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螺杆几何形状如何影响物料在机筒内的停留时间和剪切速率?

螺杆几何形状对于确定材料在注塑机机筒中的停留时间和剪切速率起着至关重要的作用。就是这样:
螺纹深度:螺纹深度是螺杆几何形状的一个基本方面,它深刻地影响机筒内的材料流动动力学。螺杆外径与机筒内径之间的距离决定了沿螺杆通道可容纳的材料体积。该体积直接影响停留时间,因为较大的螺纹深度允许螺杆每转输送更多的材料。因此,材料在机筒内花费更多的时间,经历熔化、混合和均质化等过程。较长的停留时间对于在最终模制部件中实现均匀的性能特别有利,因为它们有利于添加剂、着色剂或回收材料与基础树脂的彻底混合。然而,过大的飞行深度可能会导致停留时间延长,从而带来材料降解或过热的风险,特别是对于热敏聚合物。
螺距:螺杆的螺距定义为沿其长度相邻螺纹之间的距离,直接影响材料的位移,从而影响停留时间。较长的螺距可提高螺杆每转的物料输送量,有效提高生产率并延长停留时间。延长的停留时间具有多种优势,包括增强材料的混合和均质化,这对于实现一致的熔体性能和零件质量至关重要。更长的停留时间可以改善添加剂或填料的掺入,确保整个熔体的均匀分布。然而,必须考虑与较长螺距相关的权衡,例如能源消耗的潜在增加或剪切引起的降解。相反,较短的螺距会减少每转的材料位移,从而缩短停留时间。虽然这对于最大限度地减少材料暴露于高温或减少循环时间可能是有利的,但它也会损害熔体质量和混合效率。
压缩比:螺杆的压缩比,以进料区深度与计量区深度之比表示,深刻影响机筒内的材料加工。较高的压缩比会增加物料沿螺杆前进时的压力和温度,有效延长停留时间。延长的停留时间可以实现更广泛的材料熔化、混合和均质化,从而提高熔体质量和零件一致性。升高的压力可促进熔体更好的压实和致密化,减少最终成型部件中的空隙或不一致。然而,过高的压缩比可能会导致材料过度加工,从而导致降解、变色或过多的能量消耗。
通道深度:螺杆通道的深度,指的是相邻螺纹之间的空间,对物料输送和停留时间有显着影响。更深的通道可容纳更大体积的材料,有利于增加材料沿螺杆长度的传输,从而延长停留时间。延长的停留时间可以使材料进行更彻底的混合、共混和热处理,从而提高熔体质量和零件性能。更深的通道促进螺杆和机筒之间更好的接合,最大限度地减少未熔化材料的泄漏或绕过。然而,过深的通道可能会阻碍材料输送或增加剪切力,从而可能导致加工挑战或螺杆过早磨损。

注塑机螺杆
Injection machine screw