Choisir le bon rapport L/D de vis : trouver le point d'équilibre entre qualité et coût

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Dans le processus de production de plastiques modifiés, le rapport longueur/diamètre de la vis (L/D) est un paramètre crucial. Cela affecte directement la qualité de la plastification, l’efficacité de la production et les performances du produit final. Comprendre les subtilités du rapport L/D des vis peut nous aider à prendre des décisions plus précises dans la production quotidienne.

I. Quel est le rapport L/D des vis ?

Le rapport L/D de la vis fait référence au rapport entre la longueur utile efficace de la vis et son diamètre, généralement exprimé en L/D, où L représente la longueur efficace de la section de vol de la vis et D représente le diamètre de la vis.

L'ampleur du rapport L/D est directement liée au temps de séjour du matériau dans la vis, à la qualité de la plastification et à l'effet de mélange. Un rapport L/D plus élevé offre une répartition raisonnable de la température, ce qui est bénéfique pour le mélange et la plastification du plastique. À ce stade, le plastique est chauffé dans le fût pendant une durée plus longue, ce qui conduit à une plastification plus approfondie et plus uniforme, améliorant ainsi la qualité de la plastification.

II. Sélection du rapport L/D pour différents plastiques modifiés ?

Différents matériaux plastiques ont des exigences variables concernant le rapport L/D des vis en raison des différences dans leurs propriétés physiques et leurs caractéristiques de traitement :

Plastiques thermosensibles :Comme le PVC rigide et d'autres plastiques ayant une mauvaise stabilité thermique, sélectionnez généralement un rapport L/D de 17-18 pour éviter la décomposition causée par un temps de séjour excessif.

Plastiques à usage général :Les plastiques courants comme le PE et le PP sélectionnent généralement un rapport L/D de 18-22.

Plastiques stables à haute température :Les plastiques techniques tels que le PC et le POM peuvent sélectionner un rapport L/D de 22-24.

Polypropylène ignifuge :Lors du traitement du PP ignifuge, le rapport L/D des vis doit être contrôlé autant que possible entre 36 :1 et 40 :1.

Type de vis :Pour le moulage par injection, il est recommandé de sélectionner une vis à transition abrupte avec un rapport L/D de 18-20.

Matériaux renforcés de fibres de verre :Pour les composites de résine thermoplastique renforcée de fibres de verre, une plage de rapport L/D de 48:1 à 56:1 peut être sélectionnée pour améliorer l'uniformité de distribution des fibres de verre dans la résine.

III. L'effet synergique du rapport L/D avec d'autres paramètres de vis

Le rapport L/D de la vis ne fonctionne pas indépendamment ; il doit fonctionner en synergie avec d'autres paramètres de vis pour obtenir les meilleurs résultats de traitement des plastiques modifiés :

Taux de compression :Le taux de compression est le rapport entre la profondeur de la dernière volée dans la section d'alimentation et la profondeur de la première volée dans la section de dosage. Différents plastiques nécessitent des taux de compression différents. Par exemple, le nylon PA pour le moulage par injection sélectionne généralement un taux de compression de 3 à 3,5, tandis que le polypropylène nécessite 3,7 à 4.

Sections de vis :La vis peut être divisée fonctionnellement en section d'alimentation, section de plastification (section de compression) et section de dosage (section d'homogénéisation). La répartition des longueurs de ces trois sections impacte significativement la qualité de la plastification du matériau. Pour les plastiques non cristallins, la longueur de la section de plastification représente généralement 45 à 50 % de la longueur totale du vol ; pour les plastiques cristallins, c'est (3-5)D ; pour le nylon, c'est (1-2)D.

Type de vis :Les vis à transition progressive ont une section de compression plus longue, représentant 50 % de la longueur totale de la vis, ce qui entraîne une conversion d'énergie plus douce pendant la plastification. Ils sont principalement utilisés pour les plastiques ayant une mauvaise stabilité thermique comme le PVC. Les vis à transition brusque ont une section de compression plus courte, représentant 5 à 15 % de la longueur totale de la vis, ce qui entraîne une conversion d'énergie plus intense pendant la plastification. Ils sont principalement utilisés pour les plastiques cristallins comme les polyoléfines et le PA.

IV. Sélection du rapport L/D pourExtrudeuses à double vis

Dans la production de plastiques modifiés,extrudeuses à double vissont des équipements plus couramment utilisés, et leur sélection de rapport L/D diffère de celleextrudeuses monovis:

Le rapport L/D des extrudeuses commerciales à double vis se situe généralement entre 21 et 48. Pour le traitement de matériaux sensibles à la chaleur, de matériaux en granulés et de produits sans exigences de qualité élevées (comme le recyclage des déchets et la granulation), il est recommandé de sélectionner un rapport L/D plus petit. Les rapports L/D élevés de 39 à 48 conviennent mieux aux matériaux nécessitant des températures, des pressions et une qualité de produit plus élevées.

Ces dernières années, des extrudeuses à double vis avec des rapports L/D ultra-larges (supérieurs à 100) ont également commencé à être utilisées dans des domaines spécifiques. Par exemple, l'extrudeuse à double vis co-rotative avec un rapport L/D de 136 développée par le groupe de recherche du professeur Wang Jian à l'Université de technologie chimique de Pékin a été appliquée avec succès dans la filature de gel de polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE), démontrant des avantages significatifs dans le démêlage des chaînes polymères.

V. Principes de sélection en pratique

Dans l'application pratique de la production de plastiques modifiés, la sélection du rapport L/D des vis doit suivre ces principes :

Sélectionnez en fonction des caractéristiques du matériau :Les plastiques ayant une mauvaise stabilité thermique doivent utiliser un rapport L/D plus petit, tandis que les plastiques ayant une bonne stabilité thermique peuvent utiliser un rapport L/D plus élevé.

Sélectionnez en fonction des exigences du produit :Lorsque les exigences de qualité du produit ne sont pas très élevées (par exemple, recyclage et granulation de déchets), un rapport L/D de vis plus petit peut être sélectionné. Dans le cas contraire, un rapport L/D de vis plus grand doit être choisi.

Sélectionnez en fonction de la forme de la matière première :Pour les matériaux granulés qui ont subi une plastification et une granulation, le rapport L/D de la vis peut être choisi plus petit. Pour les matériaux en poudre qui n'ont pas été plastifiés ni granulés, un rapport L/D de vis plus élevé est requis.

Tenez compte des coûts de production globaux. Même si un rapport L/D plus élevé peut améliorer la qualité du produit, il augmente également les coûts d’équipement et la consommation d’énergie. Il est nécessaire de trouver un équilibre entre la qualité du produit et son coût.

Si vous avez besoin de plus d'informations,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.vous invite à nous contacter pour une demande détaillée, nous vous fournirons des conseils techniques professionnels ou des suggestions d'achat d'équipement.