Følgende er vigtige principper at huske på med hensyn til ekstrudering.De skal hjælpe med at spare penge, give produkter af højere kvalitet og bruge udstyr mere effektivt.
1. Det mekaniske princip. Den grundlæggende mekanik ved ekstrudering er enkel - en skrue drejer i en tønde og skubber plastikken fremad.En skrue er i virkeligheden et skråplan, eller rampe, viklet omkring en central kerne.Hensigten er at gange kraften, så en stor modstand kan overvindes.I tilfælde af en ekstruder er der tre modstande at overvinde: gnidning af faste partikler (tilførslen) mod cylindervæggen og hinanden i de første par omgange af skruen (tilførselszonen);vedhæftningen af smelten til tøndevæggen;og modstand mod strømning i smelten, når den skubbes fremad.
Sir Isaac Newton forklarede, at hvis en ting ikke bevæger sig i en given retning, er kræfterne på den afbalanceret i den retning.Skruen bevæger sig ikke i en aksial retning, selvom den kan dreje hurtigt i tværretningen rundt om omkredsen.Så de aksiale kræfter på skruen er afbalanceret, og hvis den skubber frem med stor kraft på plastsmelten, skal den skubbe bagud på noget med samme kraft.I dette tilfælde skubber den på et leje bag ved foderindgangen kaldet tryklejet.
De fleste enkeltskruer er højregevind, ligesom de skruer og bolte, der bruges i tømrer- og maskineri.De drejer mod uret, hvis de ses bagfra, mens de forsøger at skrue sig selv bagud ud af tønden.I nogle dobbelt-skrue ekstrudere drejer to skruer i modsatte retninger i en dobbelt cylinder og griber ind, så den ene skal være højrehåndet og den anden venstrehåndet.I andre sammengribende dobbeltskruer drejer begge skruer i samme retning og skal derfor have samme orientering.I alle tilfælde er der dog tryklejer til at tage den bagudrettede kraft, og Newtons princip gælder stadig.
2. Det termiske princip. Ekstruderbar plast er termoplast - de smelter ved opvarmning og bliver fast igen, når den afkøles.Hvor kommer varmen til at smelte plastikken fra?Foderforvarmning og tønde-/dysevarmere kan bidrage og er kritiske ved opstart, men motorens energitilførsel - friktionsvarme genereret inde i tønden, når motoren drejer skruen mod modstanden fra den viskøse smelte - er langt den vigtigste varmekilde til alle undtagen meget små systemer, langsomtgående skruer, højsmeltende plastik og ekstruderingsbelægningsapplikationer.
For alle andre operationer er det vigtigt at indse, at tøndevarmerne ikke er den primære varmekilde under drift, og derfor har mindre effekt på ekstruderingen, end vi kunne forvente.Den bagerste cylindertemperatur kan forblive vigtig, fordi den påvirker bid eller hastigheden af faste stoffer, der transporteres i foderet.Hoved- og matricetemperaturer bør normalt være på eller tæt på den ønskede smeltetemperatur, medmindre de bruges til et specifikt formål såsom glans, flowfordeling eller trykregulering.
3. Hastighedsreduktionsprincippet. I de fleste ekstrudere ændres skruehastigheden ved at ændre motorhastigheden.Motorer drejer typisk omkring 1750 o/min ved fuld hastighed, men det er alt for hurtigt for en ekstruderskrue.Hvis det blev drejet så hurtigt, ville det generere for meget friktionsvarme, og plastikkens opholdstid ville være for kort til at fremstille en ensartet, godt blandet smelte.Et typisk reduktionsforhold er mellem 10:1 og 20:1.Det første trin kan bruge enten tandhjul eller et remskivesæt, men det andet trin bruger altid tandhjul, og skruen sættes i midten af det sidste, store gear.
I nogle få langsomtgående maskiner (såsom tvillinger til UPVC) kan der være tre reduktionstrin, og tophastigheden kan være så lav som 30 o/min eller mindre (med forhold op til 60:1).På den anden yderlighed kan nogle meget lange tvillinger, der bruges til sammensætning, køre ved 600 rpm eller mere, så der er behov for et meget lavt reduktionsforhold, samt en masse intens afkøling.
Nogle gange er reduktionsforholdet uoverensstemmende med jobbet - der er strøm, der ikke bliver brugt - og det er muligt at tilføje et sæt remskiver mellem motoren og det første reduktionstrin for at ændre tophastigheden.Dette øger enten skruehastigheden ud over de tidligere grænser eller reducerer tophastigheden for at tillade systemet at køre med en større procentdel af denne tophastighed.Dette øger den tilgængelige strøm, reducerer strømstyrken og undgår motorproblemer.I begge tilfælde kan output øges afhængigt af materialet og dets kølebehov.
Indlægstid: maj-04-2017