A seguir estão princípios importantes a serem considerados em relação à extrusão.Eles deveriam ajudar a economizar dinheiro, produzir produtos de maior qualidade e usar equipamentos de forma mais eficiente.
1. O princípio mecânico. A mecânica básica da extrusão é simples: um parafuso gira em um cilindro e empurra o plástico para frente.Um parafuso é na verdade um plano inclinado, ou rampa, enrolado em torno de um núcleo central.A intenção é multiplicar a força para que uma grande resistência possa ser superada.No caso de uma extrusora, há três resistências a serem superadas: o atrito das partículas sólidas (a alimentação) contra a parede do cilindro e entre si nas primeiras voltas da rosca (a zona de alimentação);a adesão do fundido à parede do barril;e resistência ao fluxo dentro do fundido à medida que ele é empurrado para frente.
Sir Isaac Newton explicou que se uma coisa não se move numa determinada direção, as forças sobre ela estão equilibradas nessa direção.O parafuso não se move na direção axial, embora possa girar rapidamente na direção transversal ao redor da circunferência.Portanto, as forças axiais no parafuso estão equilibradas e, se ele estiver empurrando para frente com grande força o plástico fundido, deverá estar empurrando algo para trás com força igual.Neste caso, ele está empurrando um rolamento atrás da entrada de alimentação chamado rolamento axial.
A maioria dos parafusos individuais são de rosca direita, como os parafusos e porcas usados em carpintaria e máquinas.Eles giram no sentido anti-horário, se vistos por trás, enquanto tentam se enroscar para trás, para fora do cano.Em algumas extrusoras de parafuso duplo, dois parafusos giram em direções opostas em um cilindro duplo e se entrelaçam, de modo que um deve ser destro e o outro canhoto.Em outros parafusos duplos entrelaçados, ambos os parafusos giram na mesma direção e, portanto, devem ter a mesma orientação.Em todos os casos, entretanto, existem rolamentos axiais para suportar a força inversa, e o princípio de Newton ainda se aplica.
2. O princípio térmico. Os plásticos extrudáveis são termoplásticos – eles derretem quando aquecidos e tornam-se sólidos novamente quando resfriados.De onde vem o calor para derreter os plásticos?O pré-aquecimento da alimentação e os aquecedores do cilindro/matriz podem contribuir e são críticos na partida, mas a entrada de energia do motor – calor friccional gerado dentro do cilindro quando o motor gira o parafuso contra a resistência do fundido viscoso – é de longe a fonte mais importante de calor para todos, exceto sistemas muito pequenos, parafusos de movimento lento, plásticos de alta temperatura de fusão e aplicações de revestimento por extrusão.
Para todas as outras operações, é importante perceber que os aquecedores de barril não são a principal fonte de calor durante a operação e, portanto, têm menos efeito na extrusão do que poderíamos esperar.A temperatura do barril traseiro pode permanecer importante porque afeta a mordida ou a taxa de transporte de sólidos na ração.As temperaturas da cabeça e da matriz normalmente devem ser iguais ou próximas da temperatura de fusão desejada, a menos que sejam usadas para uma finalidade específica, como brilho, distribuição de fluxo ou controle de pressão.
3. O princípio de redução de velocidade. Na maioria das extrusoras, a velocidade do parafuso é alterada pela modificação da velocidade do motor.Os motores normalmente giram em torno de 1750 rpm em velocidade máxima, mas isso é rápido demais para uma rosca extrusora.Se fosse girado tão rápido, geraria muito calor de fricção e o tempo de residência do plástico seria muito curto para preparar uma massa fundida uniforme e bem misturada.Uma taxa de redução típica está entre 10:1 e 20:1.O primeiro estágio pode usar engrenagens ou um conjunto de polias, mas o segundo estágio sempre usa engrenagens e o parafuso é colocado no centro da última e grande engrenagem.
Em algumas máquinas de movimento lento (como as gêmeas para UPVC), pode haver três estágios de redução e a velocidade máxima pode ser tão baixa quanto 30 rpm ou menos (com relações de até 60:1).No outro extremo, alguns gêmeos muito longos usados para composição podem funcionar a 600 rpm ou mais, de modo que é necessária uma taxa de redução muito baixa, bem como muito resfriamento intenso.
Às vezes, a taxa de redução não é adequada ao trabalho – há energia não utilizada – e é possível adicionar um conjunto de polias entre o motor e o primeiro estágio de redução para alterar a velocidade máxima.Isto aumenta a velocidade da rosca além dos limites anteriores ou reduz a velocidade máxima para permitir que o sistema funcione a uma porcentagem maior dessa velocidade máxima.Isto aumenta a potência disponível, reduz a amperagem e evita problemas no motor.Em ambos os casos, a produção pode ser aumentada, dependendo do material e das suas necessidades de refrigeração.
Horário da postagem: 04 de maio de 2017