详解影响注塑机螺杆塑化能力的几个参数

huahong518 · 发表于 2012-7-13 16:57:38

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注塑机螺杆和塑化品质的关系

塑料注塑射胶螺杆与塑化品质的关系介绍

影响塑化品质之主要因素：
细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。

细长比
细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。
细长比大，则吃料易均匀，但容易过火。
热稳定性较佳之塑料可用较长之螺杆，以提高混炼性而不虑烧焦；热稳定性较差之塑料，可用较短之螺杆或螺杆尾端无螺纹。
以塑料特性考量，一般细长比如下:

2 x" {6 g3 O. C. J3 C& k塑料特性	细长比
热固性	14～16
硬质PVC、高黏度PU等热敏性	17～18
一般塑料	18～22
PC、POM等高温稳定性塑料	22～24

以混色能力考量，一般细长比如下：

! n$ Q$ \|) J. \|+ @: B& H0 B `- Y% F 细长比	混色能力
12～16	以染好颜色之胶粒成型为宜，避免色差发生。
16～18	以色母在料管内混炼、染色、成型品质均匀，色差不良较小。
20～24	用色料在料管内混炼染色、分散性均匀，对成品物性有较佳的保护作用。

　压缩比
压缩比=进料牙深/计量牙深
考虑料的压缩性、装填程度、回流、制品要密实、传热与排气。
适当的压缩比，可增加塑料之密度，使分子与分子之间结合更加紧密，有助于减少空气的吸入，降低因压力而产生之温升，而影响输出量的差异，而不适当之压缩比将会破坏塑料的物性。
压缩比值越高，对塑料在料管内塑化过程中产生的温升越高，对胶化中的塑料产生较佳的混炼均匀度，相对的出料量大为减少。
高压缩比适于不易熔塑料，特别具低熔化黏度、热安定性塑料。
低压缩比适于易熔塑料，特别具高熔化黏度性，热敏性塑料。

背压
增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功、消除未熔的塑料颗粒、增加料管内原料密度及其均匀程度、减少射出收压和翘曲等问题。
背压被运用来提高料管温度，其效果最为显著。
背压过大，对热敏性较高的塑料易分解；对低黏度的塑料可能会产生'流鼻'现象。
背压太小，射出的成品可能会有气泡。

螺杆转速
螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变。
小型螺杆槽深较浅，吸收热源快速，足够促使塑料在压缩段时软化，螺杆与料管璧间的磨擦热能较低，适宜高速旋转，增加塑化能力。
大型螺杆则不易快速旋转，以免塑化不均及造成过度摩擦热。
对热敏性较高的塑料，射胶螺丝转速过大的话，塑料便会很容易被分解。
通常各尺寸之螺杆有一定之转速范围，一般转速100～150 rpm太低，则无法熔化塑料；太高，则将塑料烧焦。
目前最大表面速度1m/sec为限，对剪切敏感材料，低于0.5m/秒。

电热温度设定
使滞留于料管及螺杆内之冷硬树脂熔融以利螺杆之转动，提供树脂获得熔融所需的一部份热量。
设定比熔胶温度低5～10℃(部份由摩擦热能提供)
喷嘴温度的调整也可用来控制流涕、凝固(塞头)、牵丝等问题。

注一：以上均是以不添加玻璃纤维的非强化塑料为标准。
注二：管内之熔胶温度通常高于管外控制的温度，从喷嘴出料温示之。

射胶螺杆之功能：
加料、输送、压缩、熔化、排气、均化
螺杆之重要几何尺寸：
螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、计量牙深

螺杆重要几何尺寸的介绍：
螺杆直径（D)与所要求之射出容积相关
射出容积 = 1/4π×D2×（射出行程）×0.85
一般而言，D2与最高射出压力成反比
D愈大，押出率愈大；Q ＝1.29D2HmNr×60/1000(kg/Hr)　

入料段
负责塑料的输送、推挤与预热
应保证入料段结束时开始熔融，预热到熔点。
固态比热↑、熔点↑、潜热↑，加热到熔点需热多，入料段应长固态热传导系数↓，传热慢、塑料中心温升慢，入料段应长预热↑，入料段可短。
结晶性料最长（如：POM、PA）；非晶性料次之（如：PS、PU）；热敏性最短（如：PVC）。

压缩段
负责塑料的混炼、压缩与加压排气，通过这一段的原料应该已经几乎全部熔解，但是不一定会均匀混合。
在此区域，塑料逐渐熔融，螺槽体积必须相应下降，否则料压不实、传热慢、排气不良。
对非晶性塑料，压缩段应长一些，否则若螺槽体积下降快，料体积未减少，会产生堵塞。
结晶型塑料实际上非全部结晶（如 PE：40～90％结晶度，LDPE： 65％结晶度），因此目前压缩段有加长的趋势。
一般占25％螺杆工作长度。
尼龙(结晶性料)2~3圈，约占15％螺杆的工作长度。
高黏度、耐火性、低传导性、高添加物，占40％~50％螺杆的工作长度。
PVC可利用占100％螺杆的工作长度，以避免激烈的剪切热。　

计量段
理论上到计量段之开始点，料应全部熔融，但至少要计量段 = 4D，以确保温度均匀、混炼均匀。
计量段长，则混炼效果佳；计量段太长则易使熔体停留过久，而产生热分解；太短则易使温度不均匀。
一般占20~25％螺杆工作长度。
PVC热敏性，不宜停留过长，以免热分解(可不要计量段)。　

进料牙深、计量牙深
进料牙深愈深，在进料区之输送量愈大，但需考虑螺杆强度。
计量牙深愈浅，塑化之发热、混合性能指数愈高，但需防范塑料烧焦，(计量牙深太浅，则剪切热↑，自生热↑，温升太高，尤其不利于热敏性塑料。) 　　　　　　　　　　　　　　
计量牙深＝ KD ＝ (0.03～0.07)D　　 D ↑，K 选小； D↓，细长比 ↑，热稳定性差之塑料，K 选大。

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