In einer Zeit, in der die Fertigungsindustrie umweltfreundliche Transformation verfolgt, hat das Problem der materiellen Abfälle von bis zu 15% bis 30% bei der Plastizisierung von Prozessen wie Injektionsform und Extrusion immer Unternehmen geplagt. In den letzten Jahren wurde eine technische Lösung namens genannt Konischer Schraubenfass hat auf den Feldern von Automobilteilen, Verpackungsmaterialien und elektronischen Komponenten aufmerksam gemacht. Daten zeigen, dass Produktionslinien mit diesem Design den Rohstoffverlust um 8%-12%verringern und die Energieeffizienz um mehr als 15%verbessern können. Wie erreicht dieses bahnbrechende Design eine Energieeinsparung und eine Verbesserung der Effizienz?
Prinzipanalyse: der "progressive Kompressionsvorteil der konischen Struktur
Im Vergleich zu traditionellen parallelen Schrauben liegt die Kerninnovation von konischen Schraubenfässern in ihrer allmählichen geometrischen Struktur (Abbildung 1). Der Schraubdurchmesser nimmt allmählich vom Vorschubende zum Entladungsende ab und bildet einen kontinuierlich reduzierten Gewindekanal. Dieses Design optimiert die Materialverarbeitung in drei Phasen:
Effiziente Vorkompression: Das größere Volumen des Futterabschnitts ermöglicht eine schnelle Einatmung körniger Rohstoffe, während die allmählich verengte Schraubenrille während des Förderprozesses progressiver Druck erzeugt, wodurch die Ansammlung oder den Rückfluss von Materialien vermieden wird, die durch plötzliche Druckverlust verursacht werden.
Genauige Scherkontrolle: Die konische Struktur macht den Schergeschwindigkeitsgradienten des Schmelzabschnitts glatter und kann mit der genauen Toleranz des Schraublückens (normalerweise bei 0,05-0,1 mm kontrolliert) das Polymermaterial vollständig schmelzen und die durch lokalen Überhitzung verursachte thermische Abbau (thermische Abgrenzung) verhindern - eines der Hauptfaktoren, die zu einer Erzeugung von Abfällen führen;
Dynamischer Versiegelungseffekt: Der kleinere Durchmesser des Entladungsendes verbessert die Versiegelung des Laufs und der Schraube, wodurch die Schmelzreflodenrate auf weniger als 0,5%reduziert wird (Parallelschrauben sind normalerweise 2%-5%), wodurch das nicht vollständig extrudierte Restmaterial signifikant reduziert wird.
Empirische Daten: Industriefall von Energieverbrauch und Abfallreduzierung
Ein vergleichender Test von Kraussmaffei, einem deutschen Hersteller von Injektionsformgeräten, bei der Herstellung von PP -Stoßstangen im Jahr 2023, zeigte, dass nach der Verwendung eines konischen Schraubenfasss der Rohstoffverlust pro Produkt Tonne Produkt von 43 kg auf 36 kg gesunken war, während der Energieverbrauch der Einheit um 18%reduziert wurde. Dies ist auf zwei Aspekte der Optimierung zurückzuführen:
Die Verweilzeit wird um 22%verkürzt: das Kompressionsverhältnis der konischen Schraube (normalerweise 3,5-4,5: 1) ist höher als die der parallelen Schraube (2,5-3: 1), die die Transformation des Materials von fester zu geschmolzenem Zustand beschleunigt und das durch langfristige Erwärmung verursachte Molekularkettenbriss reduziert.
Verbesserte Schmelze Gleichmäßigkeit: Durch die ANSYS -Polyflow -Simulation wurde festgestellt, dass die Standardabweichung (SD) der Schmelztemperatur der konischen Struktur 2,3 ° C betrug, was besser als 5,1 ° C der parallelen Schraube war, was weniger heiße Flecken und kaltes Material Defekte bedeutet.
Technische Erweiterung: kompatibel mit recycelten Materialien und biobasierten Kunststoffen
Mit der Weiterentwicklung der Richtlinien für die Kreislaufwirtschaft hat die Fertigungsindustrie die Nachfrage nach der Verarbeitung recycelter Kunststoffe (RPET, RPP usw.). The mild plasticizing characteristics of the conical screw barrel (peak temperature is reduced by about 10-15°C) can reduce the thermal decomposition of impurities in the recycled material, so that when processing a mixture containing 30% recycled material, the qualified rate of the finished product can still be maintained at more than 98%.
