Un cliente invia un disegno contrassegnato30:1, compressione 3:1, e ci chiede di copiarlo. Nove volte su dieci facciamo esattamente questo. La decima volta chiediamo cosa danno alla macchina e la risposta spiega il problema con cui convivono da due anni.
Il rapporto L/D e il rapporto di compressione sono i due numeri che tutti citano e quasi nessuno interroga. Sono veramente utili. Sono anche incompleti e costano la produzione ogni giorno. Invece di definirle e fermarci, ecco tre situazioni che si presentano ripetutamente sulle nostre panchine e ciò che ognuna rivela su ciò che i numeri fanno e non controllano.
Caso 1 — La vite che era "corretta" e continuava a salire
Potenza in calo, pressione in aumento, specifiche invariate
Le specifiche della vite andavano bene. Andava bene quando era stato progettato. Ciò che era cambiato era a monte: l'impianto aveva iniziato a reintegrare i propri rifili nell'alimentazione. Sulla carta non c'era niente che non andasse nella vite: il disegno diceva ancora 30:1 e 3:1, esattamente come prima.
Ma il rapporto di compressione non è una valutazione astratta della qualità. È una dichiarazione suquanta aria deve uscire dall'alimentazione. I pellet vergini densi trasportano relativamente poco; le scaglie di pellicola irregolari ne trasportano una quantità maggiore e non si imballano allo stesso modo nel canale di alimentazione. Alla vite veniva chiesto di svolgere un lavoro per il quale non era mai stata dimensionata.
Ciò che L/D ti compra effettivamente
Prendiamo prima la definizione, brevemente, perché i casi dipendono da essa. L/D è quello della vitelunghezza effettiva delle facchini divisa per il suo diametro esterno— una vite da 90 mm con 2.700 mm di lunghezza delle eliche è 30:1. Essendo un rapporto, si trasferisce tra le dimensioni della macchina: 30:1 a 60 mm e 30:1 a 150 mm danno proporzionalmente la stessa lunghezza di lavoro.
I rapporti L/D comuni per l'estrusione a vite variano tipicamente da 20:1 a 30:1, Ela spinta verso la produttività e la miscelazione ha spinto i progetti moderni comunemente a 30:1 o più. Ciò che si guadagna in lunghezza è il tempo di permanenza: più giri di vite in cui convogliare, sciogliere, mescolare e aumentare la pressione.
Una stranezza di conteggio che vale la pena conoscere prima di confrontare le citazioni
Le viti a passo quadrato rendono L/D facile da leggere contando i giri, ma esiste una convenzione che le persone applicano in modo incoerente.La parte sotto l'apertura di alimentazione non dovrebbe essere inclusa in L/D, anche se molte persone la contano, perché fa sembrare la vite più lunga. Se due fornitori quotano L/D differenti per quella che dovrebbe essere la stessa parte, questa è la prima cosa da verificare.
Longer non è un aggiornamento gratuito.Maggiore è la lunghezza, maggiore è il tempo di residenzaEpiù storia di taglio. Sul PVC rigido, il tempo trascorso alla temperatura è proprio ciò che produce il degrado. Inoltre, una vite più lunga costa di più e richiede una coppia maggiore. La lunghezza aiuta quando la lunghezza è il vincolo, non altrimenti.
Caso 2 — Quando è iniziata la linea di riciclaggio
Problemi di alimentazione comparsi dal nulla
Questo è il gemello del Caso 1 ed è abbastanza comune da meritare un nome. Una coclea progettata attorno a pellet densi e scorrevoli, successivamente alimentati con una quota sostanziale di scaglie di pellicola o rimacinati, presenta due problemi contemporaneamente: il canale di alimentazione non si riempie in modo coerente e c'è molta più aria intrappolata da espellere di quella che il profilo di compressione è stato costruito per gestire.
I sintomi (impennata, produzione irregolare, tempi di spurgo più lunghi) sembrano guasti della macchina, motivo per cui la diagnosi spesso finisce prima in un costoso vicolo cieco. Niente è rotto. La vite sta semplicemente svolgendo un lavoro diverso da quello per cui è stata disegnata.
| Modulo di alimentazione | Densità apparente | Cosa richiede alla vite |
|---|---|---|
| Pellets densi e scorrevoli | Alto | Meno compressione; l'alimentazione è raramente un vincolo |
| Miscela polvere/secca | Basso | Maggiore compressione; l'ampia area di alimentazione è importante |
| Scaglie di pellicola o macinati | Molto basso, irregolare | Una maggiore compressione e l'alimentazione stessa diventano il limite |
| Composto molto riempito | Varia | Impostato in base al comportamento di fusione e alla tolleranza al calore |
| Miscela secca di PVC rigido | Basso | Necessita di compressione, ma si degrada se arriva troppo velocemente |
Quest'ultima riga è il motivo per cui finisce il PVC rigidoCanne coniche biviteanziché risolversi con un numero di compressione: il taper si comprime progressivamente su tutta la lunghezza invece che in un unico passaggio. Li progettiamo ancora in modo diverso a seconda che il composto sia coperto a basso, medio o alto contenuto di CaCO₃cilindri a vite per estrusione di PVC.
Cosa misura il rapporto di compressione
Formalmente,il rapporto di compressione è il rapporto tra il volume della prima elica e il volume dell'ultima, solitamente compreso tra due e quattro, e su una vite a passo costante è spesso preso come il rapporto tra la profondità del primo e dell'ultimo canale.
In termini di officina: quando il materiale si scioglie, perde aria tra i granuli e occupa meno spazio, quindi il canale deve essere poco profondo per mantenere la massa fusa compattata e spingere l'aria verso la tramoggia. Una compressione insufficiente lascia aria non sciolta e intrappolata. Una quantità eccessiva converte la corrente del motore in calore di taglio che quindi è necessario rimuovere.
Risolvendolo da una vite che hai di fronte a te
- Profondità del canale di alimentazione = (diametro esterno − diametro della radice nella zona di alimentazione) ÷ 2
- Profondità del canale di dosaggio = (diametro esterno − diametro della radice nella zona di dosaggio) ÷ 2
- Rapporto di compressione ≈ profondità di alimentazione ÷ profondità di dosaggio
Questa cifra di profondità si avvicina al vero rapporto volumetrico. Laddove il tono varia lungo la vite, i due divergono, il che è il primo indizio che il numero del titolo sta facendo meno lavoro di quanto si supponga.
Caso 3 — Stesso rapporto, vite diversa
Due viti 3:1 che non si sono comportate allo stesso modo
Il rapporto di compressione te lo diceQuantoil canale è poco profondo. Non dice nulla a riguardoquanto velocemente. Raggiunge gradualmente il rapporto 3:1 durante una lunga transizione e il materiale viene compresso delicatamente. Raggiungi lo stesso rapporto 3:1 su una manciata di voli e concentri la stessa riduzione di volume in una breve distanza, con il calore di taglio che ciò implica.
Entrambe le viti sono onestamente descritte come "3:1". Solo uno è adatto a un materiale sensibile al calore. La variabile che li separava - la suddivisione della lunghezza totale tra alimentazione, transizione e misurazione - non appare in nessuno dei due titoli, ma solo nel disegno.
I punti ciechi in entrambi i numeri
Preferiamo dirlo chiaramente piuttosto che lasciare che un acquirente si fidi eccessivamente di una cifra. Come afferma un riferimento di estrusione di lunga data,il rapporto di compressione è utile, ma è un numero indefinitoche da solo non può descrivere come si comporterà una vite.
Né L/D né il rapporto di compressione ti dicono:
- La zona si è divisa— Caso 3 in una riga
- Il profilo del passo— costante o variabile e dove cambia
- Sezioni di miscelazione- UNElemento Maddock, Ananas o Saxtonsposta la qualità della fusione oltre una piccola variazione di compressione
- Liquidazione- lo spazio tra la vite e la canna regola la produzione e si allarga con l'usura del set
- Trattamento superficiale- nulla nella geometria dice se la parte sopravvive al tuo riempitivo
L’ultimo punto è dove il denaro viene perso silenziosamente. La geometria governa le prestazioni fin dal primo giorno. ILmateriale e trattamento superficialegovernare quanto dura il primo giorno. Una vite ben progettata nella lega sbagliata si consuma presto in un composto riempito, quindi il gioco si apre e la geometria per cui hai pagato smette di avere importanza.
Cosa puoi cambiare sulla tua macchina e cosa no
Vale la pena essere chiari, perché determina ciò che vale la pena discutere.
L/D è fisso.Intorno ad essa sono costruiti la lunghezza della canna, il telaio e la trasmissione. Non ci sono più viti per il tuo estrusore esistente; quella è una macchina diversa.
Quasi tutto il resto è aperto.Suddivisione della zona, profondità del canale e quindi rapporto di compressione, passo, sezioni di miscelazione, trattamento superficiale: tutto specificato per lavoro, perché i cilindri delle viti sono comunque personalizzati quasi al 100%. Nel nostro negozio Zhoushan da cui parteDiametro da 12 mm a 500 mm, lunghezze di lavoro a10.000 mm, con l'alloggiamento di alimentazione, la camicia di alimentazione e la camicia d'acqua realizzati internamente accanto alla coclea.
L'unico momento in cui la modifica del design è gratuita
- La sostituzione avviene quando una geometria che non si è mai adattata alla materia prima può essere corretta senza costi aggiuntivi di attrezzatura
- Copiare esattamente una vite usurata copia anche tutto ciò che c'era che non andava
- Se output, fusione, aumento o degrado sono stati un reclamo permanente, inseriscili nella richiesta invece di ordinare un duplicato
Nessun disegno è normale per un lavoro di sostituzione: le foto più i dettagli di diametro, lunghezza e flangia sono sufficienti per iniziare e i nostri ingegneri possono misurare un cilindro di vite esistente sul posto, qualunque sia la marca della macchina. Ogni parte viene fornita con un certificato del materiale e un rapporto di ispezione, costruita con ruvidità superficiale Ra 0,4 µm e rettilineità 0,015 mm.
Domande che ci vengono poste
Qual è il rapporto L/D di una vite dell'estrusore?
L/D è la lunghezza effettiva dell'elica della vite divisa per il suo diametro esterno. Una vite da 90 mm con 2700 mm di lunghezza delle facchini è 30:1. I valori comuni di estrusione a vite singola vanno da circa 20:1 a 30:1, con i design moderni che spesso si estendono a 30:1 o più. Un dettaglio da verificare quando si confrontano i fornitori: la parte sotto l'apertura di alimentazione non va conteggiata, anche se molti la inseriscono perché fa sembrare la coclea più lunga.
Qual è il rapporto di compressione su una vite dell'estrusore?
È il rapporto tra il volume del primo volo nella zona di alimentazione e il volume dell'ultimo volo nella zona di dosaggio, solitamente compreso tra due e quattro. Su una vite a passo costante viene spesso considerato più semplicemente come il rapporto tra la profondità del canale di alimentazione e la profondità del canale di dosaggio. Misura quanto il materiale viene compattato mentre si scioglie e quando l'aria intrappolata viene respinta verso la tramoggia.
Perché due viti con lo stesso rapporto di compressione hanno prestazioni diverse?
Perché il rapporto di compressione dice quanto il canale si abbassa, non quanto velocemente. Lo stesso rapporto ottenuto gradualmente in una lunga zona di transizione è molto più delicato dello stesso rapporto ottenuto in pochi voli, che concentra il calore di taglio. La zona divisa tra alimentazione, compressione e misurazione è ciò che separa i due e non appare in nessuno dei due titoli.
L'aggiunta di rimacinato richiede un design diverso della vite?
Spesso sì. I requisiti di compressione seguono la densità apparente dell'alimentazione, non il nome del polimero. A una coclea progettata attorno a densi pellet vergini e successivamente alimentata con il 20-30% di scaglie di pellicola viene chiesto di rimuovere molta più aria intrappolata di quella per cui è stata costruita. I problemi di alimentazione, i picchi e le perdite di produzione che si verificano dopo l'avvio di un programma di riciclaggio sono spesso dovuti a una mancata corrispondenza della progettazione della vite piuttosto che a un guasto della macchina.
Posso modificare il rapporto L/D sul mio estrusore esistente?
No. La lunghezza della canna, il telaio e l'azionamento sono costruiti attorno ad esso, quindi L/D è fissato dalla macchina. Ciò che può cambiare su una vite sostitutiva è la suddivisione delle zone, la profondità del canale e quindi il rapporto di compressione, il passo, la sezione di miscelazione ed il trattamento superficiale. È qui che di solito è possibile ottenere un reale miglioramento.
Cosa dovrei dire a un produttore di viti oltre a L/D e rapporto di compressione?
La marca e il modello della macchina, il diametro della vite, il polimero con il tipo e la percentuale di riempitivo, la forma fisica dell'alimentazione come pellet, polvere, scaglie o rimacinato e la sua proporzione, l'obiettivo di produzione e il problema specifico che si desidera risolvere. Il modulo del feed e il contenuto del riempitivo modificano il design più delle proporzioni del titolo.
Un rapporto L/D più alto è sempre migliore?
No. Una lunghezza maggiore garantisce un tempo di permanenza maggiore, il che aiuta quando la fusione o la miscelazione rappresentano il fattore limitante e migliora l'uniformità della fusione. Ma significa anche una maggiore storia di taglio e un tempo più lungo alla temperatura, che degrada i materiali sensibili al calore come il PVC rigido, costa di più e richiede più coppia. La lunghezza aiuta solo quando la lunghezza è ciò che manca al processo.
Fonti e riferimenti
- PlasticaOggi —Nozioni di base sull'estrusione: l'addomesticamento della vite(Convenzione di conteggio L/D, definizione e intervallo del rapporto di compressione)
- Dottor D Flo —Nozioni di base sull'estrusione di viti: fondamenti e applicazioni di stampa 3D(gamma L/D comune, zone vite, gioco)
- Polimeri (MDPI) —Progettazione, modellazione e validazione di una vite di miscelazione compatta ed efficiente dal punto di vista energetico(tendenza verso un L/D più elevato)
