Эксперименты

Серия экспериментов проводились с использованием семи(7) винтов конструкции и четыре(4) материала. Эта работа будет сосредоточена на трех винтах и двух материалов, ПВД и ПП.

Габаритные размеры единицы пластифицирования являются следующие:

• диаметр шнека 36 мм

• L/D=22:1

• четыре зоны нагрева

Винты используемые в этом исследовании являются:

1. обычные три стадии винта с длиной секции 10D, 8D и 4D. Канал глубиной в секции корма и дозирования 6,4 мм и 2,3 мм, соответственно. Шаг винтовой резьбы равен диаметру. Полет(!) шириной 4 мм.

2. Винт, который имеет опять три зоны 11D, 6.5D и 4.5D. Имеет твердые передачи зоны с глубинной 7,2 мм. Вторая зона сжатия; конец глубины 3 мм. В этой секции следует «Мейлефер» стиль барьера секции с постоянным зазором. Шаг первичного полета постоянно везде и равен диаметру. Вторичный полет путешествует линейно по первичному каналу на расстояние в 4,5D. Его шаг 41,1 мм. Зазор барьера 0,75 мм.

3. Третий винт это «барьер» винт с тремя секциями. Первая секция это транспортировка твердых веществ(6,5D), вторая это Эффективный барьер(9,7D) и последний из которого является еще одна секция барьера(5,8D), но с различной глубиной канала вверх и вниз(так называемые «волны» секции). Периодичность колебаний составляет 1D. Профиль детали подробного описания является собственностью и не могут быть предоставлены.

Зона температур были установлены до 190 °С, 200 °С, 210 °С, 210 °С для ПВД и 221 °С, 227 °С, 232 °С, и 232 °С для ПП. Винт оборотов в минуту были установлены в 100, 125, и 150 1/мин. Контрольные анализы, которые были пресс-формы для литья под давлением по существу плоскими коробками.

Изучено значения времени восстановления для винтов для 100, 125 и 150 оборотов в минуту и объемная температура расплава при 100 оборотов в минуту. Температура была измерена в конце каждого испытания ручным зондом(датчиком).

После выполнения предварительных испытаний, красный цвет концентрата был добавлен в ПП материал на 1% смеси. Это обеспечило качественную оценку возможностей смешивание цветов каждого дизайна винта. Пример смешивание цветов для всех винтов показано на рисунке 3. Видно, что качестве смешивания цветов(однородность) улучшается с увеличением числа винтов.

Для каждого эксперимента, машины литья под давлением действующие полчаса, чтобы достичь температурного баланса.

Материал используемые для экспериментов ПВД 12 МФО и ПП 4 МФО.

винт 1

винт 2

винт 3

Рисунок 3. Цвет для смешивания изученных винтов

Моделирование

Моделирование было сосредоточено на двух аспектах. Первый это предсказывание и сравнение измеримых переменных, время восстановления и температура материала. Второй аспект заключается, чтобы найти какое-то представление материала смешивание, чтобы получить по крайней мере качественное соответствие образцов на рисунке 3.

Моделирование было выполнено коммерчески доступными программами; модуль «Compuplast ® литье под давлением пластификации». Процесс условия и размер винта были взяты, как описано в экспериментальных условиях выше.

Расчетное время восстановления и его сравнение с измеренным значением представлены в таблице 1 и таблице 2. Видно, что сравнение достаточно близко; максимальная разница составляет 0,3 сек.

Таблица 1. Сравнение времени восстановления для ПВД; MRT-измереямое время восстановления, CRT-рассчитанное время восстановления

Винт	100 обор в мин		125 обор в мин			150 обор в мин
	MRT (s)	CRT (s)		MRT (s)	CRT (s)		MRT (s)	CRT (s)
#1	5,3	5,6		4,5	4,8		3,8	4,1
#2	6,5	6,7		5,1	5,3		4,4	4,6
#3	5,1	5,3		4,2	4,4		3,5	3,8

Таблица 2. Сравнение времени восстановления для ПП; MRT-измеряемое время восстановление, CRT-рассчитанное время восстановления.

Винт	100 обор в мин		125 обор в мин			150 обор в мин
	MRT (s)	CRT (s)		MRT (s)	CRT (s)		MRT (s)	CRT (s)
#1	5,4	5,3		4,9	4,7		4,4	4,3
#2	6,4	6,3		5,1	4,9		4,4	4,2
#3	5,3	5,1		4,7	4,6		4,3	4,2

Конечная температура на 100 оборотах в минуту и для обоих материалов приведены в таблице 3 и 4. Видно, что это соответствие также весьма хорошее.

Таблица 3. Сравнение окончательных температур для ПВД; MT – измеряемая температура, CT – рассчитанная температура

Винт	100 обор в мин
	MT (°C)	CT (°C)
#1	208	211
#2	206	209
#3	206	208

Таблица 4. Сравнение окончательных температур для ПП; MT – измеряемая температура, CT – рассчитанная температура

Винт	100 обор в мин
	MT (°C)	CT (°C)
#1	231	230
#2	230	228
#3	228	227

Последнее сравнение сосредоточено на винт смешивания. Материал смешивания производится со сдвигом и удлинением. Так как это не сто процентов ясно, какая переменная отвечает за смешивание, мы покажем, для каждого винта, что мы считаем, имеет важное значение; максимальная скорость сдвига на винт корня и высокая скорость удлинения вдоль винта. Эти значения приведены для 100 оборотов в минуту в таблице 5. Образцы на рисунке 3 были готовы к таким же оборотам в минту.

Таблица 5. Максимальная скорость сдвига корня(ССК) для каждого винта и максимальная скорость удлинения(МСУ)

Винт	RSr (1/с)	MEl (1/с)
#1	65		< 1
#2	457		< 2
#3	662		42

Значения в таблице 5 показывают, что винт #1, который не имеет поток сокращений, обладает низкой скорости сдвига на поверхности основание винта. Она также практически не удлиняет поток, поскольку нет ограничений потока и профиль винта изменяется очень постепенно.

Винт #2 имеет секцию барьера в конце. Скорость сдвига через барьер составляет около 450 с^-1; намного выше, чем в первом винте. Поскольку секция барьера используется для смешивания только сдвига, полностью используется для смешивания. Даже тогда, когда винт барьера, и ограничение расхода, удлинение потока слаб здесь, потому что материал охватило барьер вращения винта и не слишком много материала испытывает удлинение деформации.

Винт #3 имеет секцию барьера, используемая для плавления и еще одна секция барьера с различной глубиной винта. Поскольку барьер разрыв малый, чем для второго винта скорость сдвига здесь выше. Что вероятно, более важным является то, что материал опыта более удлиненной деформации из-за изменения глубины профиля винта. Удлинение составляет около 40 с^-1.

Рисунок 3 показывает, что худшее смешивание достигается на винте №1, где мы можем наблюдать линии разных цветов. Это означает, что красный цвет концентрата не очень хорошо перемешивается. Цвет концентрата в пример подготовленного винта №2 смешивается лучше, но мы все еще можем видеть некоторые неоднородности. Лучший цвет смешивания концентрата достигается с помощью винта #3; пример, казалось, совершенно однородный по цвету. Сравнение этих наблюдений со значениями в таблице 5 показывает, что когда материал характеризуется высокой скоростью сдвига, улучшается смешивание цветов. В то же время, если очень хорошее перемешивание необходимо, лучше всего создать сильное удлинение потока. Видно, что значение удлинения показатель вытягивания с винтом #3 примерно на порядок величины ниже, чем скорость сдвига достигнуто барьером, но эффект смешивание выше.

Общая постановка для литьевого формования и экструзии в том, что в области смешивания, больше усилий должно быть направлено на лучшее понимание взаимосвязи между скоростью деформации компонентов и качество смешивания, потому что это представляет ключ к преобразованию слова «качество» и «хорошее перемешивание» в более и лучшем количественных переменных.