Pemilihan Parameter Sekrup Optimal: Menyesuaikan Pemrosesan Plastik untuk PC, PMMA, PA, PET, PVC

Saat mempelajari dunia pemrosesan plastik yang rumit, pemilihan parameter sekrup memainkan peran penting dalam menentukan keberhasilan operasi. Mari jelajahi nuansa pengoptimalan parameter sekrup untuk 5 bahan baku berbeda: PC (Polikarbonat), PMMA (Kaca Organik), PA (Nylon), PET, PVC.

1. Polikarbonat (PC)

Fitur:

Bersifat non-kristal dengan suhu transisi gelas 140°C hingga 150°C dan suhu leleh berkisar antara 215°C hingga 225°C.

Viskositas tinggi, kepekaan terhadap suhu, dan penyerapan air yang nyata.

Pemilihan Parameter Sekrup:

A. Mengingat stabilitas termal yang luar biasa dan viskositas tinggi, memilih rasio L/D yang lebih besar akan meningkatkan plastisisasi. Rekomendasi ini didukung oleh data yang menunjukkan peningkatan efisiensi plastisisasi dengan rasio aspek yang lebih tinggi.

B. Tantangan dalam menghitung laju leleh memerlukan penyesuaian rasio kompresi ε. Memanfaatkan bukti empiris terkait kemampuan mesin PC, disarankan nilai gradien A yang lebih tinggi, berada dalam kisaran 2-3 untuk L2 yang lebih besar.

C. Penggabungan struktur pencampuran dalam desain sekrup mengatasi viskositas tinggi dan penyerapan air. Wawasan berdasarkan data mendukung klaim bahwa penambahan ini memperkuat disintegrasi lapisan padat dan membantu transformasi air menjadi gas, sehingga mengurangi potensi masalah pemrosesan.

D. Sambil menjaga konsistensi dengan sekrup biasa lainnya dalam hal parameter seperti e, s, φ, dan jarak bebas barel, penekanan pada pengambilan keputusan berdasarkan data tetap menjadi hal yang terpenting.

2. Kaca Organik (PMMA)

Fitur:

Suhu transisi gelas 105°C, suhu leleh melebihi 160°C, dan rentang suhu pencetakan yang luas.

Viskositas tinggi, fluiditas terbatas, dan penyerapan air yang nyata.

Pemilihan Parameter Sekrup:

A. Sekrup gradien dengan rasio L/D 20-22 direkomendasikan, dengan mempertimbangkan persyaratan akurasi produk akhir. Preferensi ini didukung oleh data empiris yang menggambarkan korelasi antara desain sekrup dan akurasi produk.

B. Rasio kompresi ε, yang berada dalam kisaran 2,3-2,6, ditentukan oleh karakteristik material. Pendekatan berbasis data ini memastikan kondisi pemrosesan yang optimal untuk PMMA.

C. Mengatasi sifat hidrofilik PMMA, penambahan struktur cincin pencampur di ujung depan sekrup didukung oleh data yang menunjukkan peningkatan hasil pemrosesan, khususnya dalam hal penyerapan air.

D. Menyelaraskan parameter lain dengan desain sekrup universal menjaga keseimbangan antara standar industri dan persyaratan spesifik material, sebagaimana dibuktikan oleh data pemrosesan historis.

3. Nilon (PA)

Fitur:

Plastik kristal dengan jenis yang beragam dan rentang titik leleh yang sempit, misalnya PA66 dengan titik leleh antara 260°C dan 265°C.

Viskositas rendah, fluiditas sangat baik, titik leleh berbeda, dan penyerapan air sedang.

Pemilihan Parameter Sekrup:

A. Pemilihan sekrup jenis mutasi dengan rasio L/D 18-20 didukung oleh data historis yang menggambarkan korelasi antara jenis sekrup dan karakteristik plastik kristal.

B. Rasio kompresi antara 3 dan 3,5, ditambah dengan nilai h3 tertentu, direkomendasikan untuk mencegah panas berlebih dan dekomposisi, sebagaimana dibuktikan oleh data stabilitas termal untuk PA.

C. Penyempurnaan celah antara cincin periksa dan laras, serta sekrup dan laras, didasarkan pada data yang menunjukkan bahwa celah yang lebih kecil lebih disukai karena viskositas PA yang rendah. Pertimbangan nosel yang dapat mengunci sendiri didukung oleh data yang menunjukkan peningkatan efisiensi pemrosesan dalam skenario tertentu.

D. Mematuhi prinsip desain sekrup universal untuk parameter lain memastikan pendekatan yang seimbang, mengintegrasikan standar industri dengan persyaratan spesifik material berdasarkan data pemrosesan historis yang ekstensif.

4. PET (Polietilen Tereftalat)

Fitur:

Dengan titik leleh antara 250°C hingga 260°C, PET cetakan tiup memiliki kisaran suhu pencetakan yang lebih luas, sekitar 255°C hingga 290°C.

PET cetakan tiup memiliki viskositas yang tinggi, dengan suhu memberikan pengaruh yang signifikan terhadap viskositas, sehingga stabilitas termal kurang dari ideal.

Pemilihan Parameter Sekrup:

A. Untuk L/D, rasio optimal umumnya dianggap 20, menampilkan distribusi tiga segmen dengan L1 sebesar 50%-55% dan L2 sebesar 20%.

B. Menggunakan sekrup yang ditandai dengan geser rendah dan rasio kompresi rendah, biasanya sekitar 1,8-2, membantu mengurangi masalah seperti perubahan warna atau kekeruhan yang disebabkan oleh panas berlebih pada geser. Untuk lebih mengatasi masalah ini, tetapkan h3 pada 0,09D.

C. Tidak adanya cincin pencampur di ujung depan sekrup memiliki dua tujuan: mencegah panas berlebih dan meminimalkan masalah penyimpanan material.

5. PVC (Polivinil Klorida)

Fitur:

Karena tidak memiliki titik leleh yang jelas, PVC melunak pada 60°C, memasuki keadaan viskoelastik pada 100°C hingga 150°C, dan meleleh sepenuhnya pada 140°C. Pada saat yang sama, ia mengalami dekomposisi dan melepaskan gas HCl. Dekomposisi cepat terjadi pada suhu 170°C, dengan titik pelunakan sejajar dengan titik dekomposisi.

PVC menunjukkan stabilitas termal yang buruk, dimana suhu tinggi dan paparan yang terlalu lama menyebabkan dekomposisi dan menghambat fluiditas.

Pemilihan Parameter Sekrup:

A. Tindakan kontrol suhu yang ketat sangat penting, sehingga memerlukan desain sekrup rendah untuk mencegah panas berlebih.

B. Bahan tahan korosi untuk sekrup dan laras sangat penting karena sifat korosif PVC.

C. Dalam proses pencetakan injeksi, menjaga kontrol yang ketat sangat penting untuk mengatasi karakteristik khusus material.

D. Parameter sekrup yang ideal mencakup L/D dalam kisaran 16-20, h3 pada 0,07D, ε berkisar antara 1,6-2, dan distribusi tersegmentasi L1 pada 40% dan L2 pada 40%.

e. Untuk mencegah penumpukan material, disarankan untuk menghilangkan cincin penyearah dan menggunakan kepala lancip 20°-30°, terutama cocok untuk perekat lunak. Sebagai alternatif, untuk kebutuhan produk yang lebih tinggi, sekrup terpisah tanpa bagian pengukur terbukti menguntungkan, terutama untuk PVC keras. Dalam kasus seperti itu, mengintegrasikan lubang air pendingin atau oli di sekrup bagian pengumpanan, bersama dengan alur air dingin atau oli di laras mesin, memastikan kontrol suhu yang presisi dalam ±2°C. Pendekatan yang berbeda ini mengoptimalkan efisiensi pemrosesan PVC dalam beragam aplikasi.