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El tornillo del cilindro de la extrusora es una parte común de las impresoras 3D. Sin embargo, su diseño no es sencillo. Varios factores afectan la vida útil del tornillo, incluida la película de lubricación y el tornillo bimetálico.
Extrusoras
El tornillo cilíndrico de la extrusora es una parte fundamental del proceso de producción de plásticos. El motor controla el movimiento axial del tornillo para transportar el polímero al canal. El efecto de la resistencia al calor en el cilindro hace que el polímero se funda y sea empujado hacia el interior del molde. La tecnología moderna de materiales ha hecho que el uso de materiales de formas difíciles sea más común. Estos materiales tienen propiedades térmicas y mecánicas excepcionales. Los desarrollos en el diseño del cilindro y el tornillo se han complementado entre sí y se han desarrollado varios diseños nuevos para facilitar el procesamiento de este material.
Al diseñar una extrusora, es importante seleccionar los elementos de tornillo y las secciones de cilindro correctos. La elección de estos componentes puede afectar el rendimiento funcional de la extrusora, incluido el grado de mezclado, fusión y dosificación del producto terminado. Puede ser necesario elegir varios sistemas diferentes, que probablemente se regirán por la economía, la disponibilidad y la flexibilidad. Sin embargo, hay varias otras consideraciones a tener en cuenta al seleccionar un sistema de tornillo y barril.
Tornillo bimetálico
El uso de material reciclado en la extrusión se ha convertido en una práctica común. Sin embargo, el material reciclado a menudo tiene propiedades desagradables en comparación con la función suave y lubricada de un tornillo cilíndrico de extrusora bimetálica. Para garantizar un entorno más sostenible, los usuarios finales suelen optar por utilizar materiales reciclados. Estos materiales suelen contener partículas e impurezas y es posible que no estén tan limpios como el material virgen. Además, a menudo están hechos de plásticos reciclados. Estos factores se combinan para causar un desgaste adicional en el cilindro del tornillo.
Secciones de cilindro acanalado
Una sección de cilindro acanalado tiene una profundidad continua de 2,8 mm en la abertura de alimentación y el ángulo de inclinación disminuye hasta cero a lo largo de la longitud residual de 220 mm. La información geométrica sobre las ranuras se proporciona en la Tabla 2.
Una sección de alimentación ranurada es un componente importante del tornillo extrusor. Reduce la temperatura de fusión y mejora el transporte de sólidos. La sección del cilindro ranurado aumenta la acción de bombeo de la extrusora y reduce la energía requerida para presurizar el tornillo de la extrusora. También es una gran manera de reducir la cantidad de energía puesta en el polímero. Es importante tener en cuenta que una sección de cilindro ranurado no es necesariamente una característica imprescindible para una extrusora.
Esfuerzo cortante
El esfuerzo cortante en el tornillo del cilindro de una extrusora es la fuerza ejercida sobre el sólido por el cilindro giratorio de la extrusora. El material es acelerado hacia el interior del canal 126 que se estrecha progresivamente debido al flujo de arrastre. El movimiento relativo del tornillo y la superficie del cilindro da como resultado aumentos de presión axial y desviaciones. En consecuencia, aumentan las presiones en la ranura. Los aumentos de presión axial son proporcionales a los cambios en la velocidad del material.
El esfuerzo cortante en el tornillo cilíndrico de la extrusora se mide en la parte inferior de la extrusora y es un parámetro importante al calcular la potencia necesaria para accionar el tornillo. Además, es crucial comprender la velocidad del canal descendente del lecho sólido para que pueda ajustar el tornillo y el cilindro para garantizar un rendimiento constante. Sin embargo, debido a la naturaleza pseudoplástica del polímero y su fuerte dependencia de la temperatura, el cálculo es complicado.
Flujo creciente
El aumento de flujo en el tornillo del cilindro de la extrusora es un problema común. Este fenómeno es causado por una variedad de factores, incluidas las variaciones en la entrada de alimentación, el taponamiento de la sección de fusión o una sección de dosificación llena de manera inadecuada. Las causas de la sobretensión varían según el tipo de polímero y el proceso. El aumento de flujo en el tornillo del cilindro de la extrusora puede ser difícil de diagnosticar, pero es esencial comprender correctamente sus causas y cómo controlarlo.
Un cilindro extrusor de alta resistencia es capaz de soportar la presión requerida para extruir polímero. El uso de una materia prima calentada reduce la variación de temperatura entre el lecho de sólidos y el baño de fusión, lo que ayuda a mejorar la consistencia y la homogeneidad de la temperatura de fusión. El uso de una velocidad de tornillo reducida prolongará el tiempo requerido para la conducción de calor hacia el lecho de sólidos. Las extrusoras de alta velocidad son más susceptibles a este fenómeno, ya que una velocidad más alta aumenta el riesgo de que una fuente de vórtices fluya a través del tornillo.
