¿Cómo afecta la geometría del cilindro cónico de doble tornillo a la mezcla y homogeneización de materiales?

La geometría del cilindro cónico de doble tornillo juega un papel crucial en la mezcla y homogeneización de materiales de varias maneras:

Profundidad y ancho del canal: las dimensiones de los canales entre los tramos del tornillo son determinantes críticos de la velocidad de corte que experimentan los materiales. Los canales estrechos aumentan las velocidades de corte, promoviendo una mezcla y dispersión más intensa. Este efecto es particularmente significativo para materiales viscosos o que contienen aditivos o cargas con tendencia a aglomerarse. La geometría debe ajustarse con precisión para equilibrar las dimensiones del canal para lograr el nivel deseado de corte sin causar una acumulación excesiva de presión o degradación del material.

Paso del tornillo: El paso del tornillo gobierna el movimiento axial de los materiales a lo largo del cilindro e influye profundamente en la cinética de mezcla. Un paso más estrecho aumenta el número de eventos de corte experimentados por los materiales por unidad de longitud, lo que promueve una mezcla más completa. Sin embargo, los pasos excesivamente estrechos pueden provocar un aumento del calentamiento por fricción y del esfuerzo cortante, comprometiendo potencialmente la integridad del material o provocando la degradación de la masa fundida. La selección de tono óptima implica una comprensión matizada de la reología del material, las condiciones de procesamiento y los objetivos de mezcla deseados, a menudo informados por pruebas empíricas y análisis reológicos.

Configuración del tornillo: la incorporación estratégica de varios elementos de mezcla a lo largo de los tramos del tornillo facilita diferentes mecanismos de mezcla y mejora la eficiencia general de la mezcla. Los bloques de amasado inducen fuerzas intensas de corte y alargamiento, promoviendo la mezcla distributiva y dispersiva. Los elementos inversos interrumpen los patrones de flujo de material, mejorando la mezcla distributiva al promover el contacto interfacial entre las capas de material. Los elementos de mezcla distributiva crean patrones de flujo caóticos, maximizando el área interfacial y promoviendo una mezcla completa.

Conicidad del barril: El ángulo cónico del cilindro cónico de doble tornillo impacta significativamente el tiempo de residencia del material y el comportamiento del flujo. Una conicidad más pronunciada aumenta el tiempo de residencia al reducir el área de la sección transversal disponible para el flujo de material, promoviendo una mezcla e interacción más extensa entre los materiales. Sin embargo, los conos excesivamente pronunciados pueden provocar un estancamiento del material o una distribución desigual del flujo, lo que requiere una optimización cuidadosa para equilibrar la eficiencia de la mezcla y el rendimiento del material.

Control de temperatura: Los mecanismos precisos de control de temperatura integrados en el barril desempeñan un papel fundamental en la regulación de la viscosidad del material y el comportamiento del flujo, lo que influye en la eficiencia de la mezcla. Los elementos calefactores facilitan la fusión del material y la reducción de la viscosidad, promoviendo el flujo y la dispersión, particularmente para materiales termoplásticos. Por el contrario, los elementos de enfriamiento previenen el sobrecalentamiento y la degradación del material mientras mantienen las temperaturas de procesamiento deseadas, cruciales para materiales sensibles al calor o formulaciones reactivas. Los sistemas avanzados de control de temperatura, como los controladores PID (Proporcional-Integral-Derivado) y los conjuntos de termopares, permiten una regulación precisa de los perfiles de temperatura del barril, optimizando el rendimiento de la mezcla y garantizando una calidad constante del producto.

Longitud del barril: La longitud del barril afecta directamente el tiempo de residencia del material y la cantidad de etapas de mezcla dentro de la zona de procesamiento. Los barriles más largos brindan un mayor tiempo de residencia y oportunidades adicionales para mezclar, lo que facilita pasos de procesamiento secuenciales como premezcla, dispersión y homogeneización final. Sin embargo, una longitud excesiva del cilindro puede provocar un consumo innecesario de energía y problemas de distribución del tiempo de residencia, lo que requiere una consideración cuidadosa de los objetivos de procesamiento y las características del material.

Tornillo cónico de doble cilindro

Naturaleza del material: 38CrMoALA
Dureza de la naturaleza del acento: HB260-290
Profundidad de nitración: 0,40-0,70 mm
Dureza de la superficie: Hv90o-1050
Rugosidad de la superficie: Ra0.32um
Linealidad del tornillo: 0,015 mm/m