Uma extrusora de duplo parafuso faz mais do que transportar material através de um cilindro. Ela também deve derreter, misturar e processar a matéria-prima sob condições controladas. A configuração do parafuso determina como a máquina executa essas tarefas.
Cada conjunto de parafusos contém vários elementos. Sua geometria e posição afetam o movimento do material, a intensidade da mistura, o desenvolvimento de pressão e o tempo de residência. Uma configuração adequada depende da formulação e do alvo de produção.
Por essa razão, os engenheiros devem definir os requisitos do processo antes de selecionar os elementos de parafuso individuais.
O material fornece a primeira pista ao projetar uma configuração de parafuso. Polímeros diferentes têm diferentes comportamentos de fusão e viscosidade. Cargas e aditivos podem mudar a forma como o material flui através da máquina.
Uma formulação com fibra de vidro pode exigir atenção à distribuição de fibra e ao desgaste. Um polímero sensível ao calor pode precisar de uma configuração que limite aumentos de temperatura desnecessários. Um composto altamente carregado pode exigir um arranjo de alimentação e mistura diferente de um material não carregado.
Os engenheiros devem identificar os ingredientes principais, o teor de carga, a saída alvo e os limites de temperatura antes de revisar o layout do parafuso.
Eles também devem considerar como o material entra na máquina. Alimentação estável ajuda a configuração do parafuso a funcionar como pretendido. Se a taxa de alimentação mudar constantemente, torna-se mais difícil avaliar o efeito de um novo arranjo de elementos.
Uma configuração de parafuso geralmente contém várias zonas funcionais. O arranjo exato depende da aplicação, mas os engenheiros comumente consideram alimentação, transporte, fusão, mistura, desgaseificação e desenvolvimento de pressão.
Elementos de transporte movem o material ao longo do cilindro. Seu passo e geometria influenciam o transporte e o enchimento do material.
Blocos de amassamento criam ação de mistura. Seu arranjo de disco e ângulo de deslocamento afetam a resistência ao fluxo e a deformação do material.
Outros elementos podem suportar requisitos de processamento específicos, dependendo do projeto do parafuso.
Os engenheiros devem considerar como cada zona interage com a próxima. Uma seção de mistura não pode funcionar independentemente dos elementos de transporte antes e depois dela. O material que entra na seção afeta os resultados que ela pode alcançar.
Mistura mais intensa nem sempre melhora a qualidade do produto. Restrição mais forte pode aumentar a entrada de energia mecânica e elevar a temperatura do fundido.
Algumas formulações toleram isso bem. Outras contêm ingredientes que podem degradar quando o material permanece quente por muito tempo.
Uma configuração de parafuso adequada deve fornecer a qualidade de mistura necessária, mantendo o processo dentro dos limites operacionais da máquina. Os engenheiros podem precisar equilibrar a intensidade da mistura, a vazão, a demanda de torque e o tempo de residência.
O melhor arranjo, portanto, não é necessariamente o mais agressivo. É o arranjo que atende consistentemente ao alvo de produção.
Alguns processos de extrusão requerem desgaseificação para remover umidade, ar ou substâncias voláteis. A configuração do parafuso ao redor de uma seção de desgaseificação requer consideração cuidadosa.
O material deve atingir o respiradouro sob condições adequadas. Enchimento excessivo pode fazer com que o material entre na abertura do respiradouro, enquanto movimento insuficiente do material pode reduzir a eficácia do processo.
O desenvolvimento de pressão também depende do arranjo do parafuso a jusante e da matriz ou outro equipamento conectado à extrusora.
Ao alterar uma configuração de parafuso, os engenheiros devem revisar toda a linha de processamento. Uma mudança em uma zona pode afetar as condições em outra.
Cada elemento de parafuso deve se encaixar no sistema de eixo e cilindro. O diâmetro externo, o comprimento do elemento, o perfil da estria e outras dimensões críticas devem corresponder ao projeto da máquina.
Os compradores não devem selecionar uma configuração apenas a partir de um diagrama encontrado online. Elementos de aparência semelhante podem ter dimensões ou funções diferentes.
Se você precisar de uma configuração de substituição, forneça o desenho original do parafuso e os detalhes da máquina. Se o objetivo for a melhoria do processo, inclua o problema operacional atual e o resultado pretendido.
Uma mudança de configuração deve ter um objetivo claro. Por exemplo, o objetivo pode ser melhorar a dispersão da carga, reduzir a temperatura excessiva do fundido ou estabilizar a alimentação do material.
Registre as condições operacionais atuais antes de fazer as mudanças. Onde for prático, monitore a vazão, o torque, a temperatura, a pressão e a qualidade do produto durante o teste.
Evite mudar várias variáveis não relacionadas ao mesmo tempo. Caso contrário, a equipe pode ter dificuldade em determinar qual mudança produziu o resultado.
Uma configuração de parafuso personalizada requer desenhos precisos e um claro entendimento da aplicação. O fabricante precisa conhecer o modelo da máquina, as dimensões do eixo, a geometria do elemento, os requisitos do material e as condições operacionais relevantes.
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