通用标准螺杆的必要性

newmaker    来源：PT现代塑料

欢迎访问e展厅 展厅 1 注塑机展厅 注塑机, 立式注塑机, 二手注塑机, 真空成型机, 发泡注塑机, ... 在过去50年里，描述有关注模设备中增塑螺杆设计的文章相当多，当时活塞还正处在和往复式螺杆比较阶段。自从1995年美国出版《熔融流变学及其在塑料加工中的作用》起，大多数的题目便集中在单级压缩螺杆即通用螺杆的设计上。 通用螺杆的设计最近已获得发展。插图1中的通用螺杆设计是一种螺纹压缩螺杆，有一个加料段，一个压缩（过渡）段和一个计量段；各自分别占螺纹总长度的50%、25%和25%。螺杆的螺纹间距等于其直径，螺杆的螺纹齿宽度等于其直径的1/10。压缩段的锥度加工是渐开式，产生的压缩比可从2：1到3：1；计算方法是用加料段的螺纹深度除以计量段的螺纹深度。螺杆螺纹长度与螺杆直径比即L/O比率为16：1～23：1。 这种叙述中没有加料深度和计量深度。没有这些深度，压缩比就毫无意义。从不同供货商提供的加料深度范围介于5mm和9mm的螺杆中很容易看出螺杆是60mm，20:1 L/D GP（通用螺杆）。这些深度值影响物料的填充和输送、螺杆腔体内现有塑料的数量、物料通过量、剪断比率以及总体熔融质量等。 无论所用螺杆的确切深度、长度、螺纹齿的宽度如何，通用螺杆还是为工业带来了价值。塑料加工商和螺杆供货商都认识到，通用螺杆设计的两个弹性特征为其以后的应用树立了方向；特征一是在不破坏聚合物性能的情况下，螺杆的设计可按各种周期和物料量处理各种树脂；特征二即为通用螺杆设计是制造中最便宜的螺杆设计。 增塑螺杆的功能 不论模塑应用要求我们以30s的周期处理LCP材料，还是要求我们以90s周期处理坚硬的PUC材料，为了能有效地处理聚合材料，生产出优质的模塑零件，每个增塑螺杆必须要完成一些功能，具体功能有： 连续加入树脂、均匀熔融树脂、稳定注入液体和均相混合树脂等。 如果设计的恰当，通用螺杆可满意地完成上述各项功能，但也只能局限于很小的生产范围内。 工作周期、物料量、丸粒几何形状、背压及螺杆几何形状都影响滞留时间。如果周期/颗粒尺寸之间的关系在曲线之外，通用螺杆很难有时间完成熔融及混合的功能。如果停滞的时间太短，很可能是熔融量和（或）混合功能的设计对于熔料池而言不太合适。相反，如果停滞时间过长，则说明螺杆中的计量段太长而无法保证良好的熔融和混合效果。有效的熔融在获得充足的熔料池方面起重要的作用。 任务艰巨 注射技术要求增塑螺杆的适应性能特别强，它不但要能完成上述各项功能，而且其往复活动的长度要相当于5倍的直径长度。周期通常为4～12s，将影响聚合物的停滞时间。RPM（圆周速度）为1000mm/s可大大缩短工作周期，水压背压控制为塑料压力5000psi。这将影响泵的抽取能力以及正流方程中的压力流量。 如果应用与挤压技术相同，在这种技术中多数变量已知，螺杆处于一个固定的位置，那么很容易研究这种技术，并能设计出一个满足要求的螺杆。这就是为什么在挤压技术中全部使用数字模块和熔融模拟包的原因。在注射应用中，涉及到很多变量。而且还有来自熔融策略，要求技术人员做完美的选定。 通用螺杆标准的必要性 通用螺杆的设计已有50多年的历史了。在几何形状方面没什么秘密可言了，我们不必担心会侵犯什么专利了，而且能看到的价值与性能也没更大的差异了，那么我们为何不正式通过一个标准呢？ 标准能给工业带来奇迹，它可以提供一个基准，从而防止使用其他迭代法。将一个标准用于整个工业，首先应该有一个恰当的机制来创立标准或准则；其次这项工作应该由代表来自注模协会记录中大多数利益的群体来共同完成。 通用螺杆的设计 通用螺杆标准的制定需要大量的研究和试验。需要机械制造者、模具商、螺杆设计师、树脂制造商以及独立的检测实验室之间的共同工作。 一项特殊的设计应该是上述合作人员都能参加。它可能会有一个已知的熔融温度值、物流量和熔融质量额定值（此数值用界于0～10的刻度来表示某特殊的停滞时间）。 将会产生一个简图。有了这张简图，模具商能够确定该通用螺杆的设计是否满足模制所要求的零件。这张图同样可以帮助模具商确定所需要的转速、背压和筒体压力的设定值。熔融准备工作与其说是科学还不如说是艺术，但是所研制出的准则将会是向前迈了科学性的一步。注模设备的制造商、独立的螺杆设计师以及树脂生产商也可用所开发出的测试机械原理去评估各自的设计专利产品。 标准给工业带来的收益 目前，注模业所面临的情况不利于模压完美的零件，理由如下： · 典型的模具商实在不知道螺杆和阀门应该安装在注模装置的什么地方，他们也不知道从所得到的设计中想要些什么，直到用这种设备在具体工作中运行一段时间才能揣摩出来。 · 没有标准的螺杆设计用于参考。 ·没有标准的测试方法来比较增塑螺杆设计在注模技术上的影响。 因此，所有的塑料模具制造协会都应该坚持开发螺杆设计的标准。过去有种不充分的观点是不主张采用标准，因为这样涉及到了专利和对知识产权的保护问题，现在，这种观点将要被注模业的自身利益彻底瓦解。(end)

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