هنگام تعیین سرعت بهینه پیچ برای بشکه دو پیچ مخروطی چه عواملی باید در نظر گرفته شود؟

ماده ای که پردازش می شود عامل مهمی در تعیین سرعت پیچ است. هر ماده، خواه پلیمر، لاستیک یا کامپوزیت باشد، دارای خواص منحصر به فردی مانند ویسکوزیته، حساسیت حرارتی و رفتار جریان است. برای مثال، مواد بسیار چسبناک به سرعت پیچ کمتری نیاز دارند تا از برش بیش از حد جلوگیری شود، که می‌تواند منجر به تخریب مواد یا افزایش دمای مذاب شود. از سوی دیگر، مواد با ویسکوزیته پایین ممکن است سرعت‌های بالاتری را تحمل کنند، که امکان خروجی سریع‌تر را بدون کاهش کیفیت فراهم می‌کند. علاوه بر این، مواد با خواص حساس به حرارت، مانند PVC، نیاز به مدیریت دقیق سرعت برای جلوگیری از تخریب حرارتی دارند، که می تواند منجر به تغییر رنگ، از دست دادن خواص مکانیکی، یا انتشار گازهای مضر شود.

توان عملیاتی یا مقدار ماده پردازش شده در واحد زمان، مستقیماً بر انتخاب سرعت پیچ تأثیر می گذارد. تقاضای توان بالاتر عموماً نیاز به افزایش سرعت پیچ دارد. با این حال، این باید در برابر ویژگی های پردازش مواد متعادل شود. سرعت بیش از حد ممکن است باعث اختلاط ضعیف، ذوب ناقص یا حتی خرابی مکانیکی شود. برعکس، اگر سرعت پیچ خیلی کم باشد، ممکن است توان عملیاتی به اهداف تولید نرسد و منجر به ناکارآمدی شود. سرعت قطعی باید نقطه‌ای باشد که در آن توان عملیاتی مورد نیاز بدون به خطر انداختن یکپارچگی مواد یا کیفیت محصول به دست می‌آید.

طراحی خود پیچ، از جمله گام، عمق پرواز، و هندسه کلی آن، نقش مهمی در تعیین سرعت قطعی پیچ دارد. پیچ های دوقلوی مخروطی برای فشرده سازی مواد در حین حرکت در امتداد بشکه طراحی شده اند که به افزایش اختلاط و ذوب کمک می کند. گام و عمق پروازهای پیچ تعیین می کند که مواد با چه سرعتی در لوله حرکت می کنند و چقدر برش را تجربه می کنند. پیچ با گام کم و پروازهای عمیق معمولاً به تنظیم سرعت متفاوتی در مقایسه با پیچ با شیب تند و پروازهای کم عمق نیاز دارد. برای دستیابی به نتایج، طرح باید با خواص مواد و خروجی مورد نظر هماهنگ باشد.

مواد پردازش شده در یک بشکه دو پیچ مخروطی می توانند به نیروهای برشی و گرما حساس باشند. سرعت بالای پیچ هم سرعت برشی و هم تولید گرمای اصطکاکی را افزایش می دهد که می تواند باعث تخریب حرارتی در مواد حساس به حرارت شود. این می تواند به مسائلی مانند تغییر رنگ، تغییر وزن مولکولی یا آزاد شدن اجزای فرار منجر شود. برای موادی مانند برخی از ترموپلاستیک‌ها یا محصولات غذایی، حفظ سرعت پایین پیچ می‌تواند به به حداقل رساندن این خطرات کمک کند و اطمینان حاصل شود که خواص مواد در طول فرآیند حفظ می‌شود. سرعت قطعی باید به اندازه کافی کم باشد تا از تخریب جلوگیری کند و در عین حال اختلاط و توان عملیاتی کافی را به دست آورد.

اثربخشی سیستم های خنک کننده و گرمایش بشکه هنگام تعیین سرعت پیچ قطعی بسیار مهم است. این سیستم ها دمای مواد را هنگام پردازش کنترل می کنند و از گرم شدن بیش از حد یا گرمای ناکافی جلوگیری می کنند. اگر سرعت پیچ خیلی زیاد باشد، گرمای تولید شده ممکن است از ظرفیت سیستم خنک‌کننده فراتر رود، دمای مذاب بیش از حد و تخریب احتمالی مواد را به همراه داشته باشد. برعکس، اگر سرعت خیلی کم باشد، سیستم گرمایش ممکن است نتواند دمای مورد نیاز برای پردازش را حفظ کند و در نتیجه ذوب ناقص یا اختلاط ضعیف ایجاد شود. سرعت پیچ باید با قابلیت های این سیستم ها متعادل شود تا دمای پردازش مطلوب در طول فرآیند اکستروژن حفظ شود.

سرعت پیچ به طور مستقیم بر فشار داخل بشکه تأثیر می گذارد. سرعت‌های بالاتر معمولاً فشار را افزایش می‌دهند، که برای راندن مواد در قالب و شکل دادن به محصول نهایی ضروری است. با این حال، فشار بیش از حد می تواند به چندین مشکل مانند سایش قالب، جریان ناهموار یا ناپایداری مواد منجر شود. از طرف دیگر، فشار ناکافی می تواند باعث پر شدن ناقص قالب شود و باعث ایجاد نقص در محصول نهایی شود. سرعت قطعی پیچ باید فشار کافی برای اطمینان از پر کردن قالب و تشکیل محصول مناسب ایجاد کند و در عین حال از فشار بیش از حد بر تجهیزات یا مواد جلوگیری شود.

پیچ مخروطی دو لوله