Materiale- og strukturparametre for skrue og tønde til blæsefilmsmaskine

Skruen i en blæsefilmekstruder er kernekomponenten i ekstruderingssystemet, og dens struktur påvirker direkte blødgøringskvaliteten, ekstruderingsstabiliteten og filmens ensartethed. En typisk blæsefilmekstruderskrue bruger et enkeltskruedesign, opdelt i tre funktionelle zoner: fødezonen, kompressionszonen og homogeniseringszonen. Disse tre zoner arbejder sammen for at opnå faststoftransport, smelteblødgøring og trykudligningsoutput.

Fodringszone: Denne zone, der er placeret foran på snekken, har en relativt dyb snekkekanal. Dens hovedfunktion er at transportere plastgranulat stabilt. Snekkeafstanden i denne zone er relativt stor for at sikre jævn materialeindgang og forhindre brodannelse eller blokering.

Kompressionszone: Skruekanalens dybde falder gradvist, og plastgranulaterne smelter gradvist ved mekanisk kompression og ekstern opvarmning. Denne zone er afgørende for faseovergangen mellem fast og flydende materiale; kompressionsforholdet skal være designet til at matche materialeegenskaberne (f.eks. LDPE, HDPE, PP), typisk mellem 2.5:1 og 3.5:1.

Homogeniseringszone: Denne sektion har den laveste og mest konstante skruekanaldybde, der er ansvarlig for homogenisering af smeltetemperaturen og -trykket for at sikre stabil ekstrudering. Denne sektion udviser lav forskydningskraft, hvilket forhindrer overophedning og nedbrydning, hvilket er afgørende for ensartet filmtykkelse.

Moderne højtydende blæsefilmekstrudere anvender typisk et splitskruedesign (f.eks. BM- eller Barr-typen), hvor der tilføjes skrueribber i kompressionssektionen for fysisk at isolere det faste leje fra smeltelejet, hvorved blødgøringseffektiviteten forbedres og udsving i smeltetemperaturen reduceres. Nogle maskiner er også udstyret med blandeelementer (f.eks. stifter eller barriereblokke) for at forbedre smelteblandingens ensartethed, især velegnet til flerlags-coekstrudering eller tilsætning af masterbatcher. For at imødekomme bionedbrydelige materialer (f.eks. PBAT og PLA) anvender nogle skruer desuden højhastigheds-legeringssprøjteteknologi og vandkølede ringdesigns, hvilket forbedrer slidstyrken og temperaturreguleringens nøjagtighed.

Skruens længde-til-diameter-forhold (L/D) er typisk mellem 20:1 og 30:1. Et højere L/D-forhold muliggør en mere fuldstændig blødgøring og resulterer i en glattere filmoverflade. Materialet er normalt lavet af korrosionsbestandigt legeret stål med høj hårdhed, præcisionsbearbejdet og overfladebehandlet, hvilket giver en levetid, der er 2-3 gange længere end konventionelle nitrerede skruer.

Materialerne brugt til skruen og cylinderen af en blæsefilmmaskine vælges primært baseret på de råmaterialer, der forarbejdes, driftsmiljøet og levetidskravene. Almindelige materialer kan kategoriseres i tre typer: legeret stål af høj kvalitet, bimetalliske kompositmaterialer og specielle tekniske legeringer. Blandt disse er 38CrMoAlA legeret stål i øjeblikket det mest almindelige valg på markedet.

1. Mainstreammateriale: 38CrMoAlA legeringsstål (nitreret stål)

Dette er det mest anvendte materiale til skruer og tromler til blæsefilmmaskiner og er særligt velegnet til forarbejdning af konventionelle plasttyper såsom PE, PP, LDPE, HDPE og LLDPE. Efter nitrering kan materialets overfladehårdhed nå HV950-1050 med en nitreringslagdybde på 0.5-0.8 mm. Det kombinerer høj slidstyrke, korrosionsbestandighed og god sejhed, hvilket resulterer i lang levetid og lave vedligeholdelsesomkostninger.

Fordele: Høj omkostningseffektivitet, stabil forarbejdning, egnet til generel filmproduktion.

Typiske anvendelser: Maskiner til blæsefilm i store mængder, produktionslinjer for film til fødevareemballage.

2. Højtydende materialer: Bimetallisk kompositstruktur (SACM645, SKD61 osv.). Til meget slibende og korrosive råmaterialer (såsom dem, der indeholder mere end 30% calciumcarbonat, glasfiber, PVC, tekniske plastmaterialer eller genbrugsmaterialer) er bimetalliske skruer det foretrukne valg. Deres struktur består af et ydre slidstærkt legeringslag og et indre, hårdt matrixlag, der opnår molekylær binding gennem højtemperaturkalcinering. Deres levetid kan være 2-3 gange så lang som almindeligt nitreret stål, og i ekstreme tilfælde op til 35 gange.

Almindelige legeringslag: Nikkelbaserede legeringer, wolframkarbid, 9Cr18Mov rustfrit stål

Basismaterialer: SACM645, SKD61, tysk 8407-XW1 og andre fuldt hærdede ståltyper

Fordele: Stærk slidstyrke, egnet til fyldstoffer, genbrugsmaterialer, fluorplast og andre vanskeligt forarbejdede materialer

Omkostninger: Startprisen er omkring 40% højere, men mere økonomisk i det lange løb

3. Specielle forarbejdningsmaterialer: Tekniske legeringer med høj hårdhed (bruges til avancerede materialer såsom PEEK)

Ved bearbejdning af højtydende tekniske plasttyper som PEEK (polyetherketon) kræves der materialer med ekstremt høj varmebestandighed, styrke og krybemodstand. Virksomheder som Zhejiang Huaye har udviklet HPT-serien af ​​skruer og HK bimetalliske tromler specifikt til PEEK, der anvender specielle varmebehandlingsprocesser for at opfylde kravene til langvarig stabil drift ved høje temperaturer på 160-230 ℃.

Gældende scenarier: Medicin, luftfart, avanceret elektronisk emballage og andre områder med ekstremt strenge krav til filmydelse.