Bagaimana pilihan geometri sekrup mempengaruhi peleburan, pencampuran, dan pengangkutan material dalam proses ekstrusi?

Pemilihan geometri sekrup mempunyai dampak signifikan terhadap peleburan, pencampuran, dan pengangkutan material dalam proses ekstrusi. Begini caranya:

Peleburan: Geometri sekrup sangat mempengaruhi proses peleburan dengan menentukan waktu tinggal material di dalam tong ekstruder dan efektivitas perpindahan panas. Sekrup yang lebih panjang dengan rasio panjang terhadap diameter yang ditingkatkan memungkinkan bahan terpapar lebih lama ke elemen pemanas, sehingga memudahkan peleburan menyeluruh. Waktu tinggal yang lama ini sangat bermanfaat untuk termoplastik dengan titik leleh tinggi atau konduktivitas termal yang buruk. Desain sekrup khusus seperti sekrup penghalang secara strategis memperkenalkan penghalang atau gangguan pada jalur aliran, sehingga secara efektif memperpanjang paparan material terhadap panas. Gangguan ini menciptakan zona peningkatan tekanan dan geser, sehingga mendorong peleburan lebih menyeluruh dengan memecah aglomerat polimer dan meningkatkan efisiensi perpindahan panas.

Pencampuran: Geometri sekrup berperan penting dalam mencapai pencampuran bahan yang homogen dalam proses ekstrusi. Memasukkan berbagai elemen pencampur ke dalam desain sekrup, seperti bagian pencampur, blok pengaduk, atau elemen pencampur distributif, meningkatkan pencampuran aditif, pewarna, atau beberapa komponen polimer. Unsur-unsur ini mengganggu aliran material, menyebabkan gerakan kacau dan memfasilitasi interaksi antarmolekul. Susunan, ukuran, dan konfigurasi elemen-elemen ini menentukan tingkat pencampuran yang dicapai. Misalnya, jumlah blok pengaduk yang lebih banyak meningkatkan intensitas pencampuran dengan memberikan gaya geser dan pemanjangan tambahan pada material, mendorong dispersi dan distribusi aditif atau pengisi yang seragam.

Penyampaian: Geometri sekrup berdampak langsung pada efisiensi pengangkutan ekstruder dengan memengaruhi volume material yang diangkut per satuan waktu dan penumpukan tekanan di sepanjang sekrup. Penerbangan heliks dari sekrup bertindak sebagai konveyor, mendorong material dari bagian umpan menuju cetakan. Kedalaman, pitch, dan bentuk penerbangan memainkan peran penting dalam menentukan efisiensi pengangkutan. Kedalaman penerbangan yang lebih besar memungkinkan volume material yang diangkut per revolusi lebih besar, sementara pitch yang lebih tinggi menghasilkan aliran material yang lebih cepat. Namun, mengoptimalkan parameter ini memerlukan pertimbangan yang cermat untuk mencegah geseran berlebihan atau degradasi material. Rasio kompresi sekrup, yang mewakili rasio kedalaman zona umpan terhadap kedalaman zona pengukuran, mempengaruhi efisiensi pengangkutan. Rasio kompresi yang lebih tinggi meningkatkan penumpukan tekanan di sepanjang sekrup, membantu pengangkutan material tetapi juga berdampak pada proses peleburan dan pencampuran.

Sekrup kembar berbentuk kerucut