Desain Sekrup dan Barel Ekstrusi: Meningkatkan Kualitas dan Konsistensi Produk

Ekstrusi adalah proses manufaktur yang populer untuk menciptakan berbagai macam produk seperti film plastik, pipa, dan profil. Prosesnya melibatkan peleburan dan pembentukan bahan mentah melalui tong yang dipanaskan dan sekrup yang berputar. Sekrup bertanggung jawab untuk melelehkan dan menyalurkan material ke cetakan, yang kemudian membentuknya menjadi produk akhir.

Desain dan proses pembuatan sekrup dan barel ekstrusi merupakan faktor penting dalam memastikan produk berkualitas tinggi dan konsisten. Di sini kita akan membahas bagaimana geometri dan sifat material sekrup dan barel ekstrusi dapat memengaruhi produk akhir.

Geometri Sekrup

Geometri sekrup memainkan peran penting dalam menentukan kinerja proses ekstrusi. Desain sekrup harus disesuaikan dengan bahan spesifik yang digunakan dan produk akhir yang diinginkan. Ada berbagai jenis desain sekrup, masing-masing dengan kelebihan dan kekurangannya.

Desain sekrup yang paling umum adalah sekrup tiga zona penerbangan tunggal, yang mencakup zona umpan, zona kompresi, dan zona pengukuran. Zona umpan bertanggung jawab untuk memasukkan bahan mentah ke dalam ekstruder, sedangkan zona kompresi memampatkan dan melelehkan material. Zona pengukuran bertanggung jawab untuk menciptakan tekanan dan menghomogenisasi material.

Desain sekrup lainnya adalah sekrup penghalang, yang mencakup penerbangan penghalang yang memisahkan bagian umpan dan pengukuran. Desain ini dapat bermanfaat untuk material yang memerlukan pencampuran atau tekanan lebih tinggi, sehingga menghasilkan produk dengan kualitas lebih baik.

Sebuah studi yang dilakukan oleh Departemen Teknik Polimer di Universitas Teknologi Amirkabir di Iran menemukan bahwa mengubah desain sekrup dari sekrup penerbangan tunggal menjadi sekrup penerbangan ganda menghasilkan peningkatan kualitas produk akhir sebesar 16,8%, dengan homogenitas dan keseragaman yang lebih baik. porositas berkurang.

Sifat Bahan

Sifat material sekrup dan laras merupakan faktor penting dalam menentukan kualitas produk akhir. Bahan tersebut harus memiliki ketahanan aus yang tinggi, stabilitas suhu tinggi, dan koefisien gesekan yang rendah. Bahan seperti baja nitrida atau pelapis bimetal biasanya digunakan untuk meningkatkan ketahanan aus dan mengurangi gesekan.

Sebuah studi yang dilakukan oleh para peneliti di Institut Teknologi India di Mumbai menemukan bahwa penggunaan lapisan bimetalik pada permukaan sekrup meningkatkan ketahanan aus sebesar 60% dan mengurangi koefisien gesekan sebesar 25%, sehingga menghasilkan kualitas produk yang lebih baik dan mengurangi konsumsi energi.

Geometri Barel

Geometri barel juga merupakan faktor penting dalam menentukan kualitas dan konsistensi produk akhir. Desain barel harus dioptimalkan untuk memastikan distribusi suhu yang seragam dan peleburan material yang efisien. Desain tong yang paling umum adalah tong dengan lubang halus dengan elemen pemanas dan pendingin internal. Elemen pendingin sangat penting untuk mencegah panas berlebih dan degradasi material, yang dapat menghasilkan produk berkualitas buruk.

Sebuah studi yang dilakukan oleh para peneliti di Universitas Naples Federico II di Italia menemukan bahwa penggunaan tong beralur dengan saluran heliks menghasilkan pengurangan penurunan tekanan sebesar 28% dan peningkatan sifat mekanik produk akhir sebesar 17%.