雅寶塑機塑化和螺桿Word文檔

1、服務(wù)信息 塑化 螺桿 - 料筒 - 止逆環(huán) arburg allrounder 的塑化件 部件相對運動對材料產(chǎn)生擠壓的地方，也 難免是出現(xiàn)磨損的地方。這一原理同樣適 用于注塑時的塑化單元 - 無論對單獨的功 能件亦或是加工而成的注塑件。通過針對 特殊屬性範圍而設(shè)計的填充和加強材料、 添加劑及耐火劑，材料學(xué)領(lǐng)域特別是工程 熱塑性塑料領(lǐng)域得到了發(fā)展，這也向螺 桿、料筒和止逆環(huán)的磨損保護提出了越來 越高的要求。 作為機器製造商的 arburg 基於豐富的經(jīng) 驗和工藝知識研發(fā)和生產(chǎn)其產(chǎn)品。在注塑 實際生產(chǎn)中的要求，將直接引發(fā)塑化件的 發(fā)展。通過初加工就可得到最佳的質(zhì)量， 並可直接進行下一步的深加工。

2、3 原則上，所有用於熔煉準備的組件，都會 受到一定的磨損。在相互作用的不同機械 裝置間，這種不可避免的磨損效應(yīng)將被放 大。除了機械磨損（磨蝕）外，加工特殊 熱塑性塑料時產(chǎn)生的腐蝕是另一個問題。 磨損 發(fā)生表面磨損時，質(zhì)地較硬的外部物體侵 入金屬實體的較軟表面。通過螺桿和料筒 的相對運動，外部物體在表面上留下劃 痕。對於這些硬質(zhì)顆粒，即可能是塑料熔 煉中的填充材料，又可能是已被磨損且凝 固了的磨損顆粒。相應(yīng)的，磨粒磨損現(xiàn)象 會幾乎不斷地在整個塑化機器中出現(xiàn)，即 在塑料的固態(tài)區(qū)域，又在熔化區(qū)域。 磨粒磨損 磨損因素：磨損/腐蝕 腐蝕 孔狀腐蝕大多是由於對塑料化學(xué)和物理相 結(jié)合的侵蝕造成的。腐蝕的開

3、始階段往往 是先破壞金屬表面氧化保護膜的表面磨損 過程，之後便加速了電化學(xué)反應(yīng)過程。造 成腐蝕的罪魁禍首是那些在熔化過程中短 暫存在的成份。未完全乾燥的顆粒中的水 分結(jié)合氧氣造成了腐蝕。但是金屬表面首 先也受到侵入的腐蝕性成份的侵蝕，這些 成份包含於帶有耐火劑和著色劑等添加劑 的塑料中或通過聚合體的熱分解自行產(chǎn) 生。由於這些臨時的成份是在加工的過程 中被釋放出來的，因此腐蝕性磨損首先出 現(xiàn)在計量區(qū)（排料區(qū)）和止逆環(huán)組件處。 影響磨損的因素 工序參數(shù)：轉(zhuǎn)數(shù) / 背壓 / 溫度 / 材料停留時間 填充材料類型（玻璃纖維 / 碳纖 維，礦物質(zhì)填充材料） 填充材料成份 添加劑（耐火劑 / 著色劑） 腐

4、蝕性磨損 5 塑化件的磨損等級 根據(jù)相應(yīng)的要求 arburg 可為塑化件提供 不同的磨損等級。根據(jù)待加工材料的範 圍，可選擇不同的螺桿/料筒組合。磨損等 級的區(qū)別標誌一方面看使用的材料，另一 方面看磨損保護、表面處理和硬度處理的 類型。 雙金屬料筒 (bma) 高耐磨度的止逆環(huán) 對於不同螺桿和料筒磨損強度最關(guān)鍵的， 不單是絕對的表面硬度，而更多的是硬度 深度 - 即沿直徑的硬度變化 - 這是決定部 件使用壽命的一個關(guān)鍵因素。邊緣層硬化 的越深，則受磨損保護的區(qū)域越厚。 哪些地方必須設(shè)定磨損等級，首先取決於 待加工的材料。一般來說，在日常生產(chǎn)中 為不同的產(chǎn)品和材料所使用注塑機。應(yīng)為 注塑單元的磨

5、損等級選擇一種通用的設(shè) 計，以便達到一種最高的磨損保護。 溫度區(qū)間最大至 磨損等級 部件 磨損保護 應(yīng)用範圍 螺桿 arbid 未填充塑料和帶有低填充成份 (< = 25 % ) 和弱腐蝕傾向的塑料 耐磨損 料筒 arbid 1) 380 °c 止逆環(huán) 高合金工具鋼 螺桿 高合金 pm 鋼 高耐磨損 料筒 雙金屬 帶有高填充成份 ( > = 25 % ) 和高腐蝕傾向的塑料 450 °c 止逆環(huán) 高合金 pm 鋼 1) spe 800 及以上：雙金屬 6 具有高耐磨度的雙金屬料筒 (bma) 由兩種 不同的材料結(jié)合而成。在由常規(guī)鋼構(gòu)成的 料筒管（支架管）中鍍有一

6、層離心硬合 金。1.5mm 至 2mm 厚的離心分離層有很 高的硬度，並且提供了最理想的磨損保護 區(qū)。 金屬結(jié)構(gòu)比較：熔煉冶金鋼 (l.) 和粉末冶金鋼 (r.) 耐磨損料筒模塊 (arbid) arbid 品牌的耐磨損料筒模塊通過在 arburg 應(yīng)用的硬度處理，使部件同時具 備了極高的邊緣層硬度和極好的機械屬 性。對於未填充塑料或帶有低填充成份和 弱腐蝕傾向的塑料，耐磨損料筒和螺桿的 溫度區(qū)被設(shè)定為最高 380 °c。 高耐磨度的料筒模塊 (pkv - bma) 對於 pkv 螺桿使用了一種高鉻粉末冶金鋼 （pm 鋼）。相較于常規(guī)的熔煉冶金材 料，pm 鋼明顯具有更加穩(wěn)定、細膩且

7、無孔 金屬結(jié)構(gòu)。pkv 螺桿以高耐磨損和耐腐蝕 性見長，並通過進行硬度處理而具備一個 明顯更大的磨損保護區(qū)和耐磨損結(jié)構(gòu)。 7 熱塑性塑料的特殊塑化件 正確地選擇螺桿尺寸也可以相應(yīng)避免或?qū)?磨損降至最小。因此對於特殊的熱塑性塑 料，使用具有適合的壓縮比例和特殊料筒 和螺桿。 由材料的強壁附著性和薄膜構(gòu)造 帶來的問題可通過一種特殊的表面處理 來 解決。 pvd 加膜的塑化件 強壁附著性的材料，如聚碳酸酯 (pc) 傾向 於一種塑化件表面的薄膜構(gòu)造。多數(shù)透明 部件上的表面瑕疵都是由此造成的。螺桿 和止逆環(huán)上由鈦氮化物 (tin) 或鉻氮化物 (crn) 構(gòu)成的 pvd 塗層阻止了這種薄膜構(gòu) 造。通過

8、這種在切削工具上廣泛應(yīng)用的表 面處理，實現(xiàn)了額外的磨損保護。 高壓縮螺桿 為了在加工部分結(jié)晶的熱塑化塑料，如 pom 時改善熔化過程，可使用具有更高壓 縮比例的螺桿（hc 螺桿）。在加工流動性 很差的材料或加入碾磨廢料的輔料時，通 過橫截面凹槽深的進料區(qū)也可實現(xiàn)一種工 藝穩(wěn)定性。hc 螺桿具有高耐磨的質(zhì)量 (pkv)。 低壓縮螺桿 對於那些對於切割敏感的材料，我們推薦 使用低壓縮度螺桿。除了具有較低的壓縮 比例外，這種螺桿具有較長的壓縮區(qū)，以 確保安全的熔化。這種螺桿首先用於 pvc 加工。當溫度過高時，pvc 裂解出極具侵 蝕性的 hcl（鹽酸），它可導(dǎo)致塑化件的 腐蝕。因此，低壓縮度螺桿必

9、須具備高耐 磨損的 pkv 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有極好的耐 腐蝕性。另一個典型的應(yīng)用領(lǐng)域是加工陶 瓷或金屬原料的粉末注塑成型 (pim)。 熱塑性塑料的特殊塑化件 有 pvd 塗層的螺桿和止逆環(huán) 高壓縮度螺桿 低壓縮度螺桿 加長塑化單元 柵欄螺桿 用於熔化均勻化的菱形混合部件 8 菱形混合部件 首先在注塑機上進行加工時先對塑料進行 著色。首先使用在大批量生產(chǎn)和液體染料 中。菱形混合部件可均勻攪拌熔化物，從 而防止產(chǎn)生波痕。同時通過最佳的均勻化 可減少助熔材料的使用，從而降低了材料 成本。菱形混合部件可為螺桿提供 30 mm 以上的直徑及大於 20 的長度/直徑比。 柵欄螺桿 菱形混合部件 加長的料筒

10、模塊和柵欄螺桿 通過使用長度直徑比在 22:1 至 25:1 的加 長塑化單元，可滿足對材料性能和熔化質(zhì) 量的較高要求，該塑化單元常與菱形混合 部件相結(jié)合。加長三段型螺桿的一種替代 品是柵欄螺桿，它首先在包裝領(lǐng)域用於加 工 pe 和 pp。 應(yīng)用 螺桿尺寸 熱塑性塑料（常規(guī)） 標準三段螺桿 對於切割敏感的材料，如 pvc pvc 螺桿（低壓縮度） 部分結(jié)晶的熱塑性塑料，如 pom hc 螺桿（高壓縮度） 自染色 有混合部件的三段螺桿 高速性能部件 有混合部件的加長螺桿或 柵欄螺桿 任意界面 計量區(qū) lm = 計量區(qū) lk = 壓縮區(qū) le = 進料區(qū) 進料區(qū)任意截面 lm lk le 9 熱固

11、性材料和熱塑性彈性體的特殊塑化件 對於加工熱固性材料和熱塑性彈性體需要 特殊的塑化單元。與加工熱塑性塑料最顯 著的區(qū)別在於對料筒的加熱過程。相對於 熱塑性塑料料筒模塊中的電加熱過程，熱 固性材料和熱塑性彈性體使用的是液體加 熱的料筒模塊（水或油）。其它區(qū)別還體 現(xiàn)在所用的螺桿和止逆環(huán)的尺寸。 用於濕聚酯纖維和可流動熱固性塑料的螺桿 熱固性塑料加工 熱固性塑料料筒模塊的螺桿是無壓縮型螺 桿，且通過預(yù)投料而具備相對較小的長度/ 直徑比。無需止逆環(huán)即可加工可流動材 合成橡膠加工 用於加工合成橡膠的螺桿是完全無壓縮的 傳送型螺桿，並配有一個特製的止逆環(huán)。 進料區(qū)專為加工帶狀材料設(shè)計，相應(yīng)配有 料，對於

12、 bmc 材料使用一種特殊構(gòu)造的止 一個進料帶。 逆環(huán)。熱固性塑料幾乎只能用填充材料和 加強材料來加工。而相應(yīng)的，對塑化單元 的磨粒磨損風(fēng)險會較高。 10 止逆環(huán) 針式閉鎖噴嘴 液態(tài)矽加工 (lsr) 對於加工 lsr 也同樣使用無壓縮的傳送型 螺桿。由於兩個組份均以液體形態(tài)傳送， 螺桿橫截面的凹槽可非常淺。由於 lsr 的 低粘度，螺桿與特殊的滾動止逆環(huán)相結(jié) 合，確保了精準的預(yù)塑操作和更低的磨損 度。 針式閉鎖噴嘴 材料的低粘度使得所有 lsr 料筒都有必要 使用針式閉鎖噴嘴。通過關(guān)閉噴嘴避免了 液態(tài)矽的溢出。根據(jù)不同的工具設(shè)計，可 使用多種不同的開關(guān)噴嘴。 11 塑化系統(tǒng)的最佳設(shè)計 所有

13、allrounder 機器系列的一個特徵 是，注塑單元的模塊化構(gòu)造。無需大的設(shè) 備改裝，便可在同一機器上使用不同規(guī)格 的料筒。相應(yīng)地提供多種不同的螺桿直 徑。由此，塑化系統(tǒng)的設(shè)計可精確適配相 應(yīng)的要求。 作為設(shè)計某一塑化系統(tǒng)的出發(fā)點，注射重 量準確地說將取決於預(yù)塑量。此處需注意 的是，螺桿的預(yù)塑路徑在 1d 和 3d 之間， 以避免工藝的不穩(wěn)定。因此，關(guān)於預(yù)塑量 應(yīng)選擇在螺桿最大可能工作量的 20% 至 80% 之間。當進料量過大時，便會導(dǎo)致更 多的空氣混入和因停留時間過短而導(dǎo)致含 有未熔化料粒的材料不均勻。 另一方面，通過注射重量和循環(huán)時間可計 算出需要的注射機塑化產(chǎn)出。而此處螺桿 最佳的工

14、作量區(qū)間也是在最大可能塑化產(chǎn) 出的 20% 至 80%。單位為 kg/h 的 ps、pa 和 pp 值列於旁邊的表格中。 依據(jù) euromap 的注塑單元 170 290 400 800 1300 2100 3200 4600 15 18 30 1,7 0,8 1,3 2,3 1,2 1,8 70 100 4,1 2,1 3,2 20 5,5 2,8 4,3 22 25 5,5 2,8 4,3 6,5 3,3 5 30 8 4 6 9,5 4,9 7,5 35 10 5 8 13,5 7 10,5 16 8 12,5 40 毫米 17 8,5 13,5 20,5 10,5 16 24,5 12

15、,5 19 45 25 12,5 19,5 29 15 23 35 17,5 27 50 55 46 23 36 53 27 41 59 30 46 螺桿直徑 60 70 86 43 67 96 48 75 115 58 90 80 125 62 96 145 74 115 175 88 135 最大塑化產(chǎn)出 kg/h ps pa pp 聚苯乙烯 無玻璃纖維的聚醯胺 6.6 聚丙烯 90 10 0 185 93 145 215 110 170 250 125 195 255 130 200 295 150 230 330 170 260 ps pa pp ps pa pp ps pa pp p

16、s pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp ps pa pp 材料 12 最終要確定，與螺桿轉(zhuǎn)數(shù)相關(guān)的塑化流是 否足夠，在剩餘的冷卻時間內(nèi)對要求的注 射重量進行塑化配量。此處也可要求更大 的注塑單元。 來自 arburg 的大量支持 對一個塑化系統(tǒng)的最佳設(shè)計可大大降低磨 損量。對於所有關(guān)於設(shè)計塑化系統(tǒng)的問 題，客戶均可隨時咨詢 arburg 的應(yīng)用技 師。與實用的磨損保護相配合，對最佳注 塑單元有針對性的選擇最大程度地保障了

17、注塑生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。 該限定的原因與材料相關(guān)的參數(shù)有關(guān)。一 個注塑機最大可能的塑化產(chǎn)出取決於螺桿 的進給量及最短的停留時間，該時間對於 常規(guī)塑料約為 30 秒，對於工程塑料約為 60 秒。如果一臺機器的塑化產(chǎn)出低於最低 限度，則會因過長的停留時間導(dǎo)致材料的 熱損耗。 當注射流和壓力都很大時，就像在一些薄 壁部件中需要的那樣，僅有一種注射重量 和塑化產(chǎn)出選擇常常是不夠的，因為在一 個注塑單元內(nèi)，最大可達到的注塑壓力因 增大的螺桿直徑而降低。在這些情況下， 就需要更換為下一級更大的機器。 計算需要的塑化產(chǎn)出 kg/h 塑化產(chǎn)出 kg/h注射重量 g x 3.6 循環(huán)時間 s 0.2 x 最大塑化

18、產(chǎn)出 < 需要的塑化產(chǎn)出 < 0.8 x 最大塑化產(chǎn)出 13 allround 核心技術(shù) 高生產(chǎn)自有度、集中組織的生產(chǎn)、同一生 產(chǎn)地：所有這些都是 arburg 的傳統(tǒng)。 由此，allround 的核心技術(shù)特別適用於塑 化組件 - 從研發(fā)到生產(chǎn)直至對客戶的技術(shù) 支持，所有環(huán)節(jié)均在 arburg 總部勞斯 博格統(tǒng)一完成。同時，沒有經(jīng)過功能性和 質(zhì)量上嚴格檢驗的產(chǎn)品，絕不會從 arburg 塑化件程序中流出工廠。由此， 產(chǎn)生了可最大程度保障可信度和日常使用 舒適度的組件。 從原材料開始，便在總部勞斯博格內(nèi)集中 管理整個螺桿、料筒和止逆環(huán)的加工步 驟。對於螺桿，它包含了機械加工各個環(huán) 節(jié)

19、，熱處理及後續(xù)的調(diào)整、打磨和拋光。 整體規(guī)格及全部屬性都經(jīng)由一套完整的質(zhì) 量監(jiān)控體系檢驗。這同樣也適用于料筒管 的加工和止逆環(huán)組件的生產(chǎn)：對此也有這 對整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)毫無遺漏地監(jiān)控。 所有產(chǎn)品的自有生產(chǎn)保障了較高的質(zhì)量標準 對異常塑化件的分析 如果某一塑化件，如某一螺桿或止逆環(huán)在 生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，客戶可以將其交送 arburg 檢修部門進行分析。相應(yīng)的組件 將被鑒定，檢驗和測量，如需要還可進行 原料檢測。這些檢測的結(jié)果將以一份詳細 報告的形式交給客戶，其中還包括對異常 組件替代品的建議。如已查明異常原因， 便可進行相應(yīng)的改良，例如通過調(diào)換另一 個磨損等級避免日後問題。 高可用度 arburg 為您提供廣泛的服務(wù)內(nèi)容。這同 樣也適用於為塑化件更換替代部件。憑藉 全部組件的自有生產(chǎn)，確保了穩(wěn)定持續(xù)的 產(chǎn)品供應(yīng)和全部組件在全