スクリューの形状はバレル内の材料の滞留時間とせん断速度にどのような影響を及ぼしますか?

スクリューの形状は、射出成形機のバレル内での材料の滞留時間とせん断速度の両方を決定する上で重要な役割を果たします。その方法は次のとおりです。

飛行深さ: 飛行深さは、バレル内の物質の流れのダイナミクスに大きな影響を与えるスクリュー形状の基本的な側面です。スクリューの外径とバレルの内径の間の距離によって、スクリューのチャネルに沿って収容できる材料の体積が決まります。飛行深さが大きくなると、スクリューの 1 回転あたりに搬送できる材料の量が増えるため、この体積は滞留時間に直接影響します。その結果、材料はバレル内でより多くの時間を費やし、溶解、混合、均質化などのプロセスを経ます。滞留時間を長くすると、添加剤、着色剤、またはリサイクル材料とベース樹脂との完全な混合が容易になるため、最終成形品の均一な特性を達成するのに特に有利です。ただし、過度の飛行深さは滞留時間の延長につながり、特に熱に敏感なポリマーの場合、材料の劣化や過熱の危険性があります。

ピッチ: スクリューのピッチは、その長さに沿った隣接するフライト間の距離として定義され、材料の変位、したがって滞留時間に直接影響します。ピッチが長くなると、スクリューの 1 回転あたりの材料搬送が増加し、処理量が効果的に増加し、滞留時間が延長されます。この滞留時間の延長により、材料の混合と均質化の強化など、いくつかの利点が得られます。これらは、一貫した溶融特性と部品の品質を達成するために重要です。滞留時間を長くすると、添加剤や充填剤の組み込みが改善され、溶融物全体に均一に分散することが保証されます。ただし、エネルギー消費量やせん断による劣化の増加の可能性など、ピッチが長いことに伴うトレードオフを考慮することが重要です。逆に、ピッチが短いと、1回転あたりの材料の変位が減少し、滞留時間が短くなります。これは、材料の高温への曝露を最小限に抑えたり、サイクル時間を短縮したりするためには望ましいことですが、溶融品質や混合効率を損なう可能性もあります。

圧縮比: 供給ゾーンの深さ対計量ゾーンの深さの比として表されるスクリューの圧縮比は、バレル内の材料処理に大きな影響を与えます。圧縮比が高くなると、材料がスクリューに沿って進むにつれて圧力と温度が上昇し、滞留時間が効果的に延長されます。この滞留時間の延長により、材料のより広範な溶融、混合、均質化が可能になり、溶融品質と部品の一貫性が向上します。圧力を高めると、溶融物の圧縮と緻密化が促進され、最終成形品のボイドや不均一性が減少します。ただし、過度の圧縮率は材料の過負荷につながり、劣化、変色、または過剰なエネルギー消費を引き起こす可能性があります。

チャネルの深さ: 隣接するフライト間のスペースを指すスクリューチャネルの深さは、材料の搬送と滞留時間に大きく影響します。より深いチャネルはより多くの材料を収容できるため、スクリューの長さに沿った材料輸送の増加が促進され、その結果滞留時間が延長されます。この滞留時間の延長により、材料のより徹底的な混合、ブレンド、熱処理が可能になり、溶融品質と部品の性能が向上します。より深い溝により、スクリューとバレル間の係合が促進され、未溶解材料の漏れやバイパスが最小限に抑えられます。ただし、溝が深すぎると材料の搬送が妨げられたり、せん断力が増加したりする可能性があり、加工の問題やスクリューの早期摩耗につながる可能性があります。

射出小ねじ
Injection machine screw