注塑機螺桿一般分為三個部分:輸送段、壓縮段、計量段,加工不同材料應選取相應結構的料桿,才能獲得良好的工件加工質量,本文通過對注塑機螺桿結構以及加工工藝的分析,來解決注塑機剪切熱的問題。
一、工藝參數(shù)對塑料加工產生的影響
1. 加熱圈溫度設定
加熱圈產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。
2. 溶膠速度
螺桿的轉速直接影響塑料在螺旋槽內的切變,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,提高剪切熱,增加塑化能力。
大型螺桿則不宜快速旋轉,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速范圍,一般轉速100-150rpm太低則無法融化塑膠,太高則將物料燒焦。
3. 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,增加料管內原料密度及均勻程度;
背壓的增加可提高塑料在料筒內的剪切熱,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。
二、螺桿各段的作用
1. 螺桿計量段作用
螺桿計量段一般占螺桿總長的20%-25%,主要負責塑料的混煉均勻,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品時,產品重量為注射量的70%-80%,如注射量過大會造成熔體長時間停留在計量段,導致物料熱分解,最終產品出現(xiàn)氣孔,甚至影響產品的力學性能。
2. 螺桿壓縮段作用
螺桿壓縮段負責塑料壓縮、加壓與排氣,物料經過這一段后已經幾乎全部溶解,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個螺槽深度與計量段個螺槽深度的比值,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,因此壓縮段結構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(計量段螺槽深度)選擇0.09-0.1D(螺桿直徑)
3. 螺桿輸送段作用
注塑機螺桿輸送段負責塑料的輸送,推擠與預熱,物料經過輸送段應達到熔點溫度,一般螺桿輸送段占螺桿總長的50%左右。
輸送段螺槽深度越深,則輸送量越大,但實際設計需要考慮螺桿的強度。
負面效果:降低生產效率。
減小壓縮比或加長壓縮段長度。
負面效果:更換螺桿,增加成本。
增加h2(計量段螺槽深度)。
負面效果: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定。
負面效果:可能造成物料流延。
注塑機計量段處加裝冷卻風機。
負面效果:影響設備外觀,增加電力成本