01 Principios mecánicos
El mecanismo básico de extrusión es simple: un tornillo gira en el cilindro y empuja el plástico hacia adelante.El tornillo es en realidad un bisel o rampa que se enrolla alrededor de la capa central.El objetivo es aumentar la presión para superar una mayor resistencia.En el caso de una extrusora, hay 3 tipos de resistencias a superar: la fricción de las partículas sólidas (alimentación) sobre la pared del cilindro y la fricción mutua entre ellas cuando el tornillo gira algunas vueltas (zona de alimentación);adherencia de la masa fundida a la pared del cilindro;La resistencia de la masa fundida a su logística interna cuando es empujada hacia adelante.
La mayoría de los tornillos individuales tienen rosca derecha, como los que se utilizan en carpintería y máquinas.Si se ven desde atrás, giran en la dirección opuesta porque hacen todo lo posible para hacer girar el cañón hacia atrás.En algunas extrusoras de doble tornillo, dos tornillos giran opuestos en dos cilindros y se cruzan, por lo que uno debe estar orientado hacia la derecha y el otro hacia la izquierda.En otros tornillos gemelos de mordida, los dos tornillos giran en la misma dirección y, por tanto, deben tener la misma orientación.Sin embargo, en cualquier caso, existen cojinetes de empuje que absorben fuerzas hacia atrás y el principio de Newton aún se aplica.
02 Principio térmico
Los plásticos extruibles son termoplásticos: se funden cuando se calientan y se solidifican nuevamente cuando se enfrían.¿De dónde viene el calor que se genera al derretir el plástico?El precalentamiento de la alimentación y los calentadores del cilindro/matriz pueden funcionar y son importantes en el arranque, pero la energía de entrada del motor (el calor por fricción generado en el cilindro cuando el motor hace girar el tornillo contra la resistencia de una masa fundida viscosa) es la fuente de calor más importante. para todos los plásticos, excepto sistemas pequeños, tornillos de baja velocidad, plásticos con alta temperatura de fusión y aplicaciones de recubrimiento por extrusión.
Para todas las demás operaciones, es importante reconocer que el calentador de cartucho no es la principal fuente de calor en funcionamiento y, por lo tanto, tiene menos efecto en la extrusión de lo que podríamos esperar.La temperatura del cilindro trasero aún puede ser importante porque afecta la velocidad a la que se transportan los sólidos en el engrane o la alimentación.Las temperaturas del troquel y del molde normalmente deben ser la temperatura de fusión deseada o cerca de ella, a menos que se utilicen para un propósito específico como barnizado, distribución de fluidos o control de presión.
03 Principio de desaceleración
En la mayoría de las extrusoras, el cambio en la velocidad del tornillo se logra ajustando la velocidad del motor.El motor normalmente gira a máxima velocidad de aproximadamente 1750 rpm, pero eso es demasiado rápido para un tornillo extrusor.Si se gira a una velocidad tan rápida, se genera demasiado calor por fricción y el tiempo de residencia del plástico es demasiado corto para preparar una masa fundida uniforme y bien agitada.Las relaciones de desaceleración típicas están entre 10:1 y 20:1.La primera etapa puede tener engranajes o polea, pero la segunda etapa tiene engranajes y el tornillo se coloca en el centro del último engranaje grande.
En algunas máquinas de movimiento lento (como las de doble husillo para UPVC), puede haber 3 etapas de desaceleración y la velocidad máxima puede ser tan baja como 30 rpm o menos (relación de hasta 60:1).En el otro extremo, algunos tornillos gemelos muy largos para agitar pueden funcionar a 600 rpm o más rápido, por lo que se requiere una tasa de desaceleración muy baja, así como mucho enfriamiento profundo.
A veces, la tasa de desaceleración no se adapta a la tarea (se deja demasiada energía sin usar) y es posible agregar un juego de poleas entre el motor y la primera etapa de desaceleración que cambia la velocidad máxima.Esto aumenta la velocidad del tornillo más allá del límite anterior o reduce la velocidad máxima, lo que permite que el sistema funcione a un mayor porcentaje de la velocidad máxima.Esto aumenta la energía disponible, reduce el amperaje y evita problemas en el motor.En ambos casos, el rendimiento puede aumentar dependiendo del material y sus necesidades de refrigeración.
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Hora de publicación: 17 de enero de 2023