Numa época em que a indústria de manufatura está buscando a transformação verde, o problema do desperdício material de até 15% a 30% em processos de plastificação, como moldagem por injeção e extrusão, sempre atormentou empresas. Nos últimos anos, uma solução técnica chamada Barril de parafuso cônico atraiu atenção nos campos de peças automotivas, materiais de embalagem e componentes eletrônicos. Os dados mostram que as linhas de produção usando esse design podem reduzir a perda de matéria-prima em 8%a 12%e melhorar a eficiência energética em mais de 15%. Como esse projeto inovador atinge a melhoria da economia de energia e da eficiência?
Análise de princípios: a vantagem "compressão progressiva" da estrutura cônica
Comparado aos parafusos paralelos tradicionais, a inovação do núcleo dos barris de parafusos cônicos está em sua estrutura geométrica gradual (Figura 1). O diâmetro do parafuso diminui gradualmente da extremidade da alimentação para a extremidade da descarga, formando um canal de rosca reduzida continuamente. Este design otimiza o manuseio de materiais em três etapas:
Pré-compressão eficiente: o maior volume da seção de alimentação permite a rápida inalação de matérias-primas granulares, enquanto a ranhura gradualmente estreitada do parafuso gera pressão progressiva durante o processo de transmissão, evitando o acúmulo de material ou o refluxo causado por pressurização repentina;
Controle preciso de cisalhamento: a estrutura cônica torna o gradiente de taxa de cisalhamento da seção de derretimento mais suave e com a tolerância precisa da diferença de parafuso (geralmente controlada em 0,05-0,1 mm), pode derreter completamente o material do polímero e impedir a degradação térmica causada por superaquecimento local (degradação térmica) - um dos principais fatores que líderes líderes lideram;
Efeito de vedação dinâmica: o diâmetro menor da extremidade da descarga aumenta a vedação do barril e o parafuso, reduzindo a taxa de reflexão de fusão para menos de 0,5%(os parafusos paralelos são geralmente 2%-5%), reduzindo significativamente o material residual que não é totalmente extrudido.
Dados empíricos: caso industrial de consumo de energia e redução de resíduos
Um teste comparativo conduzido por Kraussmaffei, um fabricante de equipamentos de moldagem por injeção alemão, na produção de pára -choques de PP automotivos em 2023 mostrou que, após o uso de um barril de parafuso cônico, a perda de matéria -prima por tonelada de produto caiu de 43 kg para 36kg, enquanto o consumo de energia unitário foi reduzido em 18%. Isso se deve a dois aspectos da otimização:
O tempo de permanência é reduzido em 22%: a taxa de compressão do parafuso cônico (geralmente 3,5-4,5: 1) é maior que a do parafuso paralelo (2,5-3: 1), que acelera a transformação do material do estado sólido para o estado fundido e reduz o risco de quebra da cadeia molecular causada por aquecimento a longo prazo;
Uniformidade de fusão aprimorada: Através da simulação de poliflow ANSYS, verificou -se que o desvio padrão (DP) da temperatura de fusão da estrutura cônica era de 2,3 ° C, o que foi melhor que 5,1 ° C do parafuso paralelo, o que significa menos pontos quentes e defeitos de material frio.
Extensão técnica: compatível com materiais reciclados e plásticos de base biológica
Com o avanço das políticas da economia circular, a indústria manufatureira tem um aumento na demanda pelo processamento de plásticos reciclados (RPET, RPP, etc.). As características de plastificante leve do barril de parafuso cônico (a temperatura de pico é reduzida em cerca de 10-15 ° C) pode reduzir a decomposição térmica de impurezas no material reciclado, de modo que, ao processar uma mistura contendo 30% de material reciclado, a taxa qualificada do produto final ainda pode ser mantida em mais de 98% .
