การออกแบบสกรูและกระบอกอัดขึ้นรูป: ปรับปรุงคุณภาพและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์

การอัดขึ้นรูปเป็นกระบวนการผลิตที่ได้รับความนิยมสำหรับการสร้างผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น ฟิล์มพลาสติก ท่อ และโปรไฟล์ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการหลอมและขึ้นรูปวัตถุดิบผ่านถังให้ความร้อนและสกรูหมุน สกรูมีหน้าที่ในการหลอมและลำเลียงวัสดุไปยังแม่พิมพ์ ซึ่งจะขึ้นรูปให้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

กระบวนการออกแบบและการผลิตสกรูและบาร์เรลอัดขึ้นรูปเป็นปัจจัยสำคัญในการรับประกันผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและสม่ำเสมอ ที่นี่เราจะหารือกันว่ารูปทรงและคุณสมบัติวัสดุของสกรูและบาร์เรลอัดขึ้นรูปสามารถส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้อย่างไร

เรขาคณิตของสกรู

รูปทรงของสกรูมีบทบาทสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพของกระบวนการอัดขึ้นรูป การออกแบบสกรูควรปรับให้เหมาะกับวัสดุเฉพาะที่ใช้และผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ต้องการ การออกแบบสกรูมีหลายประเภท แต่ละแบบมีข้อดีและข้อเสีย

การออกแบบสกรูที่พบบ่อยที่สุดคือสกรูสามโซนแบบไล่เดียว ซึ่งรวมถึงโซนป้อน โซนอัด และโซนสูบจ่าย โซนป้อนมีหน้าที่ในการลำเลียงวัตถุดิบเข้าสู่เครื่องอัดรีด ในขณะที่โซนอัดจะบีบอัดและละลายวัสดุ โซนสูบจ่ายมีหน้าที่สร้างแรงดันและทำให้วัสดุเป็นเนื้อเดียวกัน

การออกแบบสกรูอีกแบบหนึ่งคือสกรูกั้น ซึ่งรวมถึงชั้นกั้นที่แยกส่วนป้อนและส่วนสูบจ่าย การออกแบบนี้สามารถเป็นประโยชน์สำหรับวัสดุที่ต้องการการผสมหรือแรงดันที่สูงขึ้น ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพดีขึ้น

การศึกษาโดยภาควิชาวิศวกรรมโพลีเมอร์ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Amirkabir ในอิหร่านพบว่าการเปลี่ยนการออกแบบของสกรูจากสกรูเกลียวเดียวเป็นสกรูเกลียวคู่ส่งผลให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายดีขึ้น 16.8% โดยมีความเป็นเนื้อเดียวกันดีขึ้นและ ความพรุนลดลง

คุณสมบัติของวัสดุ

คุณสมบัติของวัสดุของสกรูและกระบอกเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย วัสดุควรมีความต้านทานการสึกหรอสูง มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง และมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ วัสดุ เช่น เหล็กไนไตรด์หรือการเคลือบไบเมทัลลิก มักใช้เพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและลดแรงเสียดทาน

การศึกษาโดยนักวิจัยที่ Indian Institute of Technology ในมุมไบ พบว่าการใช้การเคลือบโลหะสองชนิดบนพื้นผิวของสกรูทำให้ความต้านทานการสึกหรอดีขึ้น 60% และลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานลง 25% ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพดีขึ้นและลดการใช้พลังงาน

เรขาคณิตบาร์เรล

รูปทรงของลำกล้องยังเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดคุณภาพและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การออกแบบถังควรได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอและการหลอมละลายของวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพ การออกแบบถังที่พบมากที่สุดคือถังเจาะเรียบที่มีองค์ประกอบความร้อนและความเย็นภายใน องค์ประกอบการทำความเย็นมีความสำคัญในการป้องกันความร้อนสูงเกินไปและการเสื่อมสภาพของวัสดุ ซึ่งอาจส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพต่ำ

การศึกษาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Naples Federico II ในอิตาลีพบว่าการใช้กระบอกร่องที่มีช่องเกลียวทำให้แรงดันตกลดลง 28% และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย 17%