Resumo principal
O princípio de funcionamento de uma extrusora de-rosca única pode ser entendido simplesmente como um processo no qual uma rosca rotativa transporta, comprime, derrete, mistura, homogeneiza e finalmente extrusa o plástico fundido continuamente a uma taxa constante dentro de um cilindro aquecido. Seu núcleo está na ação sinérgica entre o parafuso e o cano.
Componentes Principais
1.Parafuso: O componente central, normalmente dividido em seção de alimentação, seção de compressão (seção de fusão) e seção de homogeneização (seção de medição). Seus parâmetros geométricos (diâmetro, relação comprimento-por{3}}diâmetro, profundidade do canal, ângulo da hélice, etc.) determinam o desempenho da máquina.
2.Barril: Cilindro metálico que envolve o parafuso, equipado com aquecedores internos e sistema de refrigeração para fornecer calor ao material e garantir controle preciso da temperatura.
3.Cabeçote: Montado na extremidade da extrusora, confere a forma-de seção transversal final ao produto extrudado (por exemplo, tubos, folhas, filmes, perfis, etc.).
Processo Detalhado do Princípio de Funcionamento
Etapa 1: Seção de Transporte de Sólidos (Seção de Alimentação)
Localização: A parte do parafuso perto da tremonha.
Função: Para transportar de forma estável e contínua partículas sólidas soltas (ou pó).
Princípio:
O material preenche o canal do parafuso e é capturado pelo parafuso rotativo.
Como o atrito entre o material e o parafuso é menor que o atrito entre o material e a parede interna do cilindro, à medida que o parafuso gira, o material é "arrastado" para frente ao longo da parede interna do cilindro, como uma porca.
A profundidade do canal nesta seção é normalmente a mais profunda, com volume constante. Realiza principalmente transporte físico; o material permanece quase todo sólido, com um lento aumento de temperatura.
Etapa 2: Seção de Fusão (Seção de Compressão)
Localização: A parte central do parafuso.
Função: Compactar, suavizar e derreter completamente o material sólido em um estado de fluxo viscoso, enquanto expele o ar arrastado.
Princípio:
A profundidade do canal do parafuso diminui de profundo para raso, criando uma taxa de compressão. O material é comprimido à força, sua densidade aumenta e os vazios interpartículas são eliminados.
Sob o efeito combinado de aquecimento externo (fornecido pelo cilindro) e calor friccional interno (gerado pelo cisalhamento entre o material, o parafuso e o cilindro), a temperatura do material aumenta rapidamente até a temperatura de fusão.
A fusão começa no material próximo à parede interna do barril, formando uma película de fusão, que é raspada pelas hélices do parafuso e coletada no canal do parafuso para formar uma poça de fusão. O leito sólido (material não fundido) é gradualmente comprimido até desaparecer, eventualmente convertendo-se inteiramente em fundido.
Este é o estágio crítico para alcançar a transição de fase do material.
Etapa 3: Seção de transporte de material fundido (seção de homogeneização/seção de medição)
Localização: A parte frontal do parafuso, perto da cabeça de roscar.
Função: Para homogeneizar, misturar e pressurizar ainda mais o material derretido e estabelecer uma pressão estável para expulsá-lo da cabeça de matriz a uma temperatura constante, taxa constante e pressão constante.
Princípio:
A profundidade do canal nesta seção é a mais rasa e constante, exercendo um forte efeito de cisalhamento no fundido.
O cisalhamento intenso promove a mistura uniforme de componentes (por exemplo, pigmentos, aditivos) e homogeneidade de temperatura.
A pressão de bombeamento gerada pela rotação do parafuso é usada para superar a alta resistência da cabeça da matriz, garantindo um fluxo de fusão estável e contínuo através da matriz.
A saída e a estabilidade da extrusora são determinadas principalmente por esta seção.
Seu processo básico de trabalho é semelhante ao de um moedor de carne manual ou de um fabricante de macarrão que usamos no dia a dia: o material é alimentado, empurrado para frente por um parafuso giratório e, sob a ação de compressão e aquecimento externo, ele muda de um estado sólido para um fluido viscoso uniforme, que é então continuamente extrudado de uma cabeça de molde de formato específico.