Tipos de extrusoras de parafuso duplo

Extrusora de parafuso duplo é um equipamento importante usado em várias indústrias para misturar, compor e extrudar materiais como plásticos, alimentos e produtos farmacêuticos. A versatilidade da extrusora de parafuso duplo a torna um equipamento essencial na fabricação moderna. No entanto, nem todas as extrusoras são criadas iguais; elas vêm em diferentes tipos, cada uma adequada a necessidades específicas.

Neste artigo, exploraremos os diferentes tipos de extrusoras de dupla rosca e suas capacidades exclusivas.

Categorizado por configuração de parafuso 
Com base na configuração do parafuso, extrusoras de parafuso duplo podem ser categorizadas em extrusoras de parafuso duplo paralelas e extrusoras de parafuso duplo cônicas. Em uma extrusora de parafuso duplo paralela, os parafusos são paralelos entre si em todo o seu comprimento. Em extrusoras de parafuso duplo cônicas, os parafusos são cônicos e o diâmetro diminui gradualmente da extremidade de alimentação até a extremidade da matriz.

Extrusora de parafuso duplo paralelo
Extrusoras de parafuso duplo paralelo têm parafusos com o mesmo diâmetro em todo o seu comprimento. Elas são comumente usadas para processar poliolefinas (como PE e PP), nylon, PC, poliéster e outros materiais.

Diferenciais
A adaptabilidade da relação L/D continua sendo uma vantagem das extrusoras de parafuso duplo paralelas. Elas podem ser ajustadas para aumentar ou diminuir a relação L/D em resposta a mudanças nas condições de moldagem para atender aos requisitos da tecnologia de processamento de plásticos. Essa flexibilidade expande a gama de aplicações para extrusoras de parafuso duplo paralelas, algo que é difícil de se obter com extrusoras de parafuso duplo cônicas.

Desvantagens:
Devido à pequena distância central entre os dois parafusos e ao espaço limitado disponível, os rolamentos radiais e axiais que dão suporte aos dois eixos de saída e as engrenagens de transmissão associadas enfrentam desafios significativos na caixa de engrenagens de transmissão de uma extrusora de parafuso duplo paralelo.

Apesar dos esforços dos projetistas, ainda é difícil resolver os problemas reais de capacidade de rolamento limitada, pequeno módulo e diâmetro das engrenagens, bem como o diâmetro reduzido da extremidade traseira dos dois parafusos, resultando em uma óbvia falta de capacidade de torção. Torque de saída limitado e capacidade de rolamento muito reduzida são uma desvantagem proeminente de extrusoras de parafuso duplo paralelas.

Extrusora cônica de dupla rosca
Extrusoras cônicas de parafuso duplo têm um diâmetro maior na extremidade de alimentação do parafuso e um diâmetro menor na extremidade da matriz. Essas extrusoras são usadas principalmente para processar PVC e seu design exclusivo é otimizado para requisitos específicos de material.

Diferenciais
Os dois parafusos cônicos são dispostos horizontalmente com seus eixos em um ângulo quando inseridos no cilindro. À medida que a distância entre os eixos é gradualmente aumentada da extremidade mais estreita para a extremidade mais larga, a caixa de engrenagens de acionamento pode acomodar uma distância central maior entre os dois eixos de saída. Este arranjo fornece amplo espaço para montagem de engrenagens, eixos de engrenagens, rolamentos radiais e de encosto, aumentando assim a eficiência da transmissão.

Este design flexível permite a instalação de rolamentos radiais e axiais maiores com eixos dimensionados para suportar alta transmissão de torque. Como resultado, extrusoras cônicas de parafuso duplo oferecem recursos significativos, incluindo alto torque operacional e capacidade de carga, que as distinguem de extrusoras de parafuso duplo paralelas.

Desvantagens
A desvantagem das extrusoras cônicas de parafuso duplo é sua adaptabilidade limitada, pois os parafusos têm diâmetros variados ao longo de seus comprimentos, o que pode tornar desafiador atingir um processamento uniforme do material. Além disso, sua complexidade de design e custos de construção potencialmente mais altos são fatores a serem considerados.

Semelhanças entre os dois tipos
Ambos têm mecanismos para propulsão forçada de plástico, boas capacidades de mistura e plastificação e capacidades de desidratação. Sua adaptabilidade a materiais e processos de moldagem de produtos plásticos é essencialmente a mesma.

Diferenças entre os dois tipos
● Diâmetro: Os parafusos duplos paralelos têm o mesmo diâmetro, enquanto os parafusos duplos cônicos têm diâmetros diferentes nas extremidades pequena e grande.
● Distância central: a distância central entre parafusos duplos paralelos permanece a mesma, enquanto o eixo dos parafusos duplos cônicos forma um ângulo, resultando em diferentes dimensões de distância central ao longo do eixo.
● Relação L/D: A relação L/D (L/D) de um parafuso duplo paralelo é a relação entre o comprimento efetivo do parafuso e seu diâmetro externo, enquanto a relação L/D de um parafuso duplo cônico é a relação entre o comprimento efetivo do parafuso e a média dos diâmetros de suas extremidades grande e pequena.

Pode-se ver que a maior diferença entre uma extrusora de parafuso duplo paralela e uma extrusora de parafuso duplo cônica está na geometria do cilindro do parafuso, o que leva a várias diferenças estruturais e de desempenho. Embora esses dois tipos de extrusoras tenham suas próprias características, eles têm suas próprias vantagens.

Classificação de acordo com a direção de rotação do parafuso duplo
As extrusoras de parafuso duplo são categorizadas em tipos corrotativos e contrarrotativos, de acordo com a direção de rotação do parafuso.

Extrusora de parafuso duplo co-rotativa
Extrusoras de parafuso duplo corrotativas têm dois parafusos girando na mesma direção. Essas máquinas são eficientes na mistura e formulação de materiais. Com a capacidade de lidar com uma ampla gama de viscosidades e formulações, as extrusoras corrotativas são ideais para processar misturas de polímeros, masterbatches e aplicações de extrusão de reação. Elas têm excelentes características de autodepuração e transporte para garantir que os aditivos sejam uniformemente dispersos e distribuídos por todo o material.

Vantagens das extrusoras de dupla rosca corrotativas:
● Mistura aprimorada: parafusos interligados e elementos de parafuso personalizáveis ​​permitem controle preciso da intensidade e qualidade da mistura além das extrusoras de parafuso único.
● Flexibilidade de processamento: a alimentação de medição permite o controle independente da produtividade, possibilitando múltiplas funções de processamento em uma única máquina.
● Parâmetros de processamento controlados: a distribuição estreita do tempo de residência e o controle preciso da temperatura melhoram os perfis de tempo de cisalhamento e temperatura para uma qualidade consistente do produto.
● Produção eficiente: o transporte volumétrico permite que uma ampla gama de materiais seja processada com tempo de inatividade mínimo.
● EFICIÊNCIA DE CUSTO: Alta flexibilidade e produtividade para uma ampla gama de produtos finais com qualidade consistente, enquanto o desgaste do parafuso pode ser compensado pelo ajuste da velocidade do parafuso.

Com base no comportamento de intertravamento dos parafusos à medida que giram, as extrusoras de parafuso duplo corrotantes podem ser classificadas em extrusoras de parafuso duplo corrotantes de engate e extrusoras de parafuso duplo corrotantes de não engate.

Extrusora de dupla rosca co-rotativa engatada
Em uma Extrusora de Parafuso Duplo Co-Rotativo Engajado, os parafusos travam ou engatam uns nos outros conforme giram, aumentando assim a eficiência do processamento e transporte do material. Este design aprimora a capacidade de mistura distribuída da extrusora, o que facilita a dispersão completa de aditivos e enchimentos na matriz do polímero.

Extrusoras intermitentes são normalmente usadas em aplicações de composição onde o controle preciso da distribuição do tamanho das partículas e uniformidade da mistura é crítico. Elas oferecem excelente escalabilidade e flexibilidade, permitindo que os fabricantes personalizem o processo de extrusão para requisitos específicos do produto.

Extrusoras de dupla rosca co-rotativas não engatadas
Por outro lado, os parafusos de uma extrusora de parafuso duplo corrotativa sem engrenamento não se interligam ou engatam enquanto giram. Em vez disso, eles giram em estreita proximidade um do outro sem engatar, permitindo um tipo diferente de processamento de material, geralmente para materiais frágeis ou aplicações sensíveis ao cisalhamento, como o processamento de polímeros sensíveis ao calor, biomateriais e produtos alimentícios. Extrusoras sem engate fornecem condições de processamento suaves, ao mesmo tempo em que oferecem recursos eficientes de mistura e composição.

Extrusoras de dupla rosca contrarrotativas
Em contraste com extrusoras corrotativas, extrusoras de parafuso duplo contrarrotativas têm parafusos que giram na direção oposta. Esta configuração cria um efeito significativo de amassamento e cisalhamento no material, resultando em mistura e dispersão completas. Extrusoras contrarrotativas se destacam em aplicações que exigem cisalhamento intenso, como dessolventização, extrusão reativa e mistura de materiais altamente preenchidos. Elas fornecem controle preciso do tempo de residência e taxa de cisalhamento, tornando-as adequadas para condições de processamento exigentes.

Engajamento de extrusoras de dupla rosca reversíveis
Em uma extrusora de parafuso duplo reversível engatada, os dois parafusos são posicionados simetricamente, mas giram em direções opostas. Essa configuração impede que o material se mova em um formato “∞”, pois o caminho helicoidal de um parafuso é bloqueado pelo outro. Em vez disso, durante o transporte de sólidos, o material é transportado para frente em uma cavidade em formato de “C” quase fechada. No entanto, uma lacuna é mantida entre o diâmetro externo de um parafuso e o diâmetro da raiz do outro parafuso para permitir que o material passe.

À medida que o material passa pela abertura radial entre os dois parafusos, ele é submetido a cisalhamento intenso, mistura e compactação, resultando em plastificação efetiva. Além disso, a taxa de compressão pode ser realizada diminuindo gradualmente o passo do parafuso, tornando-o adequado para processar uma ampla gama de produtos.

Extrusora de parafuso duplo contrarrotativa não engatante
Menos comumente usada do que a extrusora de malha, a extrusora de parafuso duplo contrarrotativa sem malha opera de forma diferente da extrusora de parafuso único, mas tem similaridades no sentido de que depende de atrito e resistência viscosa para transportar o material. Além do movimento em direção à cabeça, o material pode exibir diferentes padrões de fluxo devido à grande folga radial entre os dois parafusos, o que pode levar a vazamentos significativos.

Além disso, as posições relativas dos voos do parafuso podem fazer com que a pressão do material no lado de impulso de um parafuso seja maior do que o lado de resistência do outro parafuso, resultando em fluxo de material do lado de impulso de alta pressão para o lado de resistência do outro parafuso. A rotação impede o fluxo de material no ponto A, resultando em fluxo e uma variedade de outros padrões de fluxo que o tornam adequado para aplicações de mistura, ventilação e desvulcanização.

Conclusão
Cada tipo de extrusora de dupla rosca oferece benefícios e capacidades únicas para atender às variadas necessidades de processamento de uma ampla gama de indústrias. Entender as diferenças entre esses tipos de extrusora é essencial para selecionar o equipamento mais apropriado para uma aplicação específica.

Seja para atingir a eficiência ideal de mistura, manter a integridade do produto ou melhorar a flexibilidade do processamento, a escolha certa da extrusora de dupla rosca pode ter um impacto significativo na qualidade do produto, na produtividade e no sucesso geral da fabricação.