Quelli che seguono sono principi importanti da tenere a mente riguardo all'estrusione.Dovrebbero contribuire a risparmiare denaro, produrre prodotti di qualità superiore e utilizzare le attrezzature in modo più efficiente.
1. Il principio meccanico. I meccanismi di base dell'estrusione sono semplici: una vite gira in un cilindro e spinge la plastica in avanti.Una vite è in realtà un piano inclinato, o rampa, avvolto attorno a un nucleo centrale.L'intento è quello di moltiplicare la forza affinché si possa superare una grande resistenza.Nel caso di un estrusore le resistenze da superare sono tre: lo sfregamento delle particelle solide (l'alimentazione) contro la parete del cilindro e tra loro nei primi giri della vite (la zona di alimentazione);l'adesione del fuso alla parete del cilindro;e resistenza al flusso all'interno della massa fusa mentre viene spinta in avanti.
Sir Isaac Newton spiegò che se una cosa non si muove in una data direzione, le forze su di essa sono bilanciate in quella direzione.La vite non si muove in direzione assiale, anche se può ruotare rapidamente in direzione trasversale attorno alla circonferenza.Pertanto, le forze assiali sulla vite sono bilanciate e se spinge in avanti con grande forza la plastica fusa deve spingere all'indietro qualcosa con la stessa forza.In questo caso, spinge su un cuscinetto dietro l'ingresso di alimentazione chiamato cuscinetto reggispinta.
La maggior parte delle viti singole hanno filettatura destrorsa, come le viti e i bulloni utilizzati in carpenteria e macchinari.Girano in senso antiorario, se visti da dietro, mentre cercano di svitarsi all'indietro fuori dalla canna.In alcuni estrusori bivite, due viti girano in direzioni opposte a doppio cilindro e si intrecciano, per cui una deve essere destrorsa e l'altra sinistrorsa.Nelle altre viti gemelle interingranate, entrambe le viti girano nella stessa direzione e quindi devono avere lo stesso orientamento.In tutti i casi, tuttavia, ci sono cuscinetti reggispinta per assorbire la forza all'indietro e il principio di Newton è ancora valido.
2. Il principio termico. Le plastiche estrudibili sono termoplastiche: si sciolgono quando riscaldate e diventano nuovamente solide quando vengono raffreddate.Da dove viene il calore necessario per sciogliere la plastica?Il preriscaldamento dell'alimentazione e i riscaldatori del cilindro/stampo possono contribuire e sono fondamentali all'avvio, ma l'apporto di energia del motore (calore per attrito generato all'interno del cilindro quando il motore gira la vite contro la resistenza del materiale fuso viscoso) è di gran lunga la fonte di calore più importante per tutti tranne sistemi molto piccoli, viti a movimento lento, plastica ad alta temperatura di fusione e applicazioni di rivestimento per estrusione.
Per tutte le altre operazioni, è importante rendersi conto che i riscaldatori del cilindro non sono la fonte primaria di calore durante il funzionamento e quindi hanno un effetto minore sull'estrusione di quanto potremmo aspettarci.La temperatura della canna posteriore può rimanere importante perché influisce sulla presa o sulla velocità dei solidi trasportati nel mangime.Le temperature della testa e dello stampo dovrebbero normalmente essere pari o vicine alla temperatura di fusione desiderata, a meno che non vengano utilizzate per uno scopo specifico come la brillantezza, la distribuzione del flusso o il controllo della pressione.
3. Principio di riduzione della velocità. Nella maggior parte degli estrusori, la velocità della vite viene modificata modificando la velocità del motore.I motori in genere girano a circa 1750 giri al minuto alla massima velocità, ma è troppo veloce per una vite di estrusione.Se ruotasse così velocemente, genererebbe troppo calore da attrito e il tempo di permanenza della plastica sarebbe troppo breve per preparare una fusione uniforme e ben miscelata.Un rapporto di riduzione tipico è compreso tra 10:1 e 20:1.Il primo stadio può utilizzare ingranaggi o un set di pulegge, ma il secondo stadio utilizza sempre ingranaggi e la vite è posizionata al centro dell'ultimo, grande ingranaggio.
In alcune macchine a movimento lento (come le macchine gemellari per UPVC), possono essere presenti tre stadi di riduzione e la velocità massima può essere pari a 30 giri al minuto o meno (con rapporti fino a 60:1).All'estremo opposto, alcuni gemelli molto lunghi utilizzati per il compounding possono funzionare a 600 giri al minuto o più, per cui è necessario un rapporto di riduzione molto basso, nonché un raffreddamento intenso.
A volte il rapporto di riduzione non è adatto al lavoro da svolgere (la potenza resta inutilizzata) ed è possibile aggiungere una serie di pulegge tra il motore e il primo stadio di riduzione per modificare la velocità massima.Ciò aumenta la velocità della vite oltre i limiti precedenti o riduce la velocità massima per consentire al sistema di funzionare a una percentuale maggiore di tale velocità massima.Ciò aumenta la potenza disponibile, riduce l'amperaggio ed evita problemi al motore.In entrambi i casi la resa può essere aumentata a seconda del materiale e delle sue esigenze di raffreddamento.
Orario di pubblicazione: 04 maggio 2017