5 0,06–0,08 Lavt forhold, strømlinjeformet strømningsvei, ingen stagnasjon PMMA 2,2–2,8 0,06–0,08 Optiske deler; homogenitet betyr mer enn forhold GF30 / GF50 PA eller PBT 2,0–2,4 0,07–0,09 Lavere forhold, dypere måling, slitasjebeskyttelse på fly Måledybden er tallet som oftest kopieres feil. Injeksjonsdoseringsseksjoner er omtrent dobbelt så dype som ekstruderingsseksjoner, og det er en fysisk grunn: målesonen må inneholde nok smelte til å fylle skuddet mens skruen trekker seg tilbake, og den må gjøre det uten å generere skjærvarmen som en grunn kanal ville produsere med samme skruhastighet. En skrue bygget til en ekstruderingstegning og slippes ned i en støpemaskin vil plastisere seg varm og gjenopprette sakte, og ingen mengde tønnekjøling vil bringe smeltetemperaturen tilbake. Det omvendte tilfellet, en ekstruderingsskrue falt ned i en høyhastighetslinje, analyseres iHDPE rørskrueføring.
-
4. Kontrollringen: delen som bestemmer repeterbarheten av skuddet
Kontrollringen - glidering, tilbakeslagsventil, tilbakestrømningsstopp, navnet varierer etter region - er en ring som glir på skrunesen. Under mykningen skyver smeltetrykket det fremover fra setet og polymer strømmer forbi det. Under injeksjon reverserer trykket, ringen sitter og banen lukkes. Alt om skuddkonsistens avhenger av at setet lukkes rent, hver syklus, i millioner av sykluser.
Type Hvordan det tetter Best for Se opp for Skyvering, 2-delt Ring ansiktet mot et sete på spissen Generelt formål, vanligste design Seteslitasje gir en progressiv skuddvektsdrift 3-delt / dobbel ring To tetningsflater, bedre justering Høyhastighets, tynnvegget, stram toleranse Mer glidende masse; trenger en lengre dekompresjon Ballsjekk Ball mot et konisk sete Små diametre, høy skruhastighet Ballprat i lav hastighet; dårlig for smelte med høy viskositet Fjærbelastet tallerken Fjær stenger ventilen før injeksjon Lavviskøse harpikser, PA og PET Fjærtretthet og polymer trenger inn i fjærhulrommet NØKKELINNSIKT
Repeterbarhet av pute er den billigste check-ring-testen som finnes, og den koster tjue sykluser. Hvis puten er ustabil, slutt å se på formen og tørkesystemet til ventilen er inspisert. -
5. Skuddstørrelse, oppholdstid og 20–80-regelen
Skuddvekt bør falle mellom 20 % og 80 % av løpets maksimale skuddkapasitet, med 40–70 % som behagelig bånd. Begge grensene er grenser for oppholdstid i forkledning.
- Under 20 %smelten sitter i fatet i mange sykluser. Termisk nedbrytning, fargeskift og generering av acetaldehyd eller monomer følger.
- Over 80 %det er ikke nok mykningstid mellom skuddene. Skruen går med hastighetsgrensen, smeltetemperaturen stiger, og puten blir uberegnelig.
Harpiks Praktisk oppholdstidstak Hvorfor PE, PP 10 min Termisk robust; grensen er vanligvis farge, ikke nedbrytning PS, ABS 8 min Gulning og gradvis tap av molekylært vekt PC 6 min Hydrolyse pluss gulning; tørkekvaliteten dominerer PMMA 6 min Depolymerisering til monomer over ca. 260 °C PA 6 / PA 66 5 min Oksidasjon og fargedrift; fuktighetsfølsom KJÆLEDYR 5 min Hydrolyse; IV-dråpe er irreversibelt POM 4 min Glidelås ut til formaldehyd; angriper også skruen hvis den blir overopphetet Stiv PVC 3 min Dehydroklorering; det korteste vinduet av enhver råvare -
6. Mottrykk og skruhastighet
Mottrykk er motstanden skruen jobber mot mens den trekkes inn. Typiske innstillinger kjører 5–15 MPa (50–150 bar); farge- og masterbatch-dispersjon kan trenge 20–30 MPa; skjærfølsom harpiks bør holde seg nederst i området.
Skrue diameter Maks o/min ved 0,3 m/s Maks o/min ved 0,6 m/s Typisk maskininnstilling 25 mm 229 458 150–300 rpm 35 mm 164 327 120–250 rpm 45 mm 127 255 100–200 rpm 60 mm 95 191 70–150 rpm 75 mm 76 153 60–120 rpm -
7. Slitasje: hva glassfiber gjør med en nitrert skrue
Tre mekanismer virker på en gang: slitasje fra harde partikler, vedheft/skalling når smeltefilmen brytes ned, og korrosjon fra HCl, bromider eller sure rester.
Flate Ufylt harpiks GF30 GF50 Nitreret 38CrMoAlA, 0,4–0,7 mm, 900–1100 HV 4–8 år 6–18 måneder 3–9 måneder Bimetallisk sentrifugalstøp, Ni-basert + WC, 55–62 HRC 8–12 år 2–4 år 12–24 måneder HVOF wolframkarbid, 1100–1400 HV, 50–100 µm 8–12 år 2–4 år 12–24 måneder Gjennomherdet verktøystål, 48–54 HRC 5–10 år 12–24 måneder 6–12 måneder PM HIP verktøystål, 60–64 HRC 10+ år 3–5 år 18–30 måneder -
HVOF wolframkarbid påført en skrue. Belegget er noen titalls mikron tykt, så det beskytter overflaten, men gjenoppretter ikke en slitt flyprofil.
-
8. Valg av materiale og behandling
Beslutningen er drevet av fyllstoffmengde, harpikskjemi og antall skudd som forventes over maskinens levetid.
Alternativ Hardhet Best for Grenser Relativ kostnad Nitreret 38CrMoAlA 900–1 100 HV overflate Ufylte råvareharpikser, generell støping Tynn sak; ingen beskyttelse mot GF 1,0× Gjennomherdet verktøystål 48–54 HRC gjennom Små skruer, høyt dreiemoment, slipende uten GF Lavere korrosjonsmotstand 1,3–1,6× Bimetallisk sentrifugalstøpt fat 55–62 HRC liner GF30 og høyere, mineralfylte ingeniørharpikser Kan ikke repareres ved re-nitrering 1,8–2,2× Bimetall eller harddekket skrue 55–62 HRC-flyvninger Matchet til en bimetall tønne Flyprofilen kan ikke gjenoppbygges på ubestemt tid 1,6–2,0× HVOF wolframkarbidbelegg 1.100–1.400 HV Svært høy fyllmasse, eller dimensjonsstabilitet kreves Begrensninger for beleggtykkelse 2,5–3,5× Liner eller ermet fat Avhenger av liner Tønner hvor kroppen skal beholdes Termisk motstand på hylsen 1,5–2,0× -
Legeringslaget til en bimetalltønne, sett i snitt. Boreslitasje må vurderes ut fra foringstykkelsen, ikke mot ytterveggen.
-
9. Lese symptomene
De fleste problemer med injeksjonsskruer og tønner oppstår som kvalitetsproblemer lenge før noen måler maskinvaren.
Symptom Mest sannsynlig årsak Første sjekk Handling Korte skudd med normalt injeksjonstrykk Sjekk ringlekkasje Puteverdi og repeterbarhet Inspiser sete og ring; erstatte som et sett Skuddvekt som driver ned over et skift Progressiv sete- eller boreslitasje Vei 20 skudd på rad Mål ringklaring og boring ovalitet Svarte flekker eller brune striper Nedbrutt materiale på et dødpunkt bak ruteringen Rens og inspiser ringhulen Avisoler, rengjør, se etter karbonisert ringspor Smeltetemperaturen stiger ved konstant settpunkt Økt skjærkraft fra slitasje eller fra en lekk ventil Sammenlign gjenopprettingstiden med den opprinnelige loggen Kontroller først ringen, deretter måledybden Restitusjonstiden øker Slitasje på matesonen eller for stort mottrykk Innstilling av mottrykk og temperatur på matestrupen Reduser mottrykket; måle flight OD i fôrsonen Delvekten varierer med mer enn ±0,5 % Ustabil pute Pute over 20 sykluser Ventil inspeksjon; sjekk dekompresjonsinnstillingen Skru bank eller hvin Tønne retthet eller gnaging Bore runout; lytte i lav hastighet Juster på nytt; sjekk for klebende slitasjemønster Blink på ett skudd, kort på det neste Pute kollapser med jevne mellomrom Putespor Ventil og sete; sjekk også tilbakeslagsfjæren hvis den er montert -
10. Måling av slitasje før du forplikter deg til en erstatning
Fire målinger, tatt med skruen ut og løperen fortsatt på strekkstengene, vil fortelle deg om du ser på et slitasjeproblem eller et prosessproblem.
- Flight OD på tre stasjoner— mating, kompresjon og måling. Tap på 0,15–0,25 mm på flylandet er betydelig; mer enn 0,4 mm betyr at skruen er ferdig.
- Rotdiameter på de samme tre stasjonene— det er her slitasjen viser seg først i glassfylt arbeid.
- Borediameter, to akser, ved hver varmesone— forskjellen er ovaliteten, og ovaliteten er det som ødelegger forseglingen.
- Sjekk ringklaring og seteslitasje— radiell klaring og aksialt setetrinn.
-
Sentrifugalstøping av en bimetalltønne. Legeringen helles i et spinnende rør, så foringstykkelsen bestemmes av støpevekten - og det er grunnen til at foringstykkelsen må spesifiseres, ikke antas.
-
11. Hva du skal sende for tilbud
Injeksjonsskruer er sitert fra en tegning. Minimumspakken er:
- Maskinmerke, modell og år, pluss størrelsen på injeksjonsenheten.
- Skruediameter, total lengde og L/D, med eksisterende tegning hvis en finnes.
- Mate-, kompresjons- og måleseksjonslengder - eller flystigningen og dybden på hver stasjon.
- Skuddvekt i gram, harpiksen og fyllstofftype og prosentandel.
- Dysegjenger, varmebåndoppsett og termoelementposisjoner.
- Drivdetalj: spline, kilespor eller gjenger, med dimensjoner.
- Sjekk ringtypen som er montert for øyeblikket, og om du vil endre den.
- Bruk symptomer, løpetimer og fotografier av de slitte flyene og ringsetet.
-
12. Vanlige spørsmål
Kan jeg kjøre en ekstruderingsskrue i en injeksjonsmaskin?Fysisk kan det passe; praktisk talt vil det ikke fungere. Måledelen er for grunt, så skruen overskjæres med de hastighetene som trengs for en kort syklus, og det er ingen kontrollring, så det er ingen pute. Resultatet er en smelte som er for varm og en skuddvekt som ikke vil gjenta seg.Hvor ofte bør kontrollringen skiftes?På ufylte råvareharpikser, inspiser årlig og forvent to til fire år. På GF30, inspiser hver sjette måned og forvent utskifting hver 12.–18. måned. På alle harpikser der putens repeterbarhet er en kvalitetskontrollparameter, bytt ut på putetrenden i stedet for på en kalender.Gir en lengre skrue bedre blanding?Det gir bedre distributiv blanding, ja, men på bekostning av oppholdstid. For fargearbeid er det rimeligere svaret vanligvis en blandeseksjon i enden av målesonen i stedet for en lengre skrue.Hvorfor faller skuddvekten min når jeg øker mottrykket?Det bør den ikke, og hvis den gjør det, lekker sjekkringen. Høyere mottrykk maskerer en lekkende ventil ved å pakke smelten tettere under utvinning, slik at skrueslaget ser normalt ut - da er skuddet kort fordi en del av smelten renner tilbake under injeksjon.Er et bimetallfat verdt det for 20 % glassfiber?Vanligvis ja. Ved GF20 varer et nitrert fat typisk 12–24 måneder med to-skiftskjøring; en bimetalltønne koster omtrent dobbelt så mye og varer to til tre ganger så lenge, og den fjerner kvalitetsdriften som følger med en slitt boring i den siste tredjedelen av levetiden. -
✔ Spesialist på injeksjonsskruer og tønner | ✔ Nitreret · Bimetallisk · HVOF · Gjennomherdet
✔ Sjekk ring- og tilbakeslagsventildesign | ✔ Egendefinert geometri · Slitasjekartlegging · OEM-erstatning
