Jenis-jenis Ekstruder Sekrup Ganda

Ekstruder Baut Ganda adalah peralatan penting yang digunakan di berbagai industri untuk mencampur, mengkompounding, dan mengekstrusi bahan seperti plastik, makanan, dan farmasi. Keterampilan ekstruder baut ganda membuatnya menjadi peralatan penting dalam manufaktur modern. Namun, tidak semua ekstruder diciptakan sama; mereka hadir dalam berbagai jenis, masing-masing sesuai dengan kebutuhan tertentu.

Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi jenis-jenis yang berbeda dari ekstruder sekrup ganda dan kemampuan unik mereka.

Dikelompokkan Berdasarkan Konfigurasi Sekrup
Berdasarkan konfigurasi sekrup, ekstruder sekrup ganda dapat dikategorikan menjadi ekstruder sekrup ganda paralel dan ekstruder sekrup ganda kerucut. Pada ekstruder sekrup ganda paralel, sekrup-sekrupnya sejajar satu sama lain sepanjang panjangnya. Pada ekstruder sekrup ganda kerucut, sekrup-sekrupnya menyempit dan diameternya berkurang secara bertahap dari ujung pakan ke ujung cetakan.

Ekstruder bising dua poros paralel
Ekstruder sekrup ganda paralel memiliki sekrup dengan diameter yang sama sepanjang panjangnya. Mereka umumnya digunakan untuk memproses poliolefin (seperti PE dan PP), nilon, PC, poliester, dan bahan lainnya.

Keuntungan
Kemampuan menyesuaikan rasio L/D tetap menjadi keunggulan dari ekstruder baut ganda sejajar. Mereka dapat disesuaikan untuk meningkatkan atau menurunkan rasio L/D sesuai dengan perubahan kondisi pencetakan untuk memenuhi persyaratan teknologi pengolahan plastik. Fleksibilitas ini memperluas rentang aplikasi untuk ekstruder baut ganda sejajar, sesuatu yang sulit dicapai oleh ekstruder baut ganda kerucut.

Kerugian:
Akibat jarak pusat antara kedua baut yang kecil dan ruang yang terbatas, poros radial dan bantalan dorong yang mendukung dua poros keluaran serta gigi penggerak terkait menghadapi tantangan besar dalam kotak penggerak ekstruder baut ganda sejajar.

Meskipun upaya para desainer, masih sulit untuk menyelesaikan masalah nyata terkait kapasitas dukungan yang terbatas, modulus kecil dan diameter gigi serta penurunan diameter bagian ujung belakang dua baut, yang mengakibatkan kekurangan jelas dalam kapasitas torsional. Torsi keluaran terbatas dan kapasitas dukungan yang berkurang secara signifikan merupakan kelemahan mencolok pada ekstruder baut kembar sejajar.

Ekstruder baut kembar kerucut
Ekstruder baut kembar kerucut memiliki diameter lebih besar di ujung pakan baut dan diameter lebih kecil di ujung cetakan. Ekstruder ini terutama digunakan untuk memproses PVC dan desain uniknya dioptimalkan untuk memenuhi kebutuhan material tertentu.

Keuntungan
Kedua sekrup kerucut diatur secara horizontal dengan porosnya membentuk sudut saat dimasukkan ke dalam barel. Seiring dengan bertambahnya jarak antar-poros secara bertahap dari ujung yang lebih sempit ke ujung yang lebih lebar, gearbox penggerak dapat menampung jarak pusat yang lebih besar antara dua poros keluaran. Susunan ini memberikan ruang yang cukup untuk pemasangan gigi, poros gigi, bearing radial dan thrust, sehingga meningkatkan efisiensi transmisi.

Desain fleksibel ini memungkinkan pemasangan bearing radial dan thrust yang lebih besar dengan poros yang dirancang untuk menahan transmisi torsi tinggi. Akibatnya, ekstruder dua sekrup kerucut menawarkan fitur-fitur signifikan, termasuk torsi operasi tinggi dan kapasitas beban yang besar, yang membedakannya dari ekstruder dua sekrup paralel.

Kekurangan
Kekurangan dari ekstruder bising ganda kerucut adalah adaptabilitasnya yang terbatas, karena bising memiliki diameter yang berbeda sepanjang panjangnya, yang dapat membuat pencapaian pemrosesan material yang seragam menjadi sulit. Selain itu, kompleksitas desain dan biaya konstruksi yang lebih tinggi merupakan faktor yang perlu dipertimbangkan.

Kesamaan antara kedua jenis
Keduanya memiliki mekanisme untuk pendorongan plastik paksa, kemampuan mencampur dan plastifikasi yang baik, serta kemampuan penghilangan air. Adaptabilitas mereka terhadap material dan proses pembentukan produk plastik secara esensial sama.

Perbedaan antara kedua jenis
● Diameter: Bising ganda paralel memiliki diameter yang sama, sementara bising ganda kerucut memiliki diameter yang berbeda pada ujung kecil dan besar.
● Jarak Pusat: Jarak pusat antara bising ganda paralel tetap sama, sedangkan sumbu bising ganda kerucut membentuk sudut, sehingga menghasilkan dimensi jarak pusat yang berbeda sepanjang sumbu.
● Rasio L/D: Rasio L/D (L/D) dari sekrup kembar paralel adalah rasio panjang efektif sekrup terhadap diameternya yang luar, sedangkan rasio L/D dari sekrup kembar kerucut adalah rasio panjang efektif sekrup terhadap rata-rata dari diameter ujung besar dan kecilnya.

Dapat dilihat bahwa perbedaan terbesar antara ekstruder sekrup kembar paralel dan ekstruder sekrup kembar kerucut terletak pada geometri barel sekrup, yang mengarah pada berbagai perbedaan struktural dan kinerja. Meskipun kedua jenis ekstruder ini memiliki karakteristik masing-masing, tetapi mereka memiliki keunggulan masing-masing.

Klasifikasi menurut arah putaran sekrup kembar
Eks truder sekrup ganda dikategorikan menjadi tipe berputar bersamaan (co-rotating) dan berputar berlawanan (counter-rotating) sesuai dengan arah rotasi sekrup.

Ekstruder sekrup kembar berputar bersamaan
Ekstruder sekrup ganda berputar bersama memiliki dua sekrup yang berputar ke arah yang sama. Mesin ini efisien dalam mencampur dan merumuskan bahan. Dengan kemampuan untuk menangani rentang viskositas dan formulasi yang luas, ekstruder berputar bersama ideal untuk memproses campuran polimer, masterbatch, dan aplikasi ekstrusi reaksi. Mereka memiliki karakteristik penyikatan dan pengangkutan diri yang sangat baik untuk memastikan bahwa aditif tersebar secara seragam di seluruh material.

Keuntungan dari ekstruder sekrup ganda berputar bersama:
● Pencampuran yang Ditingkatkan: Sekrup saling terjalin dan elemen sekrup yang dapat disesuaikan memungkinkan kontrol presisi atas intensitas dan kualitas pencampuran yang melampaui ekstruder sekrup tunggal.
● Kelenturan Proses: Pengukuran pakan memungkinkan kontrol independen terhadap throughput, memungkinkan beberapa fungsi pemrosesan pada satu mesin.
● Parameter Pemrosesan Terkendali: Distribusi waktu tempat tinggal yang sempit dan pengontrolan suhu yang tepat memperbaiki profil geser-waktu-suhu untuk kualitas produk yang konsisten.
● Produksi Efisien: Pengangkutan volumetrik memungkinkan berbagai macam material diproses dengan waktu henti minimal.
● EFISIENSI BIAYA: Fleksibilitas tinggi dan produktivitas untuk berbagai macam produk akhir dengan kualitas konsisten, sementara aus sekrup dapat dikompensasi dengan menyesuaikan kecepatan sekrup.

Berdasarkan perilaku saling terkunci dari sekrup-sekrup saat berputar, ekstruder dua sekrup berputar bersama dapat diklasifikasikan lebih lanjut menjadi ekstruder dua sekrup berputar bersama yang saling terkunci dan ekstruder dua sekrup berputar bersama yang tidak saling terkunci.

Ekstruder dua sekrup berputar bersama yang saling terkunci
Pada Ekstruder Baut Ganda Berputar Bersama yang Terlibat, baut-bautnya terkunci atau terhubung satu sama lain saat berputar, sehingga meningkatkan efisiensi pengolahan dan pengangkutan material. Desain ini meningkatkan kemampuan pencampuran distributif ekstruder, yang memfasilitasi dispersi yang menyeluruh dari aditif dan pengisi dalam matriks polimer.

Ekstruder interval biasanya digunakan dalam aplikasi kompounding di mana kendali presisi atas distribusi ukuran partikel dan keseragaman campuran sangat kritis. Mereka menawarkan skalabilitas dan fleksibilitas yang excellent, memungkinkan produsen menyesuaikan proses ekstrusi sesuai dengan persyaratan produk tertentu.

Ekstruder baut ganda berputar bersama tanpa keterlibatan
Di sisi lain, sekrup pada ekstruder twin-screw non-meshing co-rotating tidak saling terkunci atau berkeping saat berputar. Sebaliknya, mereka berputar dalam kedekatan tanpa saling terkunci, memungkinkan jenis pemrosesan material yang berbeda, sering kali untuk material rapuh atau aplikasi sensitif gesekan seperti pemrosesan polimer peka panas, bahan biologis, dan produk makanan. Ekstruder non-engaging menawarkan kondisi pemrosesan yang lembut sambil tetap memberikan kemampuan pencampuran dan penggabungan yang efisien.

Ekstruder twin-screw berputar-berlawanan
Sebagai kontras dengan ekstruder berputar bersamaan, ekstruder beralur ganda berputar berlawanan memiliki baling-baling yang berputar ke arah yang berlawanan. Konfigurasi ini menciptakan efek pengadukan dan pemotongan yang signifikan pada material, menghasilkan pencampuran dan penyebaran yang menyeluruh. Ekstruder berputar berlawanan unggul dalam aplikasi yang memerlukan pemotongan intens, seperti desolventisasi, ekstrusi reaktif, dan pencampuran material yang sangat terisi. Mereka memberikan kendali presisi atas waktu tinggal dan laju pemotongan, membuatnya cocok untuk kondisi pemrosesan yang menuntut.

Melibatkan ekstruder beralur ganda berbalik arah
Di dalam ekstruder baut ganda balik terlibat, dua baut ditempatkan secara simetris tetapi berputar ke arah yang berlawanan. Konfigurasi ini mencegah material bergerak dalam bentuk '∞', karena jalur heliks dari satu baut diblokir oleh baut lainnya. Sebaliknya, selama pengangkutan padatan, material diangkut ke depan dalam rongga berbentuk hampir tertutup seperti huruf 'C'. Namun, celah dipertahankan antara diameter luar satu baut dan diameter akar baut lainnya untuk memungkinkan material melewati.

Saat material melewati celah radial antara kedua baut, material mengalami pemotongan, pencampuran, dan penyusutan yang intens, yang menghasilkan plastifikasi yang efektif. Selain itu, rasio kompresi dapat dicapai dengan secara bertahap mengurangi pitch baut, membuatnya cocok untuk memproses berbagai macam produk.

Ekstruder baut ganda berputar berlawanan tanpa kontak
Kurang umum digunakan dibandingkan dengan ekstruder meshing, ekstruder twin-screw berputar berlawanan arah tanpa meshing bekerja secara berbeda dari ekstruder single-screw, tetapi memiliki kesamaan karena bergantung pada gesekan dan hambatan viscous untuk mengangkut material. Selain pergerakan menuju kepala, material dapat menunjukkan pola aliran yang berbeda karena celah radial yang besar antara dua baut, yang dapat menyebabkan kebocoran yang signifikan.

Selain itu, posisi relatif dari heliks baut dapat menyebabkan tekanan material pada sisi thrust satu baut lebih tinggi daripada sisi resistance baut lainnya, menghasilkan aliran material dari sisi thrust bertekanan tinggi ke sisi resistance baut lainnya. Rotasi menghambat aliran material di titik A, menghasilkan aliran dan berbagai pola aliran lainnya yang membuatnya cocok untuk aplikasi pencampuran, ventilasi, dan devulkanisasi.

Kesimpulan
Setiap jenis ekstruder baut ganda menawarkan keuntungan dan kemampuan unik untuk memenuhi kebutuhan pengolahan yang beragam dari berbagai industri. Memahami perbedaan antara jenis-jenis ekstruder ini sangat penting dalam memilih peralatan yang paling sesuai untuk aplikasi tertentu.

Baik itu untuk mencapai efisiensi pencampuran optimal, menjaga integritas produk, atau meningkatkan fleksibilitas pengolahan, pilihan ekstruder baut ganda yang tepat dapat memiliki dampak signifikan pada kualitas produk, produktivitas, dan kesuksesan manufaktur secara keseluruhan.