¿Qué factores se deben considerar al determinar la velocidad óptima del tornillo para un cilindro de doble tornillo cónico?

El material que se procesa es el factor crítico para determinar la velocidad del tornillo. Cada material, ya sea polímero, caucho o compuesto, tiene propiedades únicas como viscosidad, sensibilidad térmica y comportamiento de flujo. Por ejemplo, los materiales altamente viscosos requieren velocidades de tornillo más bajas para evitar un cizallamiento excesivo, lo que podría provocar la degradación del material o un aumento en la temperatura de fusión. Por otro lado, los materiales de baja viscosidad pueden tolerar velocidades más altas, lo que permite un rendimiento más rápido sin comprometer la calidad. Además, los materiales con propiedades sensibles al calor, como el PVC, requieren un control cuidadoso de la velocidad para evitar la degradación térmica, que podría provocar decoloración, pérdida de propiedades mecánicas o liberación de gases nocivos.

El rendimiento, o la cantidad de material procesado por unidad de tiempo, influye directamente en la elección de la velocidad del husillo. Las demandas de mayor rendimiento generalmente requieren un aumento en la velocidad del tornillo. Sin embargo, esto debe equilibrarse con las características de procesamiento del material. Una velocidad excesiva puede provocar una mezcla deficiente, una fusión incompleta o incluso fallas mecánicas. Por el contrario, si la velocidad del tornillo es demasiado baja, es posible que el rendimiento no cumpla con los objetivos de producción y genere ineficiencias. La velocidad definitiva debe ser el punto en el que se logra el rendimiento requerido sin comprometer la integridad del material o la calidad del producto.

El diseño del tornillo en sí, incluido su paso, profundidad de vuelo y geometría general, juega un papel importante a la hora de determinar la velocidad definitiva del tornillo. Los tornillos gemelos cónicos están diseñados para comprimir el material a medida que se mueve a lo largo del cilindro, lo que ayuda a mejorar la mezcla y la fusión. El paso y la profundidad de las paletas del tornillo determinan la rapidez con la que el material se mueve a través del cilindro y el grado de cizallamiento que experimenta. Un tornillo con un paso poco profundo y paletas profundas generalmente requerirá un ajuste de velocidad diferente en comparación con uno con un paso pronunciado y paletas poco profundas. El diseño debe alinearse con las propiedades del material y el resultado deseado para lograr los resultados.

Los materiales procesados ​​en un cilindro cónico de doble tornillo pueden ser sensibles a las fuerzas de corte y al calor. Las altas velocidades de los tornillos aumentan tanto la velocidad de corte como la generación de calor por fricción, lo que puede causar degradación térmica en materiales sensibles al calor. Esto puede provocar problemas como decoloración, cambios en el peso molecular o la liberación de componentes volátiles. Para materiales como ciertos termoplásticos o productos de calidad alimentaria, mantener una velocidad de tornillo baja puede ayudar a minimizar estos riesgos, asegurando que las propiedades del material se conserven durante todo el proceso. La velocidad definitiva debe ser lo suficientemente baja para evitar la degradación y al mismo tiempo lograr una mezcla y un rendimiento adecuados.

La eficacia de los sistemas de refrigeración y calefacción del cañón es crucial a la hora de determinar la velocidad definitiva del tornillo. Estos sistemas controlan la temperatura del material a medida que se procesa, evitando el sobrecalentamiento o un calentamiento insuficiente. Si la velocidad del tornillo es demasiado alta, el calor generado puede exceder la capacidad del sistema de enfriamiento, provocando temperaturas de fusión excesivas y una posible degradación del material. Por el contrario, si la velocidad es demasiado baja, es posible que el sistema de calentamiento no pueda mantener la temperatura requerida para el procesamiento, lo que provocará una fusión incompleta o una mezcla deficiente. La velocidad del tornillo debe equilibrarse con las capacidades de estos sistemas para mantener la temperatura de procesamiento deseada durante todo el proceso de extrusión.

La velocidad del tornillo afecta directamente la presión dentro del cilindro. Las velocidades más altas generalmente aumentan la presión, que es necesaria para impulsar el material a través del troquel y dar forma al producto final. Sin embargo, una presión excesiva puede provocar varios problemas, como desgaste de la matriz, flujo desigual o inestabilidad del material. Por otro lado, una presión insuficiente puede provocar un llenado incompleto del troquel y provocar defectos en el producto final. La velocidad definitiva del tornillo debe crear suficiente presión para garantizar el llenado adecuado del troquel y la formación del producto, evitando al mismo tiempo una tensión excesiva en el equipo o el material.

Tornillo cónico de doble cilindro