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Estrusore monovite e estrusore bivite

L’industria della plastica classifica tipicamente gli estrusori in due tipologie principali: estrusori monovite ed estrusori bivite. Ciascun tipo vanta caratteristiche distinte, che li rendono ampiamente utilizzati nell'industria della plastica. Quindi, quali sono i vantaggi unici di questi due tipi di estrusori e in cosa differiscono?

Questo articolo approfondirà le disparità tra vite singola e estrusori bivite, per aiutarti a comprendere meglio queste apparecchiature essenziali.

Estrusore a vite singola

Come suggerisce il nome, un estrusore monovite ha una vite all'interno del cilindro dell'estrusore. Generalmente, la lunghezza effettiva è divisa in tre sezioni. La lunghezza effettiva delle tre sezioni è determinata in base al diametro, al passo e alla profondità della vite. Generalmente ogni sezione è divisa in un terzo.

estrusore monovite

Sezione di trasporto

La prima sezione, a partire dall'ultimo filo della tramoggia di alimentazione, è chiamata sezione di trasporto. I materiali in questa sezione non devono essere fusi ma devono essere preriscaldati e compressi. In passato, la teoria convenzionale dell'estrusione considerava i materiali come corpi sciolti. Tuttavia, è stato dimostrato che i materiali presenti in questa sezione sono in realtà tappi solidi. In altre parole, quando sottoposti a pressione, i materiali qui si comportano come tappi solidi. Pertanto, completare l'attività di trasporto è la sua funzione principale.

Sezione di compressione

Questo segmento è noto come sezione di compressione. Qui il volume della scanalatura della vite diminuisce gradualmente e la temperatura deve raggiungere il livello necessario per la fusione del materiale. In questa sezione avviene la compressione, dove il materiale può essere compresso dalla sezione tre della sezione di trasporto alla sezione uno. Questo è indicato come rapporto di compressione della vite, generalmente 3:1, sebbene i rapporti possano variare a seconda della macchina. Una volta che il materiale è completamente fuso si passa alla terza sezione.

Sezione di misurazione

Il terzo segmento è noto come sezione di misurazione. In questa fase il materiale mantiene la temperatura di plastificazione e viene convogliato in modo preciso e quantitativo, come una pompa dosatrice, per fornire materiale fuso alla testata. Durante questa fase la temperatura non deve scendere al di sotto della temperatura di plastificazione, tipicamente leggermente superiore.

Applicazione

Gli estrusori monovite servono principalmente per l'estrusione di tubi, lastre, piastre e profili, oltre alla granulazione di alcuni materiali modificati.

Estrusore bivite

Un estrusore bivite comprende due viti e diversi sistemi. Il sistema a vite svolge un ruolo chiave nel processo di plastificazione e trasporto dei materiali, incidendo in modo significativo sulle prestazioni e sulla qualità del prodotto finale.

Estrusore bivite
  1. Sistema di alimentazione: È composto da una tramoggia, un motore di miscelazione e un motore di alimentazione. Il suo scopo è prevenire l'accumulo di materiale e garantire un ingresso regolare nell'ingresso del mangime.
  2. Sistema di riscaldamento esterno: Utilizza principalmente barre riscaldanti e cilindro per riscaldare efficacemente il materiale, facilitando il processo di plastificazione.
  3. Sistema di raffreddamento: Impiega un sistema di scambio termico costituito da olio diatermico o acqua per abbassare la temperatura all'interno della botte, regolando così efficacemente la temperatura della botte.
  4. Sistema di cambio filtro idraulico: Utilizza schermi filtranti sostituibili per catturare le impurità, migliorare la plastificazione e garantire uniformità e stabilità nella qualità dei materiali in uscita.
  5. Sistema di vuoto: Estrae dal materiale l'umidità ed altre sostanze volatili a basso peso molecolare.
  6. Sistema di controllo elettrico: Supervisiona e regola le apparecchiature pertinenti dei sistemi materiali principali e ausiliari.
  7. Sistema a vite: Il componente cardine dell'estrusore, comprende la sezione di trasporto, la sezione di fusione (porta di sfiato), la sezione di plastificazione (porta di aspirazione) e la sezione di scarico.

Sistema a vite

Il sistema a vite è tipicamente diviso in quattro sezioni (illustrate utilizzando estrusori bivite paralleli come riferimento): sezione di trasporto, sezione di fusione (porta di sfiato), sezione di plastificazione (porta di vuoto) e sezione di scarico.

  1. Sezione di trasporto: Il suo ruolo è trasportare materiali e impedire il flusso inverso.
  2. Sezione di fusione: In questo segmento, i materiali subiscono una completa fusione e miscelazione attraverso la conduzione del calore e il taglio per attrito.
  3. Sezione di plastificazione: Questo segmento fonde e mescola ulteriormente i componenti materiali, facilitando le funzioni di miscelazione distributiva e dispersiva.
  4. Sezione di scarico: Questa sezione trasporta e pressurizza i materiali, creando una pressione specifica per compattarli più strettamente. Inoltre, continua a mescolare i materiali per ottenere la granulazione per estrusione.

Elementi di trasporto

  1. Tipi: Campo grande e campo piccolo.
  2. Effetto dell'utilizzo del campo: Maggiore è il numero di pece utilizzate, maggiore è la resa dell'estrusione e minore è il tempo di permanenza del materiale, con conseguente capacità di miscelazione più debole.
  3. Utilizzo tipico del passo piccolo: Diminuendo gradualmente in combinazione, utilizzato nella sezione di trasporto, nella sezione di fusione e nella sezione di plastificazione, per aumentare la pressione, migliorare la fusione, migliorare l'omogeneizzazione della miscela e stabilizzare la capacità di trasporto.

Elementi di taglio

  1. Classificazione della direzione: Esistono due categorie: avanti e indietro. La direzione in avanti facilita il flusso del materiale e svolge la sua funzione, mentre la direzione inversa, nota anche come rotazione inversa, fa sì che il materiale fluisca all'indietro, estendendo il tempo di permanenza del materiale, migliorando la capacità di plastificazione e migliorando l'effetto di miscelazione.
  2. Classificazione degli angoli: Generalmente diviso in 30°, 45°, 60° e 90°.
  3. Funzione ed effetto: Nella direzione in avanti, l'aumento dell'angolo sfalsato diminuisce la capacità di trasporto, prolunga il tempo di permanenza e migliora la plastificazione. Per quanto riguarda la dispersione, un angolo maggiore produce un effetto più pronunciato; per la miscelazione a dispersione, 45° è in genere l'angolo ottimale, seguito da 30°, mentre 60° è il meno efficace.
  4. Effetto del numero di elementi: Nella direzione in avanti, un minor numero di elementi si traduce in una maggiore capacità di trasporto dell'estrusione, coppia ed effetto di miscelazione, anche se con un'azione di taglio ridotta. Al contrario, nella direzione opposta, un minor numero di elementi comporta una minore capacità di trasporto dell'estrusione, ma un migliore effetto di miscelazione.

Estrusore monovite vs. Estrusore bivite

Articolo

Estrusore monovite

Estrusore bivite

Rapporto lunghezza/diametro della vite

La maggior parte è compresa tra 7:1 e 11:1, con alcune a 18:1.

12:1~16:1

Forma della filettatura della sezione trasversale della vite

Rettangolo

A forma di arco

Struttura a botte

Ci sono dei bulloni sulla canna.

Superficie interna liscia della canna

Controllo della temperatura a vite

Il raffreddamento interno della vite e il controllo della temperatura sono facili.

Le prestazioni di raffreddamento e tenuta all'interno della vite sono relativamente scarse, rendendo più difficile il controllo della temperatura.

Facilità di cambiare tipo e colore di rivestimento

Relativamente conveniente

livello medio

Difficoltà di lavorazione di rivestimenti in polvere speciali con indurimento rapido, ecc.

Relativamente facile

livello medio

Difficoltà di manutenzione delle attrezzature

Relativamente difficile

livello medio

1. Costo

Gli estrusori monovite presentano un design semplice e un prezzo conveniente, mentre gli estrusori bivite vantano una struttura più complessa e costi più elevati. In generale, gli estrusori bivite costano circa il doppio rispetto ai loro omologhi monovite. Tuttavia, i prezzi possono variare a seconda del produttore e del modello.

2. Formulazione

In termini di funzionamento, la disparità tra i due non è sostanziale. Tuttavia, gli estrusori monovite implicano tipicamente processi e formulazioni più semplici, mentre gli estrusori bivite possono comportare processi e formulazioni un po' più complessi.

3. Combinazione di viti

Le viti gemelle offrono la flessibilità di combinare filettature in base alle condizioni del materiale e alle preferenze dell'operatore. Al contrario, le viti singole sono più rigide e non possono essere combinate.

4. Efficienza produttiva

Gli estrusori bivite presentano un rendimento elevato, velocità di estrusione elevate e un consumo energetico inferiore per unità di produzione rispetto agli estrusori monovite. Gli estrusori bivite in genere raggiungono circa il doppio dell'efficienza degli estrusori monovite. Tuttavia, l'efficienza effettiva può variare a seconda del produttore e del modello.

5. Capacità di miscelazione e plastificazione

In termini semplici, gli estrusori monovite sono adatti per la plastificazione e l'estrusione di polimeri, nonché per la lavorazione di estrusione di materiali granulari come stampaggio, film soffiato, stampaggio a iniezione, ecc., coprendo un'ampia gamma di materiali.

Gli estrusori bivite eccellono nelle capacità di miscelazione e plastificazione, rendendoli ideali per la modifica della plastica. Inoltre, sono in grado di produrre prodotti bicolore.

6. Facilità di manutenzione

Quando si tratta di manutenzione, gli estrusori monovite sono in genere più semplici da gestire rispetto agli estrusori bivite grazie alla loro struttura meno complessa, con conseguenti procedure di riparazione più semplici.

7. Meccanismo di trasporto

Negli estrusori monovite, il trasporto del materiale dipende principalmente dalla forza di attrito tra il materiale e il cilindro. Negli estrusori bivite (prendiamo ad esempio l'estrusore bivite corotante), il trasporto avviene in avanti, con un effetto di spinta per spingere il materiale in avanti. Inoltre, gli estrusori bivite corotanti esercitano un'azione di taglio sul materiale nel punto di ingranamento delle due viti.

8. Campo di velocità

Negli estrusori monovite, la distribuzione della velocità è relativamente semplice e facile da caratterizzare. Tuttavia, negli estrusori bivite controrotanti, la situazione è molto più complessa e difficile da delineare. Ciò è dovuto principalmente alla presenza di regioni compenetranti nelle viti, dove avviene il flusso complesso. Questa complessità offre agli estrusori bivite controrotanti numerosi vantaggi, come una miscelazione accurata, un trasferimento di calore uniforme, una forte capacità di fusione e buone prestazioni di scarico. Tuttavia, analizzare accuratamente lo stato del flusso nella regione di interingranamento è impegnativo. (Specifico per estrusori bivite controrotanti)

9. Applicazione

Estrusori bivite: utilizzato per varie applicazioni come rinforzo in fibra di vetro, pellettizzazione ritardante di fiamma, pellettizzazione ad alto riempimento, pellettizzazione di materiale termosensibile, masterbatch colorato concentrato, masterbatch antistatico, leghe, colorazione, pellettizzazione con miscelazione a basso riempimento, pellettizzazione di materiale per cavi, pellettizzazione di materiale per tubi XLPE, termoindurente estrusione di compositi plastici, adesivi hot melt, pellettizzazione per estrusione con reazione PU, resina K, pellettizzazione per devolatilizzazione SBS, ecc.

Estrusori monovite: utilizzato per varie applicazioni come tubi in PP-R, tubi per gas in PE, tubi reticolati PEX, tubi compositi in alluminio-plastica, tubi in ABS, tubi in PVC, tubi con anima in silicone HDPE, tubi compositi coestrusi, nonché profili di estrusione e fogli di PVC, PET, PS, PP, PC e altre materie plastiche. Possono anche estrudere filamenti e bacchette e la regolazione della velocità dell'estrusore e della struttura della vite consente la produzione di vari profili in plastica, inclusi PVC e materiali poliolefinici.

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