Seleção ideal de parâmetros de parafuso: Adaptação de processamento de plástico para PC, PMMA, PA, PET, PVC

Ao mergulhar no intrincado mundo do processamento de plásticos, a seleção dos parâmetros do parafuso desempenha um papel fundamental na determinação do sucesso da operação. Vamos explorar as nuances da otimização dos parâmetros do parafuso para 5 matérias-primas distintas: PC (policarbonato), PMMA (vidro orgânico), PA (náilon), PET, PVC.

1. Policarbonato (PC)

Características:

Natureza não cristalina com temperatura de transição vítrea de 140°C a 150°C e temperatura de fusão variando de 215°C a 225°C.

Alta viscosidade, sensibilidade à temperatura e notável absorção de água.

Seleção de parâmetros de parafuso:

um. Devido à sua notável estabilidade térmica e alta viscosidade, a opção por uma relação L/D maior aumenta a plastificação. Esta recomendação é fundamentada por dados que indicam maior eficiência de plastificação com uma proporção de aspecto mais elevada.

b. O desafio no cálculo da taxa de fusão exige a adaptação da taxa de compressão ε. Aproveitando evidências empíricas relacionadas à usinabilidade do PC, sugere-se um valor de gradiente A mais alto, caindo na faixa de 2-3 para L2 maior.

c. A incorporação de uma estrutura de mistura no design do parafuso aborda tanto a alta viscosidade quanto a absorção de água. Os insights baseados em dados apoiam a afirmação de que esta adição reforça a desintegração do leito sólido e ajuda na transformação de água em gás, mitigando potenciais problemas de processamento.

d. Embora mantendo a consistência com outros parafusos comuns em termos de parâmetros como e, s, φ e folga do cano, a ênfase na tomada de decisões baseada em dados permanece fundamental.

2. Vidro Orgânico (PMMA)

Características:

Uma temperatura de transição vítrea de 105°C, temperatura de fusão superior a 160°C e uma ampla faixa de temperatura de moldagem.

Alta viscosidade, fluidez limitada e pronunciada absorção de água.

Seleção de parâmetros de parafuso:

um. Recomenda-se um parafuso gradiente com relação L/D de 20-22, considerando os requisitos de precisão do produto final. Esta preferência é fundamentada por dados empíricos que ilustram a correlação entre o desenho do parafuso e a precisão do produto.

b. A taxa de compressão ε, dentro da faixa de 2,3-2,6, é determinada pelas características do material. Esta abordagem baseada em dados garante condições ideais de processamento para PMMA.

c. Abordando a natureza hidrofílica do PMMA, a adição de uma estrutura de anel de mistura na extremidade frontal da rosca é apoiada por dados que indicam melhores resultados de processamento, particularmente em termos de absorção de água.

d. O alinhamento de outros parâmetros com designs de parafusos universais mantém um equilíbrio entre os padrões da indústria e os requisitos específicos do material, conforme comprovado por dados históricos de processamento.

3. Náilon (PA)

Características:

Plásticos cristalinos com diversos tipos e faixa estreita de ponto de fusão, exemplificado pelo PA66 com ponto de fusão entre 260°C e 265°C.

Baixa viscosidade, excelente fluidez, ponto de fusão distinto e absorção moderada de água.

Seleção de parâmetros de parafuso:

um. A escolha de parafusos do tipo mutação com relação L/D de 18-20 é sustentada por dados históricos que ilustram a correlação entre o tipo de parafuso e as características dos plásticos cristalinos.

b. Recomenda-se uma taxa de compressão entre 3 e 3,5, juntamente com um valor h3 específico, para evitar superaquecimento e decomposição, conforme evidenciado pelos dados de estabilidade térmica do PA.

c. O ajuste fino da folga entre o anel de retenção e o cilindro, bem como entre o parafuso e o cilindro, é informado por dados que sugerem que uma folga menor é preferível devido à baixa viscosidade do PA. A consideração de um bico autotravante é apoiada por dados que indicam maior eficiência de processamento em cenários específicos.

d. A adesão aos princípios universais de design de parafusos para outros parâmetros garante uma abordagem equilibrada, integrando padrões da indústria com requisitos específicos de materiais com base em extensos dados históricos de processamento.

4. PET (Tereftalato de Polietileno)

Características:

Apresentando um ponto de fusão que varia de 250°C a 260°C, o PET moldado por sopro exibe uma faixa de temperatura de moldagem mais ampla, de aproximadamente 255°C a 290°C.

O PET moldado por sopro apresenta alta viscosidade, com a temperatura exercendo um impacto significativo na viscosidade, resultando em estabilidade térmica abaixo do ideal.

Seleção de parâmetros de parafuso:

um. Para L/D, a relação ideal é geralmente considerada como 20, apresentando uma distribuição de três segmentos com L1 em ​​50%-55% e L2 em 20%.

b. O emprego de parafusos caracterizados por baixo cisalhamento e baixa taxa de compressão, normalmente em torno de 1,8-2, ajuda a mitigar problemas como descoloração ou opacidade causada por superaquecimento por cisalhamento. Para resolver ainda mais essas preocupações, defina h3 em 0,09D.

c. A ausência de um anel de mistura na extremidade frontal da rosca tem um duplo propósito: evitar o superaquecimento e minimizar as preocupações com armazenamento de material.

5. PVC (cloreto de polivinila)

Características:

Na falta de um ponto de fusão distinto, o PVC amolece a 60°C, entra em um estado viscoelástico de 100°C a 150°C e derrete completamente a 140°C. Simultaneamente, sofre decomposição, liberando gás HCl. A decomposição rápida ocorre a 170°C, com o ponto de amolecimento estreitamente alinhado com o ponto de decomposição.

O PVC apresenta baixa estabilidade térmica, onde a temperatura elevada e a exposição prolongada levam à decomposição e dificultam a fluidez.

Seleção de parâmetros de parafuso:

um. Medidas rigorosas de controle de temperatura são imperativas, necessitando de um design de parafuso baixo para evitar superaquecimento.

b. Materiais resistentes à corrosão para o parafuso e o cilindro são essenciais devido à natureza corrosiva do PVC.

c. No processo de moldagem por injeção, manter um controle rigoroso é fundamental para atender às características peculiares do material.

d. Os parâmetros ideais do parafuso incluem L/D na faixa de 16-20, h3 em 0,07D, ε variando de 1,6-2 e uma distribuição segmentada de L1 em ​​40% e L2 em 40%.

e. Para evitar o acúmulo de material, recomenda-se omitir um anel de retenção e incorporar um cone de cabeça de 20°-30°, particularmente adequado para adesivos macios. Alternativamente, para maiores requisitos de produto, um parafuso separado sem seção de medição mostra-se vantajoso, especialmente para PVC rígido. Nesses casos, a integração de furos para água de resfriamento ou óleo no parafuso da seção de alimentação, juntamente com ranhuras para água fria ou óleo no cilindro da máquina, garante um controle preciso da temperatura dentro de ±2°C. Essa abordagem diferenciada otimiza a eficiência do processamento de PVC em diversas aplicações.