|
Производители
литьевого оборудования, как правило, предлагают каждую модель термопластавтомата с одним из трех типоразмеров шнеков, что
позволяет выбрать оптимальную конфигурацию машины. Машины, также
могут комплектоваться шнеками и цилиндрами специального исполнения
для PET, PC, PMMA, PA. Для нагрева шнека используются надежные
кольцевые нагреватели в оболочке из нержавеющей стали. Система
гидравлического узла впрыска оснащена, как правило, двумя
сбалансированными по усилию цилиндрами, контроль положения шнека
осуществляется с помощью контактного (или бесконтактного) датчика,
что обеспечивает точный контроль дозы впрыска. Многоступенчатое
регулирование давления и скорости впрыска обеспечивается
параллельным регулированием расхода и давления с помощью
пропорциональных клапанов. Привод шнека - от гидромотора или
электродвигателя.
При литье под
давление термопластов преимущественно применяются стандартные,
так называемые трехзонные шнеки. Длина шнека при литье под
давлением чаще всего лежит в диапазоне 18D
– 22D.
Для скоростной работы применяются шнеки длиной 25D. При стандартных примененияхзона загрузки занимает около
половины длины шнека. Зона компрессии и зона дозирования имеют почти
одинаковую длину - по четверти длины шнека. Длина витка трехзонного
шнека составляет около 1D,
а отношение шага к глубине витка находится между 2 и 3, при этом 2,3
является наиболее употребительной величиной.
Шнек с особой геометрической формой требуется тогда, когда требуются высокая мощность по
пластикации, особо бережное приготовление расплава или переработка
термически чувствительных материалов.
Так, например, для переработки ПММА должен применяться шнек с
меньшей компрессией, с более длинной зоной загрузки и большей
глубиной канала в зоне загрузки.
Для
переработки ПА и ПЕТ зона загрузки тоже должна быть
длиннее, а компрессия больше, длина витка меньше и глубина канала в
зоне дозирования тоже меньше, чем у стандартного шнека.
ПК/АБС требует шнек с малой компрессией,
особенно длинную зону загрузки и особенно короткую, глубокую зону
дозирования.
Во всех случаях
переработки твердого ПВХ требуется шнек со специальной
геометрией. Большое соотношение L /
D (длина шнека к его диаметру) у шнека, которое дает
преимущества для переработки почти всех материалов, при переработке
твердого ПВХ является недостатком, так как есть опасность
слишком длительного времени пребывания термически чувствительной
массы в шнековом цилиндре. Поэтому длина шнека должна быть не больше
18D
- макс. 20D.
При литье под
давлением иногда требуются такие большие объемы массы, что для
традиционных трехзонных шнеков приготовление такого количества
расплава с достаточной термической и механической однородностью
является невозможным. По этой причине шнеки часто оснащаются режущим
и смесительным блоками. Режущий блок устанавливается в конце зоны
дозирования в направлении движения потока расплава перед
смесительным блоком. Режущие блоки принимают на себя задачу
диспергировать материал и измельчать агломераты любого вида. Для
достижения равномерной степени диспергирования весь поток
разделяется на множество частичных потоков. Отдельные частичные
потоки направляются через перепускную щель и подвергаются
деформации резанием. Недостаток при применении режущих блоков
состоит в нарушении осевого профиля давления. Смесительные блоки
- это динамические смесители, так как они сами находятся в движении
и вступают в контакт с движущейся массой. Они путем интенсивного
перемешивания размельчают окруженные массой ядра твердого материала,
образовавшиеся при расплавлении.
Барьерные шнеки могут обеспечивать бережную и, тем не менее, более высокую
производительность по плавлению, а тем самым - лучшую
производительность при улучшенной однородности расплава.
Функционирование всех барьерных шнеков принципиально одинаково:
вместо зоны компрессии там, где материал начинает плавиться,
вводится дополнительная перемычка, так называемая барьерная
перемычка. Барьерная перемычка разделяет канал шнека на канал для
твердого материала и канал для расплава, так что различающиеся фазы
данного полимера разъединяются. Барьерная перемычка оформлена менее
высокой, чем основная перемычка, и поэтому обладает большей шириной
щели по направлению к стенке цилиндра. Однако она рассчитана по
размерам таким образом, чтобы, с одной стороны, частицы твердого
вещества не могли попасть в находящийся далее канал для расплава и,
с другой стороны, не возникали слишком высокие усилия сдвига при
переходе расплава через барьерную перемычку. В направлении головки
шнека сечение канала для твердого материала уменьшается, а сечение
для расплава соответственно увеличивается. У большинства конструкций
барьеров канал для твердого материала к концу закрывается, так что
расплав течет над режущей перемычкой и таким образом должен
расплавиться весь материал.
Для
того, чтобы создать объем расплава, требующийся для второго канала
шнека, шаг витка в барьерной зоне больше, чем в зоне загрузки.
Одновременно уменьшение объема витка для твердого материала на
подходе к зоне барьера ведет к тому, что нерасплавленный гранулят
прижимается к стенке цилиндра и расплавляется. Образовавшаяся на
стенке цилиндра пленка расплава разрезается узкой щелью барьера
между обоими каналами и соскабливается расположенным позади активным
гребнем при вращении шнека. Благодаря относительно тонкому,
прилипшему к стенке цилиндра слою расплава улучшается перенос
теплоты в направлении от цилиндра в твердый материал.
Применением многозаходного шнека
можно повысить производительность по пластикации. Уменьшение сечения
витка из-за введения второго гребня в сравнении с однозаходным
шнеком, при отсутствии других изменений геометрии, дает
незначительное снижение производительности. Однако этот недостаток
компенсируется увеличением шага витка, удлиняющегося в сопоставлении
со стандартным шнеком. Тем самым сокращается имеющаяся развернутая
длина канала, а путем увеличения числа заходов - и длина слоя
твердого материала. Характерным для многозаходных шнеков является
малая толщина пленки расплава на стенке цилиндра, что повышает
передачу теплоты. |
