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Extrusora de un solo tornillo versus extrusora de doble tornillo

La industria del plástico suele clasificar las extrusoras en dos tipos principales: extrusoras de un solo tornillo y extrusoras de doble tornillo. Cada tipo cuenta con características distintas, lo que los hace ampliamente utilizados en la industria del plástico. Entonces, ¿cuáles son las ventajas únicas de estos dos tipos de extrusoras y en qué se diferencian?

Este artículo profundizará en las disparidades entre los de un solo tornillo y los extrusoras de doble tornillo, para ayudarle a comprender mejor estos equipos esenciales.

Extrusora de un solo tornillo

Como sugiere el nombre, una extrusora de un solo tornillo tiene un tornillo dentro del cilindro del extrusor. Generalmente, la longitud efectiva se divide en tres tramos. La longitud efectiva de las tres secciones se determina según el diámetro, el paso y la profundidad del tornillo. Generalmente, cada sección se divide en un tercio.

extrusora de un solo tornillo

Sección de transporte

La primera sección, que comienza desde el último hilo de la tolva de alimentación, se llama sección de transporte. Los materiales de esta sección no deben fundirse, pero sí deben precalentarse y comprimirse. En el pasado, la teoría de extrusión convencional consideraba estos materiales como cuerpos sueltos. Sin embargo, se ha demostrado que los materiales de esta sección son en realidad tapones macizos. En otras palabras, cuando se les aplica presión, los materiales se comportan como tapones sólidos. Por lo tanto, completar la tarea de transporte es su función principal.

Sección de compresión

Este segmento se conoce como sección de compresión. En este caso, el volumen de la ranura del tornillo disminuye gradualmente y la temperatura debe alcanzar el nivel necesario para que el material se funda. La compresión se lleva a cabo en esta sección, donde el material se puede comprimir desde la sección tres de la sección de transporte a la sección uno. Esto se conoce como relación de compresión del tornillo, normalmente 3:1, aunque las relaciones pueden variar según la máquina. Una vez que el material está completamente fundido se avanza a la tercera sección.

Sección de medición

El tercer segmento se conoce como sección de medición. En esta etapa, el material conserva su temperatura de plastificación y se transporta de forma precisa y cuantitativa, asemejándose a una bomba dosificadora, para suministrar material fundido al cabezal de troquel. Durante esta fase, la temperatura no debe caer por debajo de la temperatura de plastificación, normalmente ligeramente más alta.

Solicitud

Las extrusoras de un solo tornillo sirven principalmente para extruir tubos, láminas, placas y perfiles, además de granular ciertos materiales modificados.

Extrusora de doble tornillo

Una extrusora de doble husillo consta de dos husillos y varios sistemas. El sistema de tornillo juega un papel clave en el proceso de plastificación y transporte de materiales, lo que afecta significativamente el rendimiento y la calidad del producto final.

Extrusora de doble tornillo
  1. Sistema de alimentación: Comprende una tolva, un motor mezclador y un motor de alimentación. Su propósito es evitar la acumulación de material y garantizar una entrada suave a la entrada de alimentación.
  2. Sistema de calefacción externo: Emplea principalmente varillas calefactoras y el cilindro para calentar eficazmente el material, facilitando el proceso de plastificación.
  3. Sistema de refrigeración: Emplea un sistema de intercambio de calor que consiste en aceite térmico o agua para bajar la temperatura dentro del barril, regulando así efectivamente la temperatura del barril.
  4. Sistema hidráulico de cambio de pantalla.: Utiliza mallas filtrantes reemplazables para capturar impurezas, mejorar la plastificación y garantizar uniformidad y estabilidad en la calidad de los materiales de salida.
  5. Sistema de vacío: Extrae la humedad y otras sustancias volátiles de bajo peso molecular del material.
  6. sistema de control eléctrico: Supervisa y regula los equipos pertinentes de los sistemas de materiales principales y auxiliares.
  7. Sistema de tornillo: El componente fundamental de la extrusora, comprende la sección de transporte, la sección de fusión (puerto de ventilación), la sección de plastificación (puerto de vacío) y la sección de descarga.

Sistema de tornillo

El sistema de tornillo generalmente se divide en cuatro secciones (ilustradas usando extrusoras de doble tornillo paralelo como referencia): sección de transporte, sección de fusión (puerto de ventilación), sección de plastificación (puerto de vacío) y sección de descarga.

  1. Sección de transporte: Su función es transportar materiales y evitar el flujo inverso.
  2. sección de fusión: En este segmento, los materiales se funden y mezclan por completo mediante conducción de calor y cizallamiento por fricción.
  3. Sección de plastificación: Este segmento funde y mezcla aún más los componentes del material, facilitando las funciones de mezcla distributiva y dispersiva.
  4. Sección de descarga: Esta sección transporta y presuriza los materiales, creando una presión específica para compactarlos más firmemente. Además, continúa mezclando los materiales para lograr la granulación por extrusión.

Elementos de transporte

  1. Tipos: Paso grande y paso pequeño.
  2. Efecto del uso del tono: Cuanto más pasos se utilicen, mayor será el rendimiento de extrusión y más corto será el tiempo de residencia del material, lo que dará como resultado una capacidad de mezcla más débil.
  3. Uso típico de tono pequeño: Disminuyendo gradualmente en combinación, utilizado en la sección de transporte, sección de fusión y sección de plastificación, para aumentar la presión, mejorar la fusión, mejorar la homogeneización de la mezcla y estabilizar la capacidad de transporte.

Elementos de corte

  1. Clasificación de dirección: Hay dos categorías: avance y retroceso. La dirección hacia adelante facilita el flujo del material y cumple su función, mientras que la dirección inversa, también conocida como rotación inversa, hace que el material fluya hacia atrás, extendiendo el tiempo de residencia del material, mejorando la capacidad de plastificación y mejorando el efecto de mezcla.
  2. Clasificación de ángulos: Generalmente dividido en 30°, 45°, 60° y 90°.
  3. Función y efecto: En la dirección de avance, aumentar el ángulo escalonado disminuye la capacidad de transporte, extiende el tiempo de residencia y mejora la plastificación. En cuanto a la dispersión, un ángulo mayor produce un efecto más pronunciado; para mezclar dispersiones, 45° suele ser el ángulo óptimo, seguido de 30°, siendo 60° el menos efectivo.
  4. Efecto del número de elementos.: En la dirección de avance, menos elementos dan como resultado una mayor capacidad de transporte de extrusión, par y efecto de mezcla, aunque con una acción de corte reducida. Por el contrario, en la dirección inversa, menos elementos conducen a una menor capacidad de transporte de extrusión, pero a un mejor efecto de mezcla.

Extrusora de un solo tornillo vs. Extrusora de doble tornillo

Artículo

Extrusora de un solo tornillo

Extrusora de doble tornillo

Relación longitud-diámetro del tornillo

La mayoría están entre 7:1 y 11:1, y algunos en 18:1.

12:1~16:1

Forma de la rosca de la sección transversal del tornillo

Rectángulo

En forma de arco

Estructura de barril

Hay pernos de apriete en el cañón.

Superficie interior lisa del cañón.

Control de temperatura del tornillo

La refrigeración interna del tornillo y el control de la temperatura son sencillos.

El rendimiento de enfriamiento y sellado dentro del tornillo es relativamente peor, lo que dificulta el control de la temperatura.

Facilidad para cambiar tipos y colores de revestimiento.

Relativamente conveniente

nivel promedio

Dificultad para procesar recubrimientos en polvo especiales con curado rápido, etc.

Relativamente fácil

nivel promedio

Dificultad de mantenimiento del equipo.

relativamente dificil

nivel promedio

1. Costo

Las extrusoras de un solo tornillo presentan un diseño sencillo y un precio asequible, mientras que las extrusoras de doble tornillo cuentan con una estructura más compleja y un costo más elevado. Generalmente, las extrusoras de doble tornillo son aproximadamente el doble de caras que sus homólogas de un solo tornillo. Sin embargo, los precios pueden variar según el fabricante y el modelo.

2. Formulación

En términos de funcionamiento, la disparidad entre ambos no es sustancial. Sin embargo, las extrusoras de un solo tornillo normalmente implican procesos y formulaciones más simples, mientras que las extrusoras de doble tornillo pueden implicar procesos y formulaciones algo más complejos.

3. Combinación de tornillos

Los tornillos gemelos ofrecen la flexibilidad de combinar roscas según las condiciones del material y las preferencias del operador. Por el contrario, los tornillos individuales son más rígidos y no se pueden combinar.

4. Eficiencia de producción

Las extrusoras de doble tornillo exhiben un alto rendimiento, velocidades de extrusión rápidas y un menor consumo de energía por unidad de producción en comparación con las extrusoras de un solo tornillo. Las extrusoras de doble tornillo suelen lograr aproximadamente el doble de eficiencia que las extrusoras de un solo tornillo. Sin embargo, la eficiencia real puede variar según el fabricante y el modelo.

5. Capacidad de mezcla y plastificación

En términos simples, las extrusoras de un solo tornillo son adecuadas para plastificar y extruir polímeros, así como para el procesamiento por extrusión de materiales granulares como moldeo, película soplada, moldeo por inyección, etc., cubriendo una amplia gama de materiales.

Las extrusoras de doble tornillo destacan por sus capacidades de mezcla y plastificación, lo que las hace ideales para la modificación de plástico. Además, son capaces de producir productos de dos colores.

6. Facilidad de mantenimiento

Cuando se trata de mantenimiento, las extrusoras de un solo tornillo suelen ser más sencillas de manejar en comparación con las extrusoras de doble tornillo debido a su estructura menos compleja, lo que resulta en procedimientos de reparación más sencillos.

7. Mecanismo de transporte

En las extrusoras de un solo tornillo, el transporte del material depende principalmente de la fuerza de fricción entre el material y el cilindro. En las extrusoras de doble tornillo (por ejemplo, la extrusora de doble tornillo co-rotativa), el transporte es hacia adelante, con un efecto de empuje para impulsar el material hacia adelante. Además, las extrusoras de doble tornillo co-rotativo aplican una acción de corte sobre el material en el punto de entrelazamiento de los dos tornillos.

8. Campo de velocidad

En las extrusoras de un solo tornillo, la distribución de velocidades es relativamente sencilla y fácil de caracterizar. Sin embargo, en las extrusoras de doble tornillo contrarrotativas, la situación es significativamente más compleja y difícil de delinear. Esto se debe principalmente a la presencia de regiones entrelazadas en los tornillos, donde se produce un flujo complejo. Esta complejidad brinda a las extrusoras de doble tornillo contrarrotativas muchas ventajas, como una mezcla completa, una transferencia de calor uniforme, una gran capacidad de fusión y un buen rendimiento de escape. Sin embargo, analizar con precisión el estado del flujo en la región de entrelazamiento es un desafío. (Específico para extrusores de doble tornillo contrarrotativos)

9. Solicitud

Extrusoras de doble tornillo: se utiliza para diversas aplicaciones, como refuerzo de fibra de vidrio, granulación de retardantes de llama, granulación con alto contenido de relleno, granulación de material termosensible, masterbatch de color concentrado, masterbatch antiestático, aleaciones, colorantes, granulación de mezcla de bajo relleno, granulación de material de cable, granulación de material de tubería XLPE, termoendurecible. extrusión de compuestos plásticos, adhesivos termofusibles, granulación por extrusión de reacción de PU, resina K, granulación por desvolatilización SBS, etc.

Extrusoras de un solo tornillo: se utiliza para diversas aplicaciones, como tuberías de PP-R, tuberías de gas de PE, tuberías reticuladas de PEX, tuberías compuestas de aluminio y plástico, tuberías de ABS, tuberías de PVC, tuberías con núcleo de silicona HDPE, tuberías compuestas coextruidas y perfiles de extrusión. y láminas de PVC, PET, PS, PP, PC y otros plásticos. También pueden extruir filamentos y varillas, y ajustar la velocidad del extrusor y la estructura del tornillo permite la producción de diversos perfiles de plástico, incluidos PVC y materiales de poliolefina.

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