01 Principi meccanici
Il meccanismo di base dell'estrusione è semplice: una vite gira nel cilindro e spinge la plastica in avanti.La vite è in realtà una smussatura o una rampa avvolta attorno allo strato centrale.Lo scopo è aumentare la pressione per vincere una maggiore resistenza.Nel caso di un estrusore ci sono 3 tipi di resistenza da superare: l'attrito delle particelle solide (alimentazione) sulla parete del cilindro e l'attrito reciproco tra di loro quando la vite gira qualche giro (zona di alimentazione);adesione del fuso alla parete del cilindro;La resistenza della fusione alla sua logistica interna quando viene spinta in avanti.
La maggior parte delle viti singole hanno filettatura destrorsa, come quelle utilizzate nella lavorazione del legno e nelle macchine.Se visti da dietro, girano nella direzione opposta perché fanno del loro meglio per far girare indietro la canna.In alcuni estrusori bivite, due viti ruotano in modo opposto in due cilindri e si incrociano, quindi una deve essere rivolta a destra e l'altra deve essere rivolta a sinistra.Nelle altre viti gemellari a morso, le due viti ruotano nella stessa direzione e devono quindi avere lo stesso orientamento.Tuttavia, in entrambi i casi, esistono cuscinetti reggispinta che assorbono le forze all'indietro e il principio di Newton è ancora valido.
02 Principio termico
Le plastiche estrudibili sono termoplastiche: si sciolgono quando riscaldate e si solidificano nuovamente una volta raffreddate.Da dove viene il calore derivante dalla fusione della plastica?Il preriscaldamento dell'alimentazione e i riscaldatori cilindro/stampo possono funzionare e sono importanti all'avvio, ma l'energia in ingresso al motore (il calore per attrito generato nel cilindro quando il motore gira la vite contro la resistenza di una massa fusa viscosa) è la fonte di calore più importante per tutte le plastiche, ad eccezione di piccoli sistemi, viti a bassa velocità, plastiche ad alta temperatura di fusione e applicazioni di rivestimento per estrusione.
Per tutte le altre operazioni, è importante riconoscere che il riscaldatore a cartuccia non è la fonte di calore primaria durante il funzionamento e quindi ha meno effetti sull’estrusione di quanto potremmo aspettarci.La temperatura del cilindro posteriore può comunque essere importante perché influenza la velocità con cui i solidi vengono trasportati nella rete o nell'alimentazione.Le temperature della matrice e dello stampo dovrebbero solitamente corrispondere alla temperatura di fusione desiderata o avvicinarsi ad essa, a meno che non vengano utilizzate per uno scopo specifico come verniciatura, distribuzione di fluidi o controllo della pressione.
03 Principio di decelerazione
Nella maggior parte degli estrusori, la variazione della velocità della vite si ottiene regolando la velocità del motore.Il motore solitamente gira alla massima velocità di circa 1750 giri/min, ma è troppo veloce per una vite dell'estrusore.Se viene ruotata a una velocità così elevata, viene generato troppo calore da attrito e il tempo di permanenza della plastica è troppo breve per preparare una fusione uniforme e ben agitata.I rapporti di decelerazione tipici sono compresi tra 10:1 e 20:1.Il primo stadio può essere a ingranaggi o a puleggia, ma il secondo stadio è a ingranaggi e la vite è posizionata al centro dell'ultimo ingranaggio grande.
In alcune macchine a movimento lento (come le bivite per UPVC), possono essere presenti 3 stadi di decelerazione e la velocità massima può essere pari a 30 giri al minuto o meno (rapporto fino a 60:1).All'estremo opposto, alcune viti bivite molto lunghe per l'agitazione possono funzionare a 600 giri al minuto o più velocemente, quindi è necessaria una velocità di decelerazione molto bassa così come un notevole raffreddamento profondo.
A volte la velocità di decelerazione non è adatta al compito (troppa energia viene lasciata inutilizzata) ed è possibile aggiungere un set di pulegge tra il motore e il primo stadio di decelerazione che modifica la velocità massima.Ciò aumenta la velocità della vite oltre il limite precedente o riduce la velocità massima, consentendo al sistema di funzionare a una percentuale maggiore della velocità massima.Ciò aumenta l'energia disponibile, riduce l'amperaggio ed evita problemi al motore.In entrambi i casi la resa può aumentare a seconda del materiale e delle sue esigenze di raffreddamento.
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Orario di pubblicazione: 17 gennaio 2023