En kunde sender en tegning merket30:1, kompresjon 3:1, og ber oss kopiere den. Ni av ti ganger gjør vi akkurat det. Den tiende gangen spør vi hva de mater maskinen — og svaret forklarer problemet de har levd med i to år.
L/D-forhold og kompresjonsforhold er de to tallene alle siterer og nesten ingen avhører. De er virkelig nyttige. De er også ufullstendige på måter som koster produksjon hver dag. I stedet for å definere dem og stoppe, her er tre situasjoner som kommer over benkene våre gjentatte ganger, og hva hver enkelt avslører om hva tallene gjør og ikke kontrollerer.
Tilfelle 1 - Skruen som var "riktig" og fortsatt bølget
Utgang ned, trykkstigning, spesifikasjoner uendret
Skruespesifikasjonen var fin. Den hadde vært fin da den ble designet. Det som hadde endret seg var oppstrøms: anlegget hadde begynt å blande sin egen kantklipping tilbake i fôret. På papiret var ingenting om skruen feil - tegningen sa fortsatt 30:1 og 3:1, akkurat som før.
Men kompresjonsforhold er ikke en abstrakt kvalitetsvurdering. Det er en uttalelse omhvor mye luft som må ut av fôret. Tette jomfrupellets bærer relativt lite; uregelmessige filmflak bærer mye mer, og det pakker seg ikke på samme måte i matekanalen. Skruen ble bedt om å gjøre en jobb den aldri var dimensjonert for.
Hva L/D faktisk kjøper deg
Ta definisjonen først, kort, fordi sakene avhenger av den. L/D er skruenseffektiv flyvelengde delt på dens ytre diameter— en 90 mm skrue med 2700 mm spirallengde er 30:1. Som et forhold, overføres det på tvers av maskinstørrelser: 30:1 ved 60 mm og 30:1 ved 150 mm gir proporsjonalt samme arbeidslengde.
Vanlige L/D-forhold for skrueekstrudering varierer vanligvis fra 20:1 til 30:1, ogstasjonen for gjennomstrømning og miksing har presset moderne design vanligvis til 30:1 eller mer. Hva lengden kjøper er oppholdstid - flere skruer for å transportere, smelte, blande og bygge trykk.
Et tellende særpreg verdt å vite før du sammenligner sitater
Firkantede skruer gjør L/D lett å lese av ved å telle svinger, men det er en konvensjon folk bruker inkonsekvent.Delen under innmatingsåpningen bør ikke inkluderes i L/D - selv om mange regner med det, fordi det får skruen til å virke lengre. Hvis to leverandører oppgir forskjellig L/D for hva som skal være samme del, er dette det første du må sjekke.
Lengre er ikke en gratis oppgradering.Mer lengde er mer oppholdstidogmer skjærhistorie. På stiv PVC er tid ved temperatur nettopp det som produserer nedbrytning. En lengre skrue koster også mer og krever mer moment. Lengde hjelper når lengden var begrensningen - ikke ellers.
Tilfelle 2 — Når gjenvinningslinjen startet
Fôringsproblemer som dukket opp fra ingensteds
Dette er Case 1s tvilling, og det er vanlig nok til at det fortjener navn. En skrue designet rundt tette frittflytende pellets, senere matet med en betydelig del av filmflak eller ommaling, har to problemer på en gang: innmatingskanalen fylles ikke konsekvent, og det er langt mer medført luft å drive ut igjen enn kompresjonsprofilen ble bygget for å håndtere.
Symptomene – stigende, uregelmessig utgang, lengre rensetider – ser ut som maskinfeil, og det er derfor diagnosen ofte går ned i en dyr blindvei først. Ingenting er ødelagt. Skruen gjør rett og slett en annen jobb enn den den ble tegnet for.
| Fôrskjema | Bulk tetthet | Hva den krever av skruen |
|---|---|---|
| Tett frittflytende pellets | Høy | Mindre kompresjon; fôring er sjelden begrensningen |
| Pulver / tørr blanding | Lav | Mer kompresjon; stort fôrareal betyr noe |
| Filmen flaker eller males på nytt | Veldig lav, uregelmessig | Mer kompresjon, og selve matingen blir grensen |
| Tungt fylt blanding | Varierer | Sett av smelteatferd og varmetoleranse |
| Stiv PVC tørrblanding | Lav | Trenger kompresjon, men degraderes hvis det kommer for fort |
Den siste raden er grunnen til at stiv PVC havner påkoniske tvillingskrueri stedet for å løses med et kompresjonstall: konusen komprimeres gradvis langs hele lengden i stedet for i ett trinn. Vi designer dem annerledes igjen avhengig av om forbindelsen er lav, middels eller høy CaCO₃ – dekket innskruetønner for PVC-ekstrudering.
Hva måler kompresjonsforholdet
Formelt,kompresjonsforholdet er forholdet mellom volumet av den første flyvningen og volumet til den siste, vanligvis mellom to og fire, og på en skrue med konstant stigning blir det ofte tatt som forholdet mellom første og siste kanaldybde.
I verkstedtermer: Når materialet smelter, mister det luften mellom granulatene og tar mindre plass, så kanalen må være grunn for å holde smelten komprimert og skyve den luften tilbake mot beholderen. For lite kompresjon etterlater usmeltet og medført luft. For mye konverterer motorstrømmen til skjærvarme du må fjerne.
Å jobbe ut fra en skrue du har foran deg
- Fôrkanaldybde = (ytre diameter − rotdiameter ved fôrsonen) ÷ 2
- Målekanaldybde = (ytre diameter − rotdiameter ved målesonen) ÷ 2
- Kompresjonsforhold ≈ matedybde ÷ måledybde
Dette dybdetallet tilnærmer det sanne volumetriske forholdet. Der stigningen varierer langs skruen, divergerer de to - som er det første hintet om at overskriftsnummeret gjør mindre arbeid enn folk antar.
Tilfelle 3 — Samme forhold, annen skrue
To 3:1 skruer som ikke oppførte seg likt
Kompresjonsforhold forteller deghvor myekanalen grunner. Det står ingenting omhvor fort. Oppnå 3:1 gradvis over en lang overgang og materialet komprimeres forsiktig. Oppnå identiske 3:1 over en håndfull flygninger, og du konsentrerer den samme volumreduksjonen på kort avstand – med skjærvarmen som tilsier det.
Begge skruene er ærlig beskrevet som "3:1." Bare én passer til et varmefølsomt materiale. Variabelen som skilte dem - fordelingen av total lengde mellom fôring, overgang og måling - vises ikke i noen av overskriftene, bare på tegningen.
Blindsonene i begge tallene
Vi vil heller si dette rett ut enn å la en kjøper stole for mye på et tall. Som en langvarig ekstruderingsreferanse sier det,komprimeringsforhold er nyttig, men det er et ubestemt tallsom ikke i seg selv kan beskrive hvordan en skrue vil oppføre seg.
Verken L/D eller kompresjonsforhold forteller deg:
- Sonen delte seg— Sak 3 på én linje
- Pitch-profilen— konstant eller varierende, og hvor den endres
- Blandingsseksjoner— aMaddock, Pineapple eller Saxton elementflytter smeltekvaliteten lenger enn en liten kompresjonsendring
- Klarering— Skru-til-tønne-gapet styrer produksjonen, og det utvides etter hvert som settet slites
- Overflatebehandling— ingenting i geometrien sier om delen overlever fyllstoffet ditt
Det siste punktet er der penger tapes stille. Geometri styrer ytelsen på dag én. Demateriale og overflatebehandlingstyre hvor lang dag en varer. En godt designet skrue i feil legering slites fortsatt ut tidlig i en fylt blanding - og da åpner klaringen seg, og geometrien du har betalt for slutter å ha betydning.
Hva du kan endre på maskinen din - og hva du ikke kan
Verdt å være tydelig på, fordi det avgjør hva som til og med er verdt å diskutere.
L/D er fast.Tønnelengden, rammen og drivverket er bygget rundt den. Det er ikke lenger skrue for din eksisterende ekstruder; det er en annen maskin.
Nesten alt annet er åpent.Sonedeling, kanaldybder og dermed kompresjonsforhold, stigning, blandeseksjoner, overflatebehandling – alt spesifisert per jobb, fordi skrueløp er nesten 100 % tilpasset uansett. På vår Zhoushan-butikk som går fra12 mm til 500 mm diameter, arbeidslengder til10 000 mm, med fôrhus, fôrfôring og vannkappe laget internt ved siden av skruen.
Det ene øyeblikket når du endrer design er gratis
- Utskifting er når en geometri som aldri passet til råstoffet kan korrigeres uten ekstra verktøykostnad
- Å kopiere en slitt skrue nøyaktig kopierer også det som var galt med den
- Hvis produksjon, unmelting, bølgende eller forringelse har vært en stående klage, legg den inn i forespørselen i stedet for å bestille et duplikat
Ingen tegning er normalt for utskiftingsarbeid – bilder pluss diameter, lengde og flensdetaljer er nok til å begynne, og våre ingeniører kan måle en eksisterende skruehylse på stedet uansett maskinmerke. Hver del leveres med materialsertifikat og inspeksjonsrapport, bygget til Ra 0,4 µm overflateruhet og 0,015 mm retthet.
Spørsmål vi får stilt
Hva er L/D-forholdet til en ekstruderskrue?
L/D er skruens effektive løpelengde delt på dens ytre diameter. En 90 mm skrue med 2700 mm spirallengde er 30:1. Vanlige enkeltskrueekstruderingsverdier er omtrent 20:1 til 30:1, med moderne design som ofte strekker seg til 30:1 eller mer. En detalj som er verdt å sjekke når du sammenligner leverandører: delen under fôråpningen skal ikke telles, selv om mange tar den med fordi den får skruen til å virke lengre.
Hva er kompresjonsforholdet på en ekstruderskrue?
Det er forholdet mellom volumet av den første flyvningen i matesonen og volumet til den siste flyvningen i målesonen, vanligvis mellom to og fire. På en skrue med konstant stigning tas det ofte enklere som forholdet mellom matekanaldybde og målekanaldybde. Den måler hvor mye materialet komprimeres når det smelter og når innestengt luft drives tilbake mot beholderen.
Hvorfor fungerer to skruer med samme kompresjonsforhold forskjellig?
Fordi kompresjonsforholdet sier hvor mye kanalen grunner, ikke hvor fort. Det samme forholdet som oppnås gradvis over en lang overgangssone er langt mildere enn det samme forholdet presset over noen få flyvninger, som konsentrerer skjærvarme. Sonedelingen mellom fôring, komprimering og måling er det som skiller de to, og det vises ikke i noen av overskriftene.
Krever det å legge til ettersliping en annen skruedesign?
Ofte ja. Kompresjonskravet følger massedensiteten til fôret, ikke polymernavnet. En skrue designet rundt tette virgin pellets og senere matet 20 til 30 prosent filmflak blir bedt om å fjerne langt mer medført luft enn den ble bygget for. Fôringsproblemer, støt og produksjonstap som begynner etter at et resirkuleringsprogram starter, er ofte en skruedesignfeil i stedet for en maskinfeil.
Kan jeg endre L/D-forholdet på min eksisterende ekstruder?
Nei. Tønnelengden, rammen og drivverket er bygget rundt den, så L/D er fikset av maskinen. Det som kan endre seg på en erstatningsskrue er sonedelingen, kanaldybdene og dermed kompresjonsforholdet, stigningen, blandeseksjonen og overflatebehandlingen. Det er der reell forbedring vanligvis er tilgjengelig.
Hva skal jeg fortelle en skrueprodusent i tillegg til L/D og kompresjonsforhold?
Maskinfabrikatet og -modellen, skruediameteren, polymeren med fyllstofftype og prosentandel, den fysiske formen til fôret som pellet, pulver, flak eller ommaling og dens andel, utgangsmålet og det spesifikke problemet du ønsker løst. Strømskjemaet og fyllinnholdet endrer designet mer enn overskriftsforholdene gjør.
Er et høyere L/D-forhold alltid bedre?
Nei. Mer lengde gir lengre oppholdstid, noe som hjelper når smelting eller blanding er den begrensende faktoren og forbedrer smelteens jevnhet. Men det betyr også mer skjærhistorie og lengre tid ved temperatur, noe som bryter ned varmefølsomme materialer som stiv PVC, og det koster mer og krever mer dreiemoment. Lengde hjelper bare når lengden er det prosessen manglet.
Kilder og referanser
- Plast i dag -Grunnleggende om ekstrudering: The Taming of the Screw(L/D-tellekonvensjon, definisjon av kompresjonsforhold og rekkevidde)
- Dr. D Flo –Grunnleggende om skruekstrudering: grunnleggende og 3D-utskriftsapplikasjoner(vanlig L/D-område, skruesoner, klaring)
- Polymerer (MDPI) —Design, modellering og validering av en kompakt, energieffektiv blandeskrue(trend mot høyere L/D)
