Шнековый цилиндр — это сердцевина вашей литьевой машины. Он плавит пластик, смешивает его и заталкивает в форму — цикл за циклом, в течение многих лет. Когда это не подходит для вашего применения, вы видите это повсюду: непостоянный вес дроби, дефекты поверхности, черные точки и растущий процент брака. В этом руководстве описаны все моменты принятия решения, поэтому вы сможете принять правильное решение с первого раза.

Что на самом деле делает винтовой ствол

Винт и цилиндр работают как согласованная пара. Вот последовательность каждого цикла:

  1. Кормление— Пластиковые гранулы падают из бункера в зону подачи.
  2. плавление— Вращающийся винт генерирует сдвиговое тепло. В сочетании с нагревателями ствола пульки плавятся и сжимаются.
  3. Измерение— Перед инжекцией расплав становится однородным по температуре и давлению.
  4. Инъекция— Шнек движется вперед, как плунжер, выталкивая расплавленный пластик в форму.

Каждая переменная проекта — геометрия, пропорции зон, обработка поверхности — влияет на то, насколько хорошо выполняются эти четыре этапа. Несоответствие любого из них проявляется как производственная проблема.

Решение 1: Соотношение L/D

Соотношение L/D (длина витка винта, деленная на его диаметр) является наиболее важным числом в спецификации. Он контролирует время пребывания, качество смешивания и распределение тепла.В большинстве случаев литья под давлением общего назначения используется соотношение 20:1.

Правило:Термостабильные смолы служат дольше (более высокое L/D). Термочувствительные смолы имеют более короткий срок службы.
Смола Рекомендуемый уровень/уровень
ПП, ПЭ, ПС (стандарт) 18:1 – 20:1
АБС, ПК 20:1 – 24:1
ПВХ (термочувствительный) 16:1 – 20:1
ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ 20:1 – 22:1
Нейлон (Пенсильвания) 18:1 – 20:1
GF-армированные материалы 20:1 – 24:1

Решение 2: Степень сжатия

Степень сжатия (CR) измеряет, насколько сужается винтовой канал от зоны подачи к зоне дозирования. Более высокий CR сжимает расплав более агрессивно — хорошо для аморфных смол, которые постепенно размягчаются. Нижний CR мягче, а это то, что нужно для термочувствительных или волокнистых материалов.

 В материалах с наполнителем GF слишком высокий CR разрушает стекловолокна. Это ослабляет финальную частьиодновременно ускоряет износ винтов.
Смола Степень сжатия
АБС, ПК, ПММА (аморфный) 3,0 – 3,5:1
ПП, ПЭ, нейлон (полукристаллический) 2,5 – 3,0:1
ПВХ 2,0 – 2,5:1
ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ 2,3 – 2,6:1
Усиленный GF (≥15%) 2,0 – 2,5:1

Решение 3: Пропорции зон

Стандартный инъекционный шнек разделяется на три зоны. Пропорция каждой зоны имеет такое же значение, как и общий L/D.

  • Зона подачи (L1):Глубокие каналы, принимающие твердые пеллеты из бункера. Длиннее = больше пропускная способность.
  • Зона сжатия (L2):Глубина канала постепенно уменьшается. Основная часть таяния происходит именно здесь.
  • Зона измерения (L3):Мелкие, постоянные каналы. Обеспечивает равномерную температуру и давление расплава перед впрыском.
Смола Корм (L1) Сжатие (L2) Измерение (L3)
ПП/ПЭ 50% 25% 25%
АБС/ПК 40% 40% 20%
ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ 40% 40% 20%
Нейлон (Пенсильвания) 35–45% 35–40% 20–25%
ПВХ 35% 50% 15%

Решение 4: Материал винтового ствола

38CrMoALA — стандартный базовый уровень

Винты Nanhaiya для литья под давлением изготавливаются изЛегированная сталь 38CrMoALA, термообработанный и закаленный. Этот базовый материал хорошо справляется со стандартными термопластами, такими как PE, PP, PS и ABS, со сроком службы примерно10 000–20 000 часовв нормальных условиях эксплуатации.

Азотирование

Газовое азотирование при 500–560°С образует азотированный слой.Толщина 0,5–0,8 ммс твердостью950–1050 В (~ 62 HRC). Это повышает износостойкость на 30–40 % по сравнению с необработанной сталью. Стандарт для большинства применений литьевого формования с использованием ненаполненных или слабонаполненных материалов.

Mutant Injection Molding Screw – Nanhaiya

Шнек для литья под давлением Nanhaiya Mutant (резкий) — подходит для кристаллических смол, таких как ПП, ПЭ и нейлон.

Биметаллический — для абразивного применения

Биметаллические стволы имеют высоколегированную износостойкую накладку, металлургически соединенную с каналом ствола. Биметаллический процесс Nanhaiya достигаеттвердость внутреннего отверстия 62HRC.путем напыления твердого сплава вокруг наиболее изнашиваемых участков внутренней части ствола.

В абразивных условиях биметаллический ствол обычно служит долго.в 3–5 раз дольшечем стандартный азотированный ствол. Более высокая первоначальная стоимость реальна, но общая стоимость владения ниже.
Приложение Материал винта Обработка ствола
ПЭ, ПП, ПС (ненаполненные) 38CrMoALA азотированный Стандартный азотированный
АБС, ПК, нейлон (ненаполненный) 38CrMoALA азотированный Стандартный азотированный
ПА + ГФ ≤30% 38CrMoALA, закаленный + отпуск Азотированный или биметаллический
Содержание ГФ 15–50% Биметаллические / TC кромки скребков Биметаллический
ПВХ/коррозионные смолы Коррозионностойкий сплав Биметаллический (класс CR)
Карбоновый наполнитель Карбид вольфрама TC-напыленное отверстие

Решение 5: Диаметр винта и размер выстрела

Ваш реальный выстрел должен находиться между35% и 70%максимальной мощности выстрела винта. При содержании ниже 35% материал находится в бочке слишком долго и существует риск его деградации. При значении выше 70% винт не может восстановиться достаточно быстро в течение цикла.

Ниже приведены распространенные конфигурации, доступные от Nanhaiya:

Количество инъекции (г) Ø винта × Длина (мм) Ø ствола × Длина (мм)
30–90 Φ30×900 Φ85×860
60–125 Φ35×910 Φ85×860
100–150 Φ38×935 Φ95×900
125–300 Φ42×1030 Φ105×1110
250–400 Φ45×1210 Φ115×1165
300–500 Φ50×1300 Φ125×1260
500–700 Φ60×1380 Φ140×1350
700–1000 Φ70×1790 Φ160×1685
1000–1500 Φ160×3500 Φ270×3200
1300–2500 Φ170×3415 Φ317×3380
Gradual Injection Molding Screw – Nanhaiya

Шнек для постепенного литья под давлением Nanhaiya — лучше подходит для аморфных смол, таких как АБС, ПК и ПММА.

Предупреждающие признаки того, что ваш текущий винт не подходит для данной работы

  • Черные точки или следы ожогов— Материал разлагается из-за длительного пребывания или воздействия горячей точки. Проверьте температурные зоны ствола и зазор винта.
  • Непостоянный вес выстрела— Часто изношен обратный клапан или слишком большой зазор между винтом и цилиндром, что приводит к обратному потоку.
  • Следы на поверхности— Влага или газ в расплаве. Это может указывать на недостаточную предварительную сушку или на геометрию шнека, из-за которой воздух не вентилируется должным образом.
  • Медленное восстановление/длительное время цикла— Пластифицирующая способность недостаточна. Диаметр винта, вероятно, придется увеличить.
  • Высокий процент изменений цвета— Плохое перемешивание в зоне дозирования. Эту проблему часто решает добавленный к шнеку элемент Мэддока или барьерный смеситель.

Что сообщить производителю при запросе ценового предложения

  1. Марка и модель машины— или диаметр отверстия и размеры фланца для нестандартных машин
  2. Первичная смола(ы)— укажите тип и процентное содержание наполнителя, если применимо
  3. Диапазон размеров выстрела— минимум и максимум в граммах
  4. Целевое время цикла
  5. Текущие проблемы, которые вы пытаетесь решить- если есть

Получите техническую рекомендацию от Nanhaiya

Мы отвечаем в течение 12 часов. Наша команда инженеров может указать правильную геометрию винта, марку материала и размеры для вашей машины и смолы — прежде чем вы подпишете ценовое предложение.

Часто задаваемые вопросы

Какое соотношение L/D используется в большинстве машин для литья под давлением?
Соотношение длины и диаметра шнека 20:1 является стандартным выбором для термопластавтоматов общего назначения. Если вы перерабатываете конструкционные пластмассы, включая ПК и АБС, выбор соотношения 22:1–24:1 значительно улучшит эффект смешивания материалов и однородность расплава.
Когда мне понадобится биметаллический ствол вместо стандартного азотирования?
Если вы используете материалы с содержанием стекловолокна более 15%, минеральным наполнителем или коррозийными смолами, такими как ПВХ, биметаллический ствол в таких условиях прослужит дольше азотированного ствола в 3–5 раз. Для ненаполненных стандартных термопластов достаточно азотирования.
Что означает 38CrMoALA?
Это стандарт легированной стали, широко используемый для винтовых стволов. Состав (хром, молибден, алюминий) обеспечивает хорошую прочность сердечника и сильную реакцию на азотирование. После газового азотирования твердость поверхности достигает 950–1050 HV, примерно 62–65 HRC.
Могу ли я использовать один шнековый цилиндр для нескольких смол?
Азотированный винт общего назначения отлично работает с большинством стандартных термопластов — ПП, ПЭ, АБС, ПС. Но если вы регулярно переключаетесь между коррозийными и некоррозионными смолами или между ненаполненными и сильнонаполненными материалами, специальные винты для каждого семейства смол будут более рентабельными в долгосрочной перспективе.
Как долго должен прослужить винтовой ствол?
Азотированный шнек, работающий на ненаполненном полипропилене при непрерывном производстве, обычно служит 10 000–20 000 часов. Пропускание 30% нейлона GF через тот же винт значительно сокращает срок службы. Правильные характеристики имеют большее значение, чем название бренда.