Resolviendo el problema de configuración de extrusión de tornillos gemelos Un programa de modelado de plastificación (1)

Como su nombre lo indica, en la extrusora de tornillo gemelo intermescado de co-rotación dos paralelas

Los tornillos entrelazados tanto como sea posible girar en la misma dirección y a la misma velocidad circunferencial. Los tornillos se construyen conectando elementos secuencialmente individuales, los tipos más representativos se representan en la Figura 1. Podemos distinguir entre: i) Elementos de transporte (o diestro), que tienen un ángulo de hélice positivo y, en consecuencia, la capacidad de transmisión, ii) Bloques de amasado, construidos a partir de varios discos escalonados que forman varios ángulos posibles, es decir, con diferentes grados de acción de transmisión / amasado, y iii) elementos zurdos, con una hélice negativa, induciendo una acción mecánica intensiva sobre el material.

Estas extrusoras funcionan en condiciones de alimentación de hambre (se usa un tornillo de dosificación), que tiene tres consecuencias principales:

1. La relación de relleno de tornillo cambia a lo largo del eje del tornillo, dependiendo de la capacidad de transmisión de cada elemento;

2. El perfil de presión puede ser muy complejo, con valores significativos a lo largo de elementos restrictivos y cero en la mayoría de las zonas de transmisión;

3. La fusión tiene lugar cuando el material alcanza el primer elemento restrictivo.

La Figura 2 identifica esquemáticamente los fenómenos físicos que se desarrollan a lo largo de un extrusor de gemel de gemelo co-rotativo representativo, así como el perfil de presión típico correspondiente. Los gránulos de polímero sólido o el polvo ingresan al canal de tornillo a través de un alimentador gravimétrico o volumétrico. Inicialmente, los sólidos permanecen relativamente fríos y se transmiten en canales parcialmente llenos en un patrón de figura de 8, causado por la rotación de elementos diestros. Finalmente, la presencia de bloques de amasado restrictivos y/o elementos zurdos aguas abajo induce el relleno y la presión progresiva del canal. Poco después, la conducción de calor eficiente debido a la compactación de sólidos y la disipación de calor debido a la fricción y las acciones mecánicas de compresión y corte sobre los sólidos producen su fusión, lo que generalmente es más intenso cerca de la pared interna del barril. Muy a menudo, la fusión se completa antes de que el polímero comience a fluir a lo largo del primer elemento restrictivo aguas arriba. Por lo tanto, durante la longitud del tornillo restante, debemos lidiar con la transmisión de fusión, que se basa puramente en canales parcialmente rellenos, o tiene un componente de presión en zonas completamente llenas.