Form og hönnun skrúfa leikur mikilvægann hlut í því hversu vel efni smelta og hvaða tegund af vöru kemur út úr einni skrúfu útflutningsvélmánu. Þættir eins og stiga, hversu djúpar rásirnar eru og sérstök blöndunarefni áhrif á hvernig pólýmer hegða sér í vinnslu. Þegar talað er um flatar rásir í samþjöppunarreitnum, mynda þær meiri skeringskraft sem hjálpar til við að bæta upp á smeltitímanum. Djúpar rásir í matarhlutanum hjálpa í raun til að færa föstu efni betur áfram. Til að blanda, svo sem með flötóttum hönnunum eða belgihringjum, heva rýmandi blöndun eiginleika verulega. Samkvæmt sumum iðnaðarrannsóknum frá Ponemon úr 2023 getur þetta dragið niður hitamun um allsherjar 12% við framleiðslu varmabrotsstrips. Skrúfur sem hafa slétt ólíkar deyju blokkir ná um 92% samhverfu í efni, en venjulegar uppsetningar ná aðeins um 78%. Þetta gerir raunverulegan mun í að koma í veg fyrir þá pínandi varmaspennur í lokið prófíl.
Lengd til þvermáls (L/D) hlutfallið hefur mikilvægt hlutverk í ýmsum lykilatriðum eins og til dæmis hve lengi efni stendur í kerfinu, sigtilraunastöðugleiki við úrvinnslu og heildarorkuánotkun. Þegar keraferðir með L/D hlutföll yfir 30:1 eru borin saman við þær sem eru í kringum 20:1 sjáum við að dvöldutíminn eykst um allt að 40%. Þessi aukning gefur tækifæri fyrir fullkomnari smeltingu erfiðara efnis eins og PA66 sem krefst grunndreifingar áður en hún er unnið úr. En ef haldið er áfram yfir 40:1 eykst orkuánotkunin jafnframt um allt að 18% án mikillar bætingar á jöfnvægi efnisins. Flerestir sérfræðingar í iðjunni telja að besta markmiðið liggi á milli 28:1 og 32:1 fyrir hitabrot notkun. Við þessi hlutföll geta framleiðendur bæði stjórnað áhættu fyrir brottnýtingu á efni og samt ná framleiðslumörkum sem flest varpa frá 120 til 150 kg á klukkustund.
Magnið sem framleyst er eykst í öðru veldi samkvæmt stærð skrúðarinnar. Skoðum tölur: 120 mm skrúfa getur framleitt um 2,6 sinnum meira en 90 mm skrúfa á hverri umferð. Stærri skrúfur merkja líka að meira sé framleitt fljótt (hugsaðu til dæmis um 280 kg á klukkustund samanborið við eingöngu 170 kg þegar farið er frá 100 mm niður í 80 mm). En það er ein hömlun hér. Svo stærri sem skrúfan er, því minni er skurðkrafturinn sem myndast, um 30–40 % minni. Þetta gæti haft áhrif á jafnvægi blöndunarinnar. Val á réttri stærð fer því mjög út á hvaða gerð af efni er verið að vinna með. Fyrir þykkvare efni eins og PVC finna flestir að 90 til 110 mm virkar svolítið vel. En fyrir þykkjari TPUs þarf venjulega minni skrúfu, yfirleitt á bilinu 60 til 80 mm, svo nægileg blöndun fái sér stað.
Að fá hitastigsgyrdurnar réttar í garði er það sem stjórnar hvernig mörg fellast hreyfast við framleiðslu varmaleka strikanna. Í matarsvæðinu hjálpar því að halda hitastigi fyrir neðan það sem kallað er glertillagstakmarki til að þéfa saman efnið án þess að það smelti of snemma. Þegar efnið fer síðan inn í samþjöppunarsvæðið, beitum við stjórnkuðu hitun, venjulega í kringum 170 til 190 gráður Celsíus fyrir PA66 byggð efni. Þetta lækkar sýrustig svo allt blandaist á viðeigandi hátt. Síðan kemur mælingarsvæðið, þar sem jafnvægi er komið á milli hitans sem myndast af skeringu og aukahitanum sem við bætum við. Þetta jafnvægi gerir strauminn stöðugan, sem er mjög mikilvægt ef við viljum ná nákvæmum víddatöldum innan plús eða mínus 1,5 prósent. Rannsókn sem birt var fyrra árið sýndi að næstum tveir þriðju allra útflutningsvandamálanna komi eiginlega af slæmum hitaeðlunum. Það gerir ekki undrun að svo margar verksmiðjur séu að leggja peninga í kerfi sem fylgjast með þessum aðstæðum í rauntíma núna.
Þegar verið er að vinna með PA66 GF25 hitaeftirlitunarband, gerir réttar svæðaprofílur allan muninn við að hámarka framleiðslu meðan áfram er helgað við varðveitingu á vélandaeiginleikunum. Matarsvæðin ættu að vera í kringum 160 til 170 gráður Celsius til að koma í veg fyrir að myndist brýr. Þéttunar svæðin eru erfiðari – þau ættu að ná einhverju á bilinu 185 til 200 gráður til að takast á við þá erfiðu 85% breytingu á krystalllagsbreytingunni á réttan hátt. Mælingarsvæðin ná síðan jafnvægi við um 190 til 205 gráður, sem hjálpar til við að halda smeltifyndunum á bilinu 25 til 35 MPa, svo að allt flæði jafnvægt í gegnum sprunguna. Nokkrar áhugaverðar tölur úr iðjunni sýna að raunverulega er sterk tenging á milli nákvæmni á hitastigi í þéttunarsvæðunum, innan plús eða mínus 2 gráður, og samræmi R-gildisins sem verður. Og hér er eitthvað sem verður að taka fram fyrir framleiðendur sem vilja minnka kostnað: slík nákvæmni getur dragið orkunotkun niður um næstum 18% í samanburði við eldri smeltugerðarkerfi, samkvæmt nýlegum köfunarfræðilegum rannsóknum frá upphafi 2024.
Að fara yfir hámarks hitastigssviðið um aðeins 10 til 15 gráður getur valdið alvarlegum vandamálum með hitaeftirlitarefni, þar sem ferlið kallast keðjuskurður hrækkar, sem að lokum minnkar álagsmotstöðu um sjaldan 40 prósent samkvæmt ASTM D256-23 staðli. Nútímagögn innihalda nú lokaðar kælingarkerfi sem svara á undan 0,5 sekúndu við vandamál tengd skurhitun. Kælingarhúlur, sett á ákveðnum stöðum þar sem skurkraftar eru hæstir, hjálpa til við að halda smeltuhitastigi innan 5 gráða við markgildi, sem er afar mikilvægt til að varðveita eldtraust eiginleika, sérstaklega viðviktugt þegar unnið er með halógenfrí efni. Rekstrarprófanir hafa sýnt að þegar framleiðendur sameina hitastjórnun með PID-stýringu við breytingar á snúningstakt skrúfunnar, fá þeir rúmlega tveggja þriðjunga minnkun á hitaafbrotningshraða, en samt halda framleiðslumagni á um 85 kg á klukkustund.
Hraði skrúfunnar hefur mikil áhrif á magn framleiddrar vöru, og almennt aukist framleiðsla nokkuð jafnlega við lægri RPM. En þegar komið er yfir um 70 RPM verða hlutirnir ákveðið áhugaverðir. Ef einhver tvöfaldar hraðann frá 50 til 100 RPM, mun framleiðslan aukast aðeins um 65%. Verri enn, verða hitabreytingarnar gífurlegar, stundum meira en 40°C, vegna alls þess gníðings og hlutaupþeytingar sem fer fram inni í kerfinu. Fyrir alla sem vinna með slíkt daglega, er ómissandi að passa hraðatölurnar saman við gerð efnis sem er verið að vinna úr. Tökum til dæmis HDPE, sem er ein af þessum hálf-krystölluðu plöstikugerðum. Slík efni krefjast um 15 til 20 prósent hægri hraða samanborið við amorphous ABS ef markmiðið er að halda hitabrotunum jafnvægi yfir framleiðsluferlið.
Hvernig möttur hegða sich varðandi þykkni og strekkjanleika ákvarðar hvernig þrýstingur myndast í vinnslu og heldur áfram straumnum á viðhaldanlegan hátt. Samkvæmt rannsóknum Abeykoon og yfirfélaga frá árinu 2020 geta efni sem verða þynkri undir álagi minnkað orkunýtingu um allsherjar 18 prósent miðað við venjuleg Niútónska vökvaa. Þegar unnið er með breytt PVC sem hefir háa smeltuþjöppun sjáum við venjulega aukningu á útflækingu í bilinu 30 til 40 prósent. Þetta merkir að vinnslumenn verða að stjórnstýra skrúfuhraða nákvæmlega til að fá vörur sem uppfylla víddarkröfur. Vandamál tengd straumstöðugleika, svo sem brot í smeltu, koma oft upp þegar skorðuþrýstingur í veggnum fer yfir um 0,25 MPa. Til að koma í veg fyrir slík vandamál og halda framleiðslu á gangi verða framleiðendur að leggja sérstaka áherslu á hönnun þjöppunarsvæða í búnaðinum sínum.
Hitaeðlisbreyturnar í viðbótarefnum hafa raunverulega áhrif á hvernig hiti fer í gegnum efni. Glerplasta eða glösur hefur mikið lægri hitaeðlisgildi, á bilinu 0,8 til 1,2 W/mK, samanborið við kalsíumkarbónat sem er með hærra gildi, um 2,6 W/mK. Þessi munur breytir hvernig hiti flæðir í gegnum herðir um því markið 22 til 35 prósent. Þegar kemur að polyamíð 66 hefur það tiltölulega lágt sérhiti, 1,7 kJ/kgK, sem þýðir að það bráðnar fljótt við úrvinnslu. En sömu eiginleikinnar gerir efnið viðkvæmt fyrir niðurbrot þegar hitastig verður yfir 295°C, svo stjórnendur verða að halda nákvæmum hitastjórnun á bilinu ±2°C. Flest vandamál sem koma upp í útþrýstingarferlum komast í grundvallaratriði niður á slökktarhraða. Rannsóknir sýna að meira en tveir þriðju allra galla eru valdir af of seinkuðu kölnun í hlutfalli við kristöllunaráð efnisins, sem veldur bögun sem er sérstaklega sjáanleg í notkun á varmaleyfi bandi.
Heitar fréttir