01 Princípios mecânicos
O mecanismo básico de extrusão é simples: um parafuso gira no cilindro e empurra o plástico para frente. O parafuso é na verdade um chanfro ou rampa enrolado em torno da camada central. O objetivo é aumentar a pressão para superar maiores resistências. No caso de uma extrusora, existem 3 tipos de resistência a vencer: o atrito das partículas sólidas (alimentação) na parede do cilindro e o atrito mútuo entre elas quando o parafuso gira algumas voltas (zona de alimentação); adesão do fundido à parede do cilindro; A resistência do fundido à sua logística interna quando é empurrado para frente.
A maioria dos parafusos individuais são roscas destras, como aquelas usadas em marcenaria e máquinas. Se vistos por trás, eles estão girando na direção oposta porque fazem o possível para girar o cano para trás. Em algumas extrusoras de parafuso duplo, dois parafusos giram em lados opostos em dois cilindros e se cruzam, portanto, um deve estar voltado para a direita e o outro deve estar voltado para a esquerda. Em outros parafusos duplos de mordida, os dois parafusos giram na mesma direção e devem, portanto, ter a mesma orientação. No entanto, em ambos os casos, existem rolamentos axiais que absorvem forças inversas, e o princípio de Newton ainda se aplica.
02 Princípio térmico
Os plásticos extrudáveis são termoplásticos – derretem quando aquecidos e solidificam novamente quando resfriados. De onde vem o calor do derretimento do plástico? O pré-aquecimento da alimentação e os aquecedores do cilindro/matriz podem funcionar e são importantes na partida, mas a energia de entrada do motor – o calor friccional gerado no cilindro quando o motor gira o parafuso contra a resistência de um fundido viscoso – é a fonte de calor mais importante para todos os plásticos, exceto para sistemas pequenos, roscas de baixa velocidade, plásticos com alta temperatura de fusão e aplicações de revestimento por extrusão.
Para todas as outras operações, é importante reconhecer que o aquecedor do cartucho não é a principal fonte de calor em operação e, portanto, tem menos efeito na extrusão do que poderíamos esperar. A temperatura do cilindro traseiro ainda pode ser importante porque afeta a taxa na qual os sólidos são transportados na malha ou na alimentação. As temperaturas da matriz e do molde geralmente devem ser a temperatura de fusão desejada ou próxima dela, a menos que sejam usadas para uma finalidade específica, como envernizamento, distribuição de fluidos ou controle de pressão.
03 Princípio de desaceleração
Na maioria das extrusoras, a mudança na velocidade da rosca é obtida ajustando a velocidade do motor. O motor geralmente gira em velocidade máxima de cerca de 1750 rpm, mas isso é rápido demais para uma rosca extrusora. Se ele for girado a uma velocidade tão rápida, será gerado muito calor de fricção e o tempo de residência do plástico será muito curto para preparar uma massa fundida uniforme e bem agitada. As relações de desaceleração típicas estão entre 10:1 e 20:1. O primeiro estágio pode ser engrenado ou polia, mas o segundo estágio é engrenado e o parafuso é posicionado no centro da última engrenagem grande.
Em algumas máquinas de movimento lento (como parafusos duplos para UPVC), pode haver 3 estágios de desaceleração e a velocidade máxima pode ser tão baixa quanto 30 rpm ou menos (relação de até 60:1). No outro extremo, alguns parafusos duplos muito longos para agitação podem funcionar a 600 rpm ou mais rápido, portanto, é necessária uma taxa de desaceleração muito baixa, bem como muito resfriamento profundo.
Às vezes, a taxa de desaceleração não corresponde à tarefa – muita energia é deixada sem utilização – e é possível adicionar um conjunto de polias entre o motor e o primeiro estágio de desaceleração que altera a velocidade máxima. Isto aumenta a velocidade da rosca além do limite anterior ou reduz a velocidade máxima, permitindo que o sistema opere a uma percentagem maior da velocidade máxima. Isto aumenta a energia disponível, reduz a amperagem e evita problemas no motor. Em ambos os casos, a produção pode aumentar dependendo do material e das suas necessidades de refrigeração.
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Horário da postagem: 17 de janeiro de 2023