Sljedeći su važni principi koje treba imati na umu u vezi sa ekstruzijom.Oni bi trebali pomoći u uštedi novca, proizvesti kvalitetnije proizvode i efikasnije koristiti opremu.
1. Mehanički princip. Osnovna mehanika ekstruzije je jednostavna – vijak se okreće u buretu i gura plastiku naprijed.Vijak je zapravo nagnuta ravan, ili rampa, namotana oko centralnog jezgra.Namjera je da se sila umnoži tako da se može savladati veliki otpor.U slučaju ekstrudera, postoje tri otpora koje treba savladati: trljanje čvrstih čestica (dovod) o zid cijevi i jedan o drugi u prvih nekoliko okreta vijka (zona napajanja);prianjanje taline na zid cijevi;i otpor protoku unutar taline dok se gura naprijed.
Sir Isaac Newton je objasnio da ako se neka stvar ne kreće u datom smjeru, sile na njoj su uravnotežene u tom smjeru.Vijak se ne pomiče u aksijalnom smjeru, iako se može brzo okretati u poprečnom smjeru po obodu.Dakle, aksijalne sile na vijku su izbalansirane, i ako gura naprijed velikom silom na plastičnu talinu, mora se gurati unazad na nešto jednakom silom.U ovom slučaju, radi se o guranju ležaja iza ulaza za napajanje koji se zove potisni ležaj.
Većina pojedinačnih vijaka je s desnim navojem, poput vijaka i vijaka koji se koriste u stolariji i mašinama.Okreću se u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, ako se gledaju odostraga, dok se pokušavaju izvući unatrag iz cijevi.U nekim ekstruderima s dva puža, dva vijka se okreću u suprotnim smjerovima u dvostrukoj cijevi i međusobno se spajaju, tako da jedan mora biti desno, a drugi lijevo.Kod drugih dvostrukih vijaka koji se međusobno spajaju, oba se zavrtnja okreću u istom smjeru i stoga moraju imati istu orijentaciju.U svim slučajevima, međutim, postoje potisni ležajevi koji preuzimaju povratnu silu, a Newtonov princip i dalje vrijedi.
2. Termički princip. Plastika koja se može ekstrudirati je termoplastika – ona se topi kada se zagrije i ponovo postaje čvrsta kada se ohladi.Odakle dolazi toplina za topljenje plastike?Predgrijavanje sirovine i grijači cijevi/matrice mogu doprinijeti, i kritični su pri pokretanju, ali unos energije motora – toplina trenja koja se stvara unutar cijevi dok motor okreće vijak protiv otpora viskozne taline – je daleko najvažniji izvor topline za sve osim za vrlo male sisteme, vijke koji se sporo kreću, plastiku na visokoj temperaturi topljenja i aplikacije za premazivanje ekstruzijom.
Za sve ostale operacije, važno je shvatiti da grijači cijevi nisu primarni izvor topline tokom rada, te stoga imaju manji učinak na ekstruziju nego što bismo mogli očekivati.Temperatura stražnje cijevi može ostati važna jer utječe na zagriz ili na brzinu prijenosa krutih tvari u hrani.Temperature glave i matrice bi normalno trebale biti na ili blizu željene temperature topljenja, osim ako se ne koriste u posebne svrhe kao što je sjaj, raspodjela protoka ili kontrola pritiska.
3. Princip smanjenja brzine. U većini ekstrudera, brzina puža se mijenja modifikacijom brzine motora.Motori se obično okreću na oko 1750 o/min pri punoj brzini, ali to je prebrzo za ekstruderski vijak.Ako bi se okretao tako brzo, stvorio bi previše topline trenja, a vrijeme zadržavanja plastike bilo bi prekratko za pripremu jednolične, dobro izmiješane taline.Tipičan omjer redukcije je između 10:1 i 20:1.Prva faza može koristiti ili zupčanike ili remenicu, ali druga faza uvijek koristi zupčanike i vijak je postavljen u centar posljednjeg, velikog zupčanika.
U nekoliko mašina koje se sporo kreću (kao što su blizanci za UPVC), mogu postojati tri stepena redukcije, a maksimalna brzina može biti samo 30 o/min ili manje (sa omjerima do 60:1).S druge strane, neki veoma dugački blizanci koji se koriste za mešanje mogu raditi na 600 o/min ili više, tako da je potreban vrlo nizak omjer redukcije, kao i dosta intenzivnog hlađenja.
Ponekad je omjer redukcije neusklađen s poslom – snaga ostaje neiskorištena – i moguće je dodati set remenica između motora i prve faze redukcije kako bi se promijenila najveća brzina.Ovo ili povećava brzinu zavrtnja iznad prethodnih granica ili smanjuje maksimalnu brzinu kako bi omogućilo sistemu da radi u većem procentu od te najveće brzine.Ovo povećava dostupnu snagu, smanjuje amperažu i izbjegava probleme s motorom.U oba slučaja, izlaz se može povećati, ovisno o materijalu i njegovim potrebama za hlađenjem.
Vrijeme objave: 04.05.2017