Riepilogo principale
Il principio di funzionamento di un estrusore a vite singola- può essere semplicemente inteso come un processo in cui una vite rotante trasporta, comprime, fonde, mescola, omogeneizza e infine estrude continuamente plastica fusa a una velocità costante all'interno di un cilindro riscaldato. Il suo cuore risiede nell'azione sinergica tra vite e canna.
Componenti principali
1.Vite: il componente principale, tipicamente suddiviso in sezione di alimentazione, sezione di compressione (sezione di fusione) e sezione di omogeneizzazione (sezione di dosaggio). I suoi parametri geometrici (diametro, rapporto tra lunghezza-e-diametro, profondità del canale, angolo dell'elica, ecc.) determinano le prestazioni della macchina.
2.Barrel: un cilindro metallico che racchiude la vite, dotato di riscaldatori interni e un sistema di raffreddamento per fornire calore al materiale e garantire un controllo preciso della temperatura.
3. Testa della filiera: montata all'estremità dell'estrusore, conferisce la forma finale della sezione trasversale-al prodotto estruso (ad esempio tubi, lastre, pellicole, profili, ecc.).
Processo dettagliato del principio di funzionamento
Fase 1: Sezione di trasporto solidi (sezione di alimentazione)
Posizione: la parte della coclea vicino alla tramoggia.
Funzione: Convogliare in avanti in modo stabile e continuo particelle solide sfuse (o polvere).
Principio:
Il materiale riempie il canale della coclea e viene catturato dalla coclea rotante.
Poiché l'attrito tra il materiale e la vite è inferiore all'attrito tra il materiale e la parete interna del cilindro, mentre la vite ruota, il materiale viene "trascinato" in avanti lungo la parete interna del cilindro, proprio come un dado.
La profondità del canale in questa sezione è in genere la più profonda, con un volume costante. Esegue principalmente trasporti fisici; il materiale rimane prevalentemente solido, con un lento aumento della temperatura.
Fase 2: sezione di fusione (sezione di compressione)
Posizione: la parte centrale della vite.
Funzione: compattare, ammorbidire e fondere completamente il materiale solido in uno stato di flusso viscoso, espellendo l'aria intrappolata.
Principio:
La profondità del canale della vite diminuisce da profondo a superficiale, creando un rapporto di compressione. Il materiale viene compresso con forza, la sua densità aumenta e i vuoti interparticellari vengono eliminati.
Sotto l'effetto combinato del riscaldamento esterno (fornito dal cilindro) e del calore da attrito interno (generato dal taglio tra il materiale, la vite e il cilindro), la temperatura del materiale aumenta rapidamente fino alla temperatura di fusione.
La fusione inizia dal materiale vicino alla parete interna del cilindro, formando una pellicola fusa, che viene raschiata via dalle eliche della coclea e raccolta nel canale della coclea per formare un bagno di fusione. Il letto solido (materiale non fuso) viene gradualmente compresso fino a scomparire, trasformandosi infine interamente in materiale fuso.
Questa è la fase critica per ottenere la transizione di fase del materiale.
Fase 3: Sezione di trasporto del materiale fuso (sezione di omogeneizzazione/sezione di dosaggio)
Posizione: la parte più anteriore della vite, vicino alla testa del pettine.
Funzione: omogeneizzare, miscelare e pressurizzare ulteriormente il materiale fuso e stabilire una pressione stabile per estruderlo dalla testa della filiera a temperatura costante, velocità costante e pressione costante.
Principio:
La profondità del canale in questa sezione è la più bassa e costante, esercitando un forte effetto di taglio sul fuso.
Il taglio intenso favorisce la miscelazione uniforme dei componenti (ad esempio, pigmenti, additivi) e l'omogeneità della temperatura.
La pressione di pompaggio generata dalla rotazione della vite viene utilizzata per superare l'elevata resistenza della testa della filiera, garantendo un flusso di materiale fuso stabile e continuo attraverso la filiera.
La resa e la stabilità dell'estrusore sono determinate principalmente da questa sezione.
Il suo funzionamento di base è simile a quello di un tritacarne manuale o di una macchina per la pasta che utilizziamo nella vita quotidiana: il materiale viene introdotto, spinto in avanti da una coclea rotante, e sotto l'azione di compressione e riscaldamento esterno, si trasforma dallo stato solido in un fluido viscoso uniforme, che viene poi estruso continuamente da una filiera di forma specifica.