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Sukapanpotharam, Kamthorn:Nordson Xaloy螺杆新设计、新应用

2018-12-04 来源:塑商汇
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2018年11月22日,由宁波市科学技术局、宁波市北仑区人民政府、中国塑料机械工业协会主办;宁波市塑料机械行业协会承办的2018中国(宁波)新材料与产业化国际论坛暨中国塑机产业发展创新峰会在宁波影秀城丽筠酒店顺利召开。


在本届峰会上,xaloy泰国工厂工程总监Sukapanpotharam, Kamthorn先生带来了《Nordson Xaloy螺杆新设计、新应用》主题演讲


以下内容根据会议现场速记整理,未经本人审阅,仅供参考。



大家下午好,我是来自xaloy泰国工厂的Sukapanpotharam,Kamthorn,我们Nordson Xaloy工厂在泰国有一个亚洲的总工厂,我们生产螺杆给OEM工厂和终端用户。




这次我们报告的题目就是用屏障型螺杆设计进行性能优化,这次讨论的题目有四项,第一是简单介绍一下普通标准型螺杆的形状和模式,屏障型螺杆的形状和模式,接下来是标准螺杆和普通螺杆和屏障型螺杆性能的比较,最后就是优化屏障型螺杆的性能。这里介绍一下标准的三段式螺杆的几何形状和一些产品的术语。一个标准的三段式螺杆通常分这么三个部分,一个标准螺杆通常有一个下降段,容量段和计量段,剂量段决定了它的多和少的输出量。这个螺杆超有一个压缩,用下降段除以剂量段,离子经过下降段四到五周的压缩以后形成了一个固态槽,固态槽沿着螺杆推进以后接触到一个金属的热的表面,形成了一个热的容量膜聚集到后面的容量池,固态槽被容量膜所包围,固态沿着螺槽前进时厚度逐渐减小,最后使固态槽破碎成了小颗粒,固体颗粒混在一个熔体池中,被周围传导来的热量缓慢地融化,所以在这个过程中单单这样的不是非常高效。




在普通的螺杆上我们无法很好地控制固态槽,MeltPro屏障型螺杆就是美国的这套Patent 36506522我们已经用的非常成熟了,我们现在用这种结构来分离固态槽和液态池。大家从上面这个图上可以看到,一个固体的固态槽和液态池被分开了,把一个螺杆螺槽分成一个固态的槽和一个液态的槽,固态槽为固体池,液态槽为液体池。在普通骡轮和屏障型螺轮之间间歇比较小,将未融化的粒子限制在固态槽内。随着固态槽逐渐融化,随着螺杆的面积见效,液体槽的截面积在增加。液体槽的容量随着螺杆逐渐向前推进和输出,固态槽里面的固态粒子就逐渐融化,从屏障型跨过去,最后固态槽全部消失。现在有一个优化的屏障型螺杆设计称为Nordson Quantum的螺杆设计,Nordson Quantum的屏障型螺杆设计运用了延长螺杆的螺距,固态槽逐步增宽,使更多的粒子接受到加热,由于更多的热量来自于系统热圈,这样就提高了效果。Nordson Quantum螺杆速率高于绝大部分竞争对手的屏障螺杆的设计。这里一个表格列出来的是缩化时间的比较,我们用40毫米的实验室螺杆在191.7CC的注射量上实际的缩化时间。这是三组螺杆的比较,一个是通用的,一个是通常的MeltPro的平常螺杆设计,最后一个是Nordson Quantum螺杆的设计,这里列出来高溶质的,低溶质的,尼龙,尼龙加玻纤,特别明显的就是PPPE溶质高的改善是比较明显的。输出量的增加比塑化时间有所减少。中间这行红色的是MeltPro的设计,最后一列是Nordson Quantum螺杆的设计能够减少的塑化时间。




这是不同螺杆的比较,40毫米实验室的螺杆,黄色表示的是通用螺杆,蓝色的是屏障型螺杆,绿色的是Nordson Quantum螺杆。这个图片集中了螺杆设计所需的驱动扭矩,黄色的是普通螺杆,蓝色的是屏障螺杆,橙色的是Nordson Quantum螺杆,虽然Nordson Quantum螺杆的输出量增加很多,但是它的扭矩却增加有限。虽然通用型螺杆输出量低,但是它的扭矩差不多。接下来我们用一个2.5inch的挤出螺杆再比较一下这些螺杆设计的不同带来的不同。首先是在80转的情况下,第一行是Nordson Quantum螺杆,第二行是MeltPro的屏障螺杆,在两种不同的温度设置下,提高一些温度得到的效果也是不一样的,下面是120转的情况下两种落跟的比较,也是用了两组不同的温度设定,也得到了不同的结果。从红色的字可以看出Nordson Quantum的螺杆设计跟领先一直用的MeltPro屏障螺杆设计又增加了一个百分比,从输出量来看增加了11%,驱动电流增加了多少也可以看出来,熔体的温度增加了1.6度,还有的减少了1度。这是具体的例子,用166MM、25L/D螺杆,由一家世界领先的汽配长生产,用的是TPO15MI的溶质注射,第一行是Nordson Quantum螺杆,第二行是MeltPro屏螺杆,输送量上就增加了9.7%,而熔体的温度降低了6.1。




这个是我们做的Quantum螺杆的示意图,160毫米25L/D螺杆用了Quantum的设计。这个是螺杆的设计对物料停留时间的影响,物料在系统里停留的时间吸收的热量比较少,螺杆就需要更多的能量,停留时间短对结晶型的树脂是不利的。聚烯烃树脂的应用停留时间少于3分钟,我们就推荐用屏障型螺杆来优化性能。我们优化屏障型螺杆的性能,当停留时间有限时,系统的稳定设高一点可以延长扭矩有助于延长螺杆的使用寿命。为优化这个性能,屏障型螺杆应该在较高的反向的螺杆设置下,像红色箭头所示,螺杆有上下不对称的结构,引起了侧向的复展。比如这个典型的温度设计,第一区就是目标的温度,第二区在目标的温度上加上35度,第三区加上10度,第四区就用目标温度。这是个实际例子,就是如何来设置反向的螺杆,进行温度设置,这里用的是TPO220度目标温度,用Quantum第一区设在200度,第二区230度,然后245度、230、250度。这个图表显示了温度对屏障型螺杆压力的影响,温度减少了螺槽里的压力,树脂的剪切压力也减少了,螺杆的磨损生命也得到了增加。由于更好地运用了热能量,Quantum螺杆比现有的屏障型螺杆设计有更高的熔融的效率,在大多数案例中可以看到,塑化率有明显的增加。Quantum螺杆只需要螺杆的扭矩有一个极小的增加,就可以使它的塑化率增加相当多。




对于屏障螺杆来说,合适的温度设置就是刚才介绍的反向设置,高一些的热量是有助于改进塑化率的。我们推荐的是Quantum需要高输出量的PP、PE、ABSPS和PET。




谢谢大家




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