Um cliente envia um desenho marcado30:1, compressão 3:1, e nos pede para copiá-lo. Nove em cada dez vezes fazemos exatamente isso. Na décima vez, perguntamos o que alimentam a máquina — e a resposta explica o problema com que vivem há dois anos.
A relação L/D e a taxa de compressão são os dois números que todos citam e quase ninguém questiona. Eles são genuinamente úteis. Eles também são incompletos de uma forma que custa a produção todos os dias. Em vez de defini-las e parar, aqui estão três situações que aparecem repetidamente em nossas bancadas e o que cada uma delas revela sobre o que os números controlam e o que não controlam.
Caso 1 — O parafuso que estava “correto” e ainda saltou
Saída reduzida, aumento de pressão, especificação inalterada
A especificação do parafuso estava boa. Estava tudo bem quando foi projetado. O que mudou foi a montante: a fábrica começou a misturar o seu próprio corte de borda de volta à alimentação. No papel, nada estava errado com o parafuso – o desenho ainda dizia 30:1 e 3:1, exatamente como antes.
Mas a taxa de compressão não é uma classificação abstrata de qualidade. É uma declaração sobrequanto ar tem que sair da alimentação. Pelotas virgens densas carregam relativamente pouco; flocos de filme irregulares carregam muito mais e não são compactados da mesma maneira no canal de alimentação. O parafuso estava sendo solicitado a fazer um trabalho para o qual nunca foi dimensionado.
O que L/D realmente compra para você
Tomemos primeiro a definição, brevemente, porque os casos dependem dela. L/D é o parafusocomprimento efetivo voado dividido pelo seu diâmetro externo— um parafuso de 90 mm com 2.700 mm de comprimento helicoidal é 30:1. Sendo uma proporção, transfere-se entre tamanhos de máquinas: 30:1 a 60 mm e 30:1 a 150 mm proporcionam proporcionalmente o mesmo comprimento de trabalho.
As relações L/D comuns para extrusão de parafuso normalmente variam de 20:1 a 30:1, eo impulso para rendimento e mixagem levou os designs modernos geralmente para 30:1 ou mais. O que o comprimento compra é o tempo de residência – mais voltas de parafuso para transportar, derreter, misturar e aumentar a pressão.
Uma peculiaridade de contagem que vale a pena conhecer antes de comparar cotações
Os parafusos de passo quadrado facilitam a leitura do L/D através da contagem de voltas, mas há uma convenção que as pessoas aplicam de forma inconsistente.A parte sob a abertura de alimentação não deve ser incluída em L/D – embora muitas pessoas a contem, porque faz com que o parafuso pareça mais longo. Se dois fornecedores cotarem L/D diferentes para o que deveria ser a mesma peça, esta é a primeira coisa a verificar.
Mais não é uma atualização gratuita.Mais comprimento significa mais tempo de residênciaemais histórico de cisalhamento. No PVC rígido, o tempo em temperatura é justamente o que produz a degradação. Um parafuso mais longo também custa mais e exige mais torque. O comprimento ajuda quando o comprimento é a restrição – não de outra forma.
Caso 2 — Quando a linha de reciclagem começou
Problemas alimentares que surgiram do nada
Este é o gêmeo do Caso 1 e é tão comum que merece ser nomeado. Uma rosca projetada em torno de pelotas densas e de fluxo livre, posteriormente alimentadas com uma parcela substancial de flocos de filme ou material reciclado, tem dois problemas ao mesmo tempo: o canal de alimentação não enche de forma consistente e há muito mais ar incorporado para ser expulso do que o perfil de compressão foi construído para suportar.
Os sintomas — surtos, produção irregular, tempos de purga mais longos — parecem falhas de máquina, e é por isso que o diagnóstico muitas vezes chega primeiro a um beco sem saída caro. Nada está quebrado. O parafuso está simplesmente fazendo um trabalho diferente daquele para o qual foi desenhado.
| Formulário de feed | Densidade aparente | O que exige do parafuso |
|---|---|---|
| Pelotas densas de fluxo livre | Alto | Menos compressão; a alimentação raramente é a restrição |
| Mistura em pó/seca | Baixo | Mais compressão; grande área de alimentação é importante |
| Floco de filme ou remoído | Muito baixo, irregular | Mais compressão, e a própria alimentação se torna o limite |
| Composto fortemente preenchido | Varia | Definido pelo comportamento de fusão e tolerância ao calor |
| Mistura seca de PVC rígido | Baixo | Precisa de compactação, mas degrada se for muito rápido |
Essa última linha é a razão pela qual o PVC rígido acababarris cônicos de parafuso duploem vez de ser resolvido com um número de compressão: a conicidade é comprimida progressivamente ao longo de todo o comprimento, em vez de em uma única etapa. Nós os projetamos de forma diferente novamente, dependendo se o composto tem CaCO₃ baixo, médio ou alto - coberto embarris de parafuso para extrusão de PVC.
Qual taxa de compressão mede
Formalmente,a taxa de compressão é a razão entre o volume do primeiro lance e o volume do último, geralmente entre dois e quatro, e em um parafuso de passo constante é frequentemente considerada como a razão entre as profundidades do primeiro e do último canal.
Em termos de oficina: à medida que o material derrete, ele perde o ar entre os grânulos e ocupa menos espaço, por isso o canal tem que ser raso para manter o fundido compactado e empurrar o ar de volta para a tremonha. Pouca compressão deixa o ar não derretido e arrastado. Demais converte a corrente do motor em calor de cisalhamento que você precisa remover.
Resolvendo isso a partir de um parafuso que você tem na sua frente
- Profundidade do canal de alimentação = (diâmetro externo - diâmetro da raiz na zona de alimentação) ÷ 2
- Profundidade do canal de medição = (diâmetro externo - diâmetro da raiz na zona de medição) ÷ 2
- Taxa de compressão ≈ profundidade de alimentação ÷ profundidade de dosagem
Este valor de profundidade aproxima-se da verdadeira relação volumétrica. Onde o tom varia ao longo do parafuso, os dois divergem – o que é o primeiro indício de que o número do título está fazendo menos trabalho do que as pessoas imaginam.
Caso 3 – Mesma proporção, parafuso diferente
Dois parafusos 3:1 que não se comportavam de maneira semelhante
A taxa de compressão informaquantoo canal fica raso. Não diz nada sobrequão rápido. Alcance 3:1 gradualmente ao longo de uma longa transição e o material será comprimido suavemente. Obtenha o mesmo 3:1 em alguns voos e concentre a mesma redução de volume em uma curta distância – com o calor de cisalhamento que isso implica.
Ambos os parafusos são descritos honestamente como “3:1”. Apenas um é adequado para um material sensível ao calor. A variável que os separava – a divisão do comprimento total entre alimentação, transição e medição – não aparece em nenhum número do título, apenas no desenho.
Os pontos cegos em ambos os números
Preferimos dizer isso claramente do que deixar um comprador confiar demais em um número. Como diz uma referência de extrusão de longa data,taxa de compressão é útil, mas é um número indefinidoque por si só não pode descrever como um parafuso se comportará.
Nem L/D nem taxa de compressão informam:
- A divisão da zona— Caso 3 em uma linha
- O perfil do campo- constante ou variável, e onde muda
- Seções de mixagem- umElemento Maddock, Abacaxi ou Saxtonmove a qualidade do fundido além de uma pequena mudança de compressão
- Liberação- a lacuna entre o parafuso e o cilindro governa a produção e aumenta à medida que o conjunto se desgasta
- Tratamento de superfície— nada na geometria diz se a peça sobrevive ao seu preenchimento
Esse ponto final é onde o dinheiro é perdido silenciosamente. A geometria governa o desempenho no primeiro dia. Otratamento de materiais e superfíciesgovernar quanto tempo dura um dia. Um parafuso bem projetado na liga errada ainda se desgasta precocemente em um composto preenchido - e então a folga se abre e a geometria pela qual você pagou deixa de ter importância.
O que você pode mudar em sua máquina – e o que não pode
Vale a pena ser claro, porque determina o que vale a pena discutir.
L/D é fixo.O comprimento do cano, a estrutura e o acionamento são construídos em torno dele. Não há mais parafuso para sua extrusora existente; essa é uma máquina diferente.
Quase todo o resto está aberto.Divisão de zonas, profundidades de canal e, portanto, taxa de compressão, passo, seções de mistura, tratamento de superfície – tudo especificado por trabalho, porque os cilindros dos parafusos são quase 100% personalizados de qualquer maneira. Na nossa loja em Zhoushan, que vai de12 mm a 500 mm de diâmetro, comprimentos de trabalho para10.000 milímetros, com o alojamento de alimentação, o revestimento de alimentação e a camisa de água feitos internamente ao lado da rosca.
O único momento em que mudar o design é gratuito
- A substituição ocorre quando uma geometria que nunca se adequou à matéria-prima pode ser corrigida sem custo adicional de ferramental
- Copiar um parafuso desgastado com exatidão também copia o que há de errado com ele
- Se a produção, não derretimento, oscilação ou degradação for uma reclamação permanente, coloque-a na consulta em vez de solicitar uma segunda via
Nenhum desenho é normal para trabalhos de substituição - fotos, além de detalhes de diâmetro, comprimento e flange são suficientes para começar, e nossos engenheiros podem medir um cilindro de parafuso existente no local, qualquer que seja a marca da máquina. Cada peça é enviada com certificado de material e relatório de inspeção, construída com rugosidade superficial Ra 0,4 µm e retilinidade de 0,015 mm.
Perguntas que nos fazem
Qual é a relação L/D de uma rosca extrusora?
L/D é o comprimento efetivo do parafuso dividido pelo seu diâmetro externo. Um parafuso de 90 mm com 2700 mm de comprimento helicoidal é 30:1. Os valores comuns de extrusão de parafuso único variam em torno de 20:1 a 30:1, com designs modernos geralmente estendendo-se para 30:1 ou mais. Um detalhe que vale a pena conferir na comparação de fornecedores: a porção abaixo da abertura de alimentação não deve ser contada, embora muitas pessoas a incluam porque faz com que o parafuso pareça mais longo.
Qual é a taxa de compressão em uma rosca extrusora?
É a razão entre o volume do primeiro voo na zona de alimentação e o volume do último voo na zona de medição, geralmente entre dois e quatro. Em uma rosca de passo constante, muitas vezes é considerado mais simplesmente como a relação entre a profundidade do canal de alimentação e a profundidade do canal de medição. Ele mede o quanto o material é compactado à medida que derrete e o ar preso é conduzido de volta para a tremonha.
Por que dois parafusos com a mesma taxa de compressão têm desempenho diferente?
Porque a taxa de compressão indica o quanto o canal fica raso, e não com que rapidez. A mesma proporção alcançada gradualmente ao longo de uma longa zona de transição é muito mais suave do que a mesma proporção obtida ao longo de alguns lances, que concentra o calor de cisalhamento. A zona dividida entre alimentação, compressão e medição é o que separa os dois e não aparece em nenhum dos números do título.
A adição de material reciclado requer um design de parafuso diferente?
Muitas vezes sim. O requisito de compressão segue a densidade aparente da alimentação, não o nome do polímero. Uma rosca projetada em torno de pellets virgens densos e posteriormente alimentada com 20 a 30 por cento de flocos de filme está sendo solicitada para remover muito mais ar incorporado do que foi construído. Problemas de alimentação, oscilações e perda de produção que começam após o início de um programa de reciclagem são frequentemente uma incompatibilidade de design da rosca e não uma falha da máquina.
Posso alterar a relação L/D na minha extrusora existente?
O comprimento do cano, a estrutura e o acionamento são construídos em torno dele, portanto o L/D é fixado pela máquina. O que pode mudar num parafuso de substituição é a divisão da zona, as profundidades do canal e, portanto, a taxa de compressão, o passo, a secção de mistura e o tratamento de superfície. É aí que geralmente há melhorias reais.
O que devo dizer a um fabricante de parafusos além de L/D e taxa de compressão?
A marca e modelo da máquina, o diâmetro do parafuso, o polímero com tipo de enchimento e porcentagem, a forma física da alimentação, como pellet, pó, flocos ou moídos e sua proporção, a meta de produção e o problema específico que você deseja resolver. O formato do feed e o conteúdo de preenchimento alteram o design mais do que as proporções do título.
Uma relação L/D mais alta é sempre melhor?
Não. Mais comprimento proporciona mais tempo de residência, o que ajuda quando a fusão ou mistura é o fator limitante e melhora a uniformidade do fundido. Mas também significa mais histórico de cisalhamento e maior tempo em temperatura, o que degrada materiais sensíveis ao calor, como o PVC rígido, além de custar mais e exigir mais torque. O comprimento ajuda apenas quando o comprimento é o que faltou ao processo.
Fontes e referências
- Plásticos Hoje -Noções básicas de extrusão: a domesticação do parafuso(Convenção de contagem L/D, definição e faixa de taxa de compressão)
- Dr.Noções básicas de extrusão de parafuso: fundamentos e aplicações de impressão 3D(faixa L/D comum, zonas de parafuso, folga)
- Polímeros (MDPI) —Projeto, modelagem e validação de uma rosca de mistura compacta e com baixo consumo de energia(tendência para maior L/D)
