Układy uplastyczniające wtryskarek. Część 3

Optymalizacja geometrii ślimaka - Krok I - Redukcja długości strefy dozowania

Pierwszym krokiem optymalizacji powinna być redukcja długości strefy dozowania. Ślimak w strefie dozowania charakteryzuje się stosunkowo płytkimi zwojami. Przy znacznej długości tej strefy może ona powodować wstrzymywanie przepływu materiału i wywoływać efekt płynięcia wstecznego. W badanym ślimaku strefa dozowania wynosiła 5,5 D. Dla dalszych obliczeń jej długość zostanie zmniejszona do 3,5D. Jednocześnie dla zachowania stałej długości całkowitej ślimaka 22D wydłużona zostanie strefa sprężania. 

Przebieg ciśnienia wzdłuż ślimaka po zmianie długości strefy dozowania  
Przebieg ciśnienia wzdłuż ślimaka po zmianie długości strefy dozowania

 

Nr

Strefa ślimaka

długość

głębokość zwoju

kąt natarcia zwoju

ilość zwojów

1

strefa zasilania

11,0D

5,00

50.00

1

2

strefa sprężania

7,5D

5,00-2,50

50.00

1

3

strefa dozowania

3,5D

2,50

50.00

1

4

końcówka ślimaka

1,96D

 

 

 

Opis konstrukcji ślimaka po skróceniu strefy dozowania i wydłużeniu strefy sprężania

Zmiana długości strefy dozowania wywołała bardzo nieznaczną zmianę ciśnienia maksymalnego. Jednak ciśnienie szczytowe przesunęło się bardzie ku końcówce ślimaka i spadek ciśnienia stał się bardziej gwałtownym. Moment zakończenia topienia materiału przesunął się do 8,9D a średnia wydajność uplastyczniania wyniosła 13,02 g/s. 

Optymalizacja geometrii ślimaka - Krok II - Zwiększenie głębokości zwojów ślimaka w strefie dozowania

Ponieważ skrócenie strefy dozowania nie przyniosło spodziewanych efektów w kolejnym kroku zmieniono głębokość zwojów ślimaka w tej strefie. Przed przeprowadzeniem obliczeń wróciliśmy do pierwotnych długości ślimaka wynoszących strefa zasilania 11D /strefa sprężania 5,5D / strefa dozowania 5,5 D. Pamiętając o zachowaniu współczynnika skoku możemy dokonać zwiększenia głębokości zwoju o ca 25-30%. W przypadku naszego ślimaka głębokość zwoju wyniosła 3,2 mm.

Przebieg ciśnienia wzdłuż ślimaka po zmianie głębokości zwoju o ok. 28%  
Przebieg ciśnienia wzdłuż ślimaka po zmianie głębokości zwoju o ok. 28%

Uzyskany przebieg ciśnienia pokazuje znaczącą redukcję ciśnienia szczytowego, które z 158 bar zostało zredukowane na 129 bar. Zwiększenie głębokości zwoju o 28% wywołało więc znacząco większy efekt niż skrócenie długości strefy dozowania o 36%. 

Dla ślimaka o zmienionej głębokości zwojów uzyskano wzrost wydajności uplastyczniania do 15,23 g/s przy przesunięciu punktu zakończenia topienia materiału do 10,4D. 

 

Nr

Strefa ślimaka

długość

głębokość zwoju

kąt natarcia zwoju

ilość zwojów

1

strefa zasilania

11,0D

6,40

50.00

1

2

strefa sprężania

5,5D

6,40-3,20

50.00

1

3

strefa dozowania

5,5D

3,20

50.00

1

4

końcówka ślimaka

1,96D

 

 

 

Opis konstrukcji ślimaka po zwiększeniu głębokości zwoju

Zmiana długości strefy dozowania czy zmiana głębokości zwoju ślimaka mogą być zmieniane podobnie jak i inne parametry konstrukcji: długość innych stref, współczynnik kompresji, czy inne parametry. 

Jeśli badania będą prowadzone dla różnych materiałów, można uzyskać konstrukcję sprowadzoną do wspólnego mianownika, o uniwersalnym zastosowaniu. Takie uniwersalne konstrukcje pod nazwą UNIMELT są oferowane przez WITTMANN BATTENFELD w standardowym wyposażeniu wtryskarek. Ślimaki te charakteryzują się szerokim zakresem zastosowań dla przetwórstwa tworzyw termoplastycznych. W połączeniu z różnymi pakietami ochrony na ścieranie i korozję ślimaki te spełnią większość wymagań procesu. 

W przypadkach specjalnych WITTMANN BATTENFELD może pomóc w rozwiązaniu problemów poprzez stworzenie optymalnej konstrukcji dostosowanej do indywidualnych wymagań. 

Przygotowując niniejszą publikację chcieliśmy przedstawić Państwu złożoność procesu opracowania konstrukcji i optymalizacji konstrukcji ślimaków. Mamy nadzieję, że przedstawione fakty pozwolą Państwu na lepsze zrozumienie procesu prowadzonego na Waszych maszynach.

Pierwsza część artykułu znajduje się pod tym linkiem, zaś druga część - tutaj



Wszystko z jednej ręki: wtryskarki i urządzenia
 

Aktualizacja

Wszystko z jednej ręki: wtryskarki i urządzenia peryferyjne do przetwórstwa tworzyw sztucznych

Polska, 05-825 Grodzisk Mazowiecki, Radziejowicka 108, Adamowizna

Leszek Nakonieczny
Leszek Nakonieczny
*.106.19.18

Wysłany: 2020-09-13 21:44:58

Skoro w układzie odbywa się uplastycznianie to mówmy o układach uplastycznaijących. Plastyfikacja (zmiękczanie) tworzyw sztucznych polega na domieszkowaniu polimerów będących głównym składnikiem tych tworzyw różnego rodzaju substancjami, które nadają im elastyczność.

Jacek_l
Jacek_l

Wysłany: 2020-09-14 16:06:39

Poprawione. Dziękujemy za zwrócenie uwagi.