Una extrusora de doble husillo hace más que transportar material a través de un cilindro. También debe fundir, mezclar y procesar la materia prima en condiciones controladas. La configuración del tornillo determina cómo la máquina realiza estas tareas.
Cada conjunto de tornillo contiene varios elementos. Su geometría y posición afectan el movimiento del material, la intensidad de la mezcla, el desarrollo de la presión y el tiempo de residencia. Una configuración adecuada depende de la formulación y del objetivo de producción.
Por esta razón, los ingenieros deben definir los requisitos del proceso antes de seleccionar los elementos de tornillo individuales.
El material proporciona la primera pista al diseñar una configuración de tornillo. Los diferentes polímeros tienen diferentes comportamientos de fusión y viscosidad. Los rellenos y aditivos pueden cambiar la forma en que el material fluye a través de la máquina.
Una formulación con fibra de vidrio puede requerir atención a la distribución de la fibra y al desgaste. Un polímero sensible al calor puede necesitar una configuración que limite los aumentos de temperatura innecesarios. Un compuesto altamente cargado puede requerir una disposición de alimentación y mezcla diferente a la de un material sin carga.
Los ingenieros deben identificar los ingredientes principales, el contenido de relleno, el rendimiento objetivo y los límites de temperatura antes de revisar el diseño del tornillo.
También deben considerar cómo entra el material en la máquina. Una alimentación estable ayuda a que la configuración del tornillo funcione según lo previsto. Si la tasa de alimentación cambia constantemente, se vuelve más difícil evaluar el efecto de una nueva disposición de elementos.
Una configuración de tornillo a menudo contiene varias zonas funcionales. La disposición exacta depende de la aplicación, pero los ingenieros consideran comúnmente la alimentación, el transporte, la fusión, la mezcla, el venteo y el desarrollo de la presión.
Los elementos de transporte mueven el material a lo largo del cilindro. Su paso y geometría influyen en el transporte y la carga del material.
Los bloques de amasado crean acción de mezcla. La disposición de sus discos y el ángulo de desfase afectan la resistencia al flujo y la deformación del material.
Otros elementos pueden soportar requisitos de procesamiento específicos, dependiendo del diseño del tornillo.
Los ingenieros deben considerar cómo interactúa cada zona con la siguiente. Una sección de mezcla no puede funcionar independientemente de los elementos de transporte antes y después de ella. El material que entra en la sección afecta los resultados que puede lograr.
Una mezcla más intensiva no siempre mejora la calidad del producto. Una restricción más fuerte puede aumentar la entrada de energía mecánica y elevar la temperatura de fusión.
Algunas formulaciones toleran esto bien. Otras contienen ingredientes que pueden degradarse cuando el material permanece caliente durante demasiado tiempo.
Una configuración de tornillo adecuada debe ofrecer la calidad de mezcla requerida mientras mantiene el proceso dentro de los límites operativos de la máquina. Los ingenieros pueden necesitar equilibrar la intensidad de la mezcla, el rendimiento, la demanda de par y el tiempo de residencia.
Por lo tanto, la mejor disposición no es necesariamente la más agresiva. Es la disposición que cumple consistentemente el objetivo de producción.
Algunos procesos de extrusión requieren venteo para eliminar humedad, aire o sustancias volátiles. La configuración del tornillo alrededor de una sección de venteo requiere una cuidadosa consideración.
El material debe llegar al venteo en condiciones adecuadas. Un llenado excesivo puede hacer que el material entre en la abertura de venteo, mientras que un movimiento insuficiente del material puede reducir la efectividad del proceso.
El desarrollo de la presión también depende de la disposición del tornillo aguas abajo y de la boquilla u otro equipo conectado a la extrusora.
Al cambiar una configuración de tornillo, los ingenieros deben revisar toda la línea de procesamiento. Un cambio en una zona puede afectar las condiciones en otra.
Cada elemento del tornillo debe encajar en el sistema de eje y cilindro. El diámetro exterior, la longitud del elemento, el perfil de la estría y otras dimensiones críticas deben coincidir con el diseño de la máquina.
Los compradores no deben seleccionar una configuración basándose únicamente en un diagrama encontrado en línea. Elementos de aspecto similar pueden tener diferentes dimensiones o funciones.
Si necesita una configuración de reemplazo, proporcione el dibujo original del tornillo y los detalles de la máquina. Si el objetivo es la mejora del proceso, incluya el problema operativo actual y el resultado deseado.
Un cambio de configuración debe tener un objetivo claro. Por ejemplo, el objetivo puede ser mejorar la dispersión del relleno, reducir la temperatura excesiva de fusión o estabilizar la alimentación del material.
Registre las condiciones operativas actuales antes de realizar cambios. Siempre que sea práctico, supervise el rendimiento, el par, la temperatura, la presión y la calidad del producto durante la prueba.
Evite cambiar varias variables no relacionadas al mismo tiempo. De lo contrario, el equipo tendrá dificultades para determinar qué cambio produjo el resultado.
Una configuración de tornillo personalizada requiere dibujos precisos y una clara comprensión de la aplicación. El fabricante necesita conocer el modelo de la máquina, las dimensiones del eje, la geometría del elemento, los requisitos del material y las condiciones operativas relevantes.
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