プラスチックの押出 – 動作原理とプロセスパラメータ

押出成形は大量生産プロセスです。プラスチック材料は熱を加えて溶かされ、ダイを通して所望の形状に押し出されます。円筒形の回転スクリューがバレルの内側に配置されており、溶融したプラスチック材料をダイを通して押し出します。押し出された材料は金型の断面に応じた形状になります。

動作原理

このプロセスでは、ペレットまたは顆粒の形のプラスチック材料が、上部に取り付けられたホッパーからバレル内に重力で供給されます。着色剤や紫外線防止剤などの添加剤（液体またはペレット）をホッパー内で混合することができます。プラスチック材料は供給口から入り、回転するスクリューと接触します。回転するネジがプラスチックビーズをバレル内に押し込みます。バレルは、発熱体を使用してプラスチックの溶融温度まで加熱されます。加熱要素は、バレルの温度を後部から前部に向かって徐々に上昇させるような方法で使用されます。回転スクリューには、供給ゾーン、溶融ゾーン、計量ゾーンという 3 つのゾーンが考えられます。フィードゾーンでは、プラスチックビーズがバレルに押し込まれるにつれて徐々に溶けます。プラスチック材料は溶融ゾーンで完全に溶融されます。バレル内の温度を維持するためにサーモスタットが使用されます。材料特性の劣化を引き起こす可能性があるプラスチックの過熱は最小限に抑える必要があります。プロセス中のバレルの温度を維持するために、冷却ファンまたは水冷システムが使用されます。バレルの前部で、溶融プラスチックはスクリューから出て、スクリーン パックを通過して溶融プラスチック内の汚染物質を除去します。スクリーンはブレーカープレートで補強されています。ブレーカー プレート アセンブリは、バレル内に背圧を生成する役割も果たします。背圧により均一な溶融が行われ、溶融プラスチック材料がバレル内で適切に混合されます。ブレーカープレートを通過した後、溶融プラスチックは金型に入ります。金型によりプラスチック製品の望ましい形状が得られます。溶融プラスチックの流れが不均一になると、プラスチック製品に不要な応力が発生します。これらの応力は、溶融プラスチックの凝固後に反りを引き起こす可能性があります。プラスチックは断熱性に優れているため、すぐに冷めるのは非常に困難です。プラスチック製品は、一連の冷却ロールを通過させて冷却されます。

押出プロセスパラメータ

押出プロセスの前に考慮すべき重要なプロセス パラメーターが 5 つあります。

• プラスチックの融解温度
• ネジの速度
• 必要な押出圧力
• 使用する金型の種類
• 冷却媒体

ネジの設計:

プラスチック加工ではネジの設計が重要です。それは主に 3 つの異なる機能を持っています。プラスチックを均一に溶融および混合し、最終的には溶融した材料を金型に押し出す圧力を生成します。ねじの長さ (L) は、ねじの直径 (D) に対する L/D 比として表されます。通常、L/D 比は 24:1 として使用されますが、より多くのミキシングと出力を必要とする場合は、最大 32:1 まで増加する場合があります。スクリューの長さには、供給ゾーン、溶融ゾーン、計量ゾーンという 3 つのゾーンが考えられます。(a) 供給ゾーン: このゾーンでは、樹脂がホッパーからバレルに挿入され、チャネルの深さは一定です。(b)溶融ゾーン: プラスチック材料が溶融し、チャネルの深さが徐々に小さくなります。移行ゾーンまたは圧縮ゾーンとも呼ばれます。(c) 計量ゾーン: 溶融プラスチックは均一な温度と圧力で混合され、ダイに送られます。チャネルの深さはこのゾーン全体で一定です。