注塑機螺桿剪切熱產(chǎn)生的原因及解決辦法
2023-01-07
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注塑機螺桿一般分為三個部分：輸送段、壓縮段、計量段，加工不同材料應(yīng)選取相應(yīng)結(jié)構(gòu)的料桿，才能獲得良好的工件加工質(zhì)量，本文通過對注塑機螺桿結(jié)構(gòu)以及加工工藝的分析，來解決注塑機剪切熱的問題。
一、螺桿各段的作用
1. 螺桿輸送段作用
注塑機螺桿輸送段負(fù)責(zé)塑料的輸送，推擠與預(yù)熱，物料經(jīng)過輸送段應(yīng)達到熔點溫度，一般螺桿輸送段占螺桿總長的50%左右
輸送段螺槽深越深，則輸送量越大，但實際設(shè)計需要考慮螺桿的強度。
2. 螺桿壓縮段作用
螺桿壓縮段負(fù)責(zé)塑料壓縮、加壓與排氣，物料經(jīng)過這一段后已經(jīng)幾乎全部溶解，但沒有均勻混合，一般壓縮段占螺桿總長的20%-25%。
在此段區(qū)域塑料逐漸熔融，螺槽體積必須逐步減小，否則料壓不實，傳熱慢，排氣不良，還會造成工件氣孔的形成。
螺桿壓縮比為進料段后一個螺槽深與計量段一個螺槽深的比值，壓縮比一定時，螺桿壓縮段越長，剪切熱相對越小，同樣如果壓縮段長度一定時，壓縮比越小，剪切熱相對越小，因此壓縮段結(jié)構(gòu)是決定剪切熱大小的主要部位。
一般低剪切熱的螺桿壓縮比選擇1.8-2.2，h2（計量段螺槽深）選擇0.09-0.1D(螺桿直徑)
3. 螺桿計量段作用
螺桿計量段一般占螺桿總長的20%-25%，主要負(fù)責(zé)塑料的混煉均勻，確保塑料全部熔融。
計量段長則塑料混煉效果好，太長則易使熔體停留太久而產(chǎn)生熱分解，太短則物料溫度不均勻。
一般我們選取注塑機加工產(chǎn)品時，好產(chǎn)品重量為注射量的70%-80%佳，如注射量過大會造成熔體長時間停留在計量段，導(dǎo)致物料熱分解，產(chǎn)品出現(xiàn)氣孔，甚至影響產(chǎn)品的力學(xué)性能。
二、工藝參數(shù)對塑料加工產(chǎn)生的影響
1. 熔膠背壓
增加溶膠背壓可增加螺桿對熔融樹脂所做的功，消除未熔的塑料顆粒，增加料管內(nèi)原料密度及均勻程度；
背壓的增加可提高塑料在料筒內(nèi)的剪切熱，進而提高料筒溫度，因此背壓的大小對剪切熱起到一定的作用；
溶膠背壓過大，熱敏性較高的塑料易分解，對低粘度的塑料可能會產(chǎn)生流延現(xiàn)象，相反背壓過小會造成塑料壓縮不實，進而工件出現(xiàn)氣孔。
2. 溶膠速度
螺桿的轉(zhuǎn)速直接影響塑料在螺旋槽內(nèi)的切變，小型螺桿槽較淺吸收熱源快，足夠使塑料在壓縮段軟化，螺桿與料筒間的摩擦力較低，適宜高速旋轉(zhuǎn)，提高剪切熱，增加塑化能力。
大型螺桿則不宜快速旋轉(zhuǎn)，以免塑化不均，造成過渡摩擦熱，通常各尺寸螺桿有一定的轉(zhuǎn)速范圍，一般轉(zhuǎn)速100-150rpm太低則無法融化塑膠，太高則將物料燒焦。
3. 加熱圈溫度設(shè)定
加熱圈產(chǎn)生的溫度使滯留在料筒和料桿之間的冷硬塑料熔融，以利于螺桿轉(zhuǎn)動，提供塑料熔融所需要的一部分熱量。
綜上所述降低注塑剪切熱主要有以下幾種途徑：
●降低熔體背壓
負(fù)面效果：可能會造成熔體密度降低，工件易形成氣孔。
●降低溶膠速度。
負(fù)面效果：降低生產(chǎn)效率。
●減小壓縮比或加長壓縮段長度。
負(fù)面效果：更換螺桿，增加成本。
●增加h2（計量段螺槽深）。
負(fù)面效果：不易加工，并且需要加工后表面處理。
●提高壓縮段和計量段溫度設(shè)定。
負(fù)面效果：可能造成物料流延。
●注塑機計量段處加裝冷卻風(fēng)機。
一、螺桿各段的作用
1. 螺桿輸送段作用
注塑機螺桿輸送段負(fù)責(zé)塑料的輸送，推擠與預(yù)熱，物料經(jīng)過輸送段應(yīng)達到熔點溫度，一般螺桿輸送段占螺桿總長的50%左右
輸送段螺槽深越深，則輸送量越大，但實際設(shè)計需要考慮螺桿的強度。
2. 螺桿壓縮段作用
螺桿壓縮段負(fù)責(zé)塑料壓縮、加壓與排氣，物料經(jīng)過這一段后已經(jīng)幾乎全部溶解，但沒有均勻混合，一般壓縮段占螺桿總長的20%-25%。
在此段區(qū)域塑料逐漸熔融，螺槽體積必須逐步減小，否則料壓不實，傳熱慢，排氣不良，還會造成工件氣孔的形成。
螺桿壓縮比為進料段后一個螺槽深與計量段一個螺槽深的比值，壓縮比一定時，螺桿壓縮段越長，剪切熱相對越小，同樣如果壓縮段長度一定時，壓縮比越小，剪切熱相對越小，因此壓縮段結(jié)構(gòu)是決定剪切熱大小的主要部位。
一般低剪切熱的螺桿壓縮比選擇1.8-2.2，h2（計量段螺槽深）選擇0.09-0.1D(螺桿直徑)
3. 螺桿計量段作用
螺桿計量段一般占螺桿總長的20%-25%，主要負(fù)責(zé)塑料的混煉均勻，確保塑料全部熔融。
計量段長則塑料混煉效果好，太長則易使熔體停留太久而產(chǎn)生熱分解，太短則物料溫度不均勻。
一般我們選取注塑機加工產(chǎn)品時，好產(chǎn)品重量為注射量的70%-80%佳，如注射量過大會造成熔體長時間停留在計量段，導(dǎo)致物料熱分解，產(chǎn)品出現(xiàn)氣孔，甚至影響產(chǎn)品的力學(xué)性能。
二、工藝參數(shù)對塑料加工產(chǎn)生的影響
1. 熔膠背壓
增加溶膠背壓可增加螺桿對熔融樹脂所做的功，消除未熔的塑料顆粒，增加料管內(nèi)原料密度及均勻程度；
背壓的增加可提高塑料在料筒內(nèi)的剪切熱，進而提高料筒溫度，因此背壓的大小對剪切熱起到一定的作用；
溶膠背壓過大，熱敏性較高的塑料易分解，對低粘度的塑料可能會產(chǎn)生流延現(xiàn)象，相反背壓過小會造成塑料壓縮不實，進而工件出現(xiàn)氣孔。
2. 溶膠速度
螺桿的轉(zhuǎn)速直接影響塑料在螺旋槽內(nèi)的切變，小型螺桿槽較淺吸收熱源快，足夠使塑料在壓縮段軟化，螺桿與料筒間的摩擦力較低，適宜高速旋轉(zhuǎn)，提高剪切熱，增加塑化能力。
大型螺桿則不宜快速旋轉(zhuǎn)，以免塑化不均，造成過渡摩擦熱，通常各尺寸螺桿有一定的轉(zhuǎn)速范圍，一般轉(zhuǎn)速100-150rpm太低則無法融化塑膠，太高則將物料燒焦。
3. 加熱圈溫度設(shè)定
加熱圈產(chǎn)生的溫度使滯留在料筒和料桿之間的冷硬塑料熔融，以利于螺桿轉(zhuǎn)動，提供塑料熔融所需要的一部分熱量。
綜上所述降低注塑剪切熱主要有以下幾種途徑：
●降低熔體背壓
負(fù)面效果：可能會造成熔體密度降低，工件易形成氣孔。
●降低溶膠速度。
負(fù)面效果：降低生產(chǎn)效率。
●減小壓縮比或加長壓縮段長度。
負(fù)面效果：更換螺桿，增加成本。
●增加h2（計量段螺槽深）。
負(fù)面效果：不易加工，并且需要加工后表面處理。
●提高壓縮段和計量段溫度設(shè)定。
負(fù)面效果：可能造成物料流延。
●注塑機計量段處加裝冷卻風(fēng)機。
負(fù)面效果：影響設(shè)備外觀，增加電力成本。
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