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1、服務信息 塑化 螺杆 - 料筒 - 止逆環 ARBURG ALLROUNDER 的塑化件 部件相對運動對材料產生擠壓的地方，也 難免是出現磨損的地方。這一原理同樣適 用于注塑時的塑化單元 - 無論對單獨的功 能件亦或是加工而成的注塑件。通過針對 特殊屬性範圍而設計的填充和加強材料、 添加劑及耐火劑，材料學領域特別是工程 熱塑性塑料領域得到了發展，這也向螺 杆、料筒和止逆環的磨損保護提出了越來 越高的要求。 作為機器製造商的 ARBURG 基於豐富的經 驗和工藝知識研發和生產其產品。在注塑 實際生產中的要求，將直接引發塑化件的 發展。通過初加工就可得到最佳的質量， 並可直接進行下一步的深加工。
2、3 原則上，所有用於熔煉準備的組件，都會 受到一定的磨損。在相互作用的不同機械 裝置間，這種不可避免的磨損效應將被放 大。除了機械磨損（磨蝕）外，加工特殊 熱塑性塑料時產生的腐蝕是另一個問題。 磨損 發生表面磨損時，質地較硬的外部物體侵 入金屬實體的較軟表面。通過螺杆和料筒 的相對運動，外部物體在表面上留下劃 痕。對於這些硬質顆粒，即可能是塑料熔 煉中的填充材料，又可能是已被磨損且凝 固了的磨損顆粒。相應的，磨粒磨損現象 會幾乎不斷地在整個塑化機器中出現，即 在塑料的固態區域，又在熔化區域。 磨粒磨損 磨損因素：磨損/腐蝕 腐蝕 孔狀腐蝕大多是由於對塑料化學和物理相 結合的侵蝕造成的。腐蝕的開
3、始階段往往 是先破壞金屬表面氧化保護膜的表面磨損 過程，之後便加速了電化學反應過程。造 成腐蝕的罪魁禍首是那些在熔化過程中短 暫存在的成份。未完全乾燥的顆粒中的水 分結合氧氣造成了腐蝕。但是金屬表面首 先也受到侵入的腐蝕性成份的侵蝕，這些 成份包含於帶有耐火劑和著色劑等添加劑 的塑料中或通過聚合體的熱分解自行產 生。由於這些臨時的成份是在加工的過程 中被釋放出來的，因此腐蝕性磨損首先出 現在計量區（排料區）和止逆環組件處。 影響磨損的因素 工序參數：轉數 / 背壓 / 溫度 / 材料停留時間 填充材料類型（玻璃纖維 / 碳纖 維，礦物質填充材料） 填充材料成份 添加劑（耐火劑 / 著色劑） 腐
4、蝕性磨損 5 塑化件的磨損等級 根據相應的要求 ARBURG 可為塑化件提供 不同的磨損等級。根據待加工材料的範 圍，可選擇不同的螺杆/料筒組合。磨損等 級的區別標誌一方面看使用的材料，另一 方面看磨損保護、表面處理和硬度處理的 類型。 雙金屬料筒 (BMA) 高耐磨度的止逆環 對於不同螺杆和料筒磨損強度最關鍵的， 不單是絕對的表面硬度，而更多的是硬度 深度 - 即沿直徑的硬度變化 - 這是決定部 件使用壽命的一個關鍵因素。邊緣層硬化 的越深，則受磨損保護的區域越厚。 哪些地方必須設定磨損等級，首先取決於 待加工的材料。一般來說，在日常生產中 為不同的產品和材料所使用注塑機。應為 注塑單元的磨
5、損等級選擇一種通用的設 計，以便達到一種最高的磨損保護。 溫度區間最大至 磨損等級 部件 磨損保護 應用範圍 螺杆 ARBID 未填充塑料和帶有低填充成份 ( = 25 % ) 和高腐蝕傾向的塑料 450 C 止逆環 高合金 PM 鋼 1) SPE 800 及以上：雙金屬 6 具有高耐磨度的雙金屬料筒 (BMA) 由兩種 不同的材料結合而成。在由常規鋼構成的 料筒管（支架管）中鍍有一層離心硬合 金。1.5mm 至 2mm 厚的離心分離層有很 高的硬度，並且提供了最理想的磨損保護 區。 金屬結構比較：熔煉冶金鋼 (l.) 和粉末冶金鋼 (r.) 耐磨損料筒模塊 (ARBID) ARBID 品牌的
6、耐磨損料筒模塊通過在 ARBURG 應用的硬度處理，使部件同時具 備了極高的邊緣層硬度和極好的機械屬 性。對於未填充塑料或帶有低填充成份和 弱腐蝕傾向的塑料，耐磨損料筒和螺杆的 溫度區被設定為最高 380 C。 高耐磨度的料筒模塊 (PKV - BMA) 對於 PKV 螺杆使用了一種高鉻粉末冶金鋼 （PM 鋼）。相較于常規的熔煉冶金材 料，PM 鋼明顯具有更加穩定、細膩且無孔 金屬結構。PKV 螺杆以高耐磨損和耐腐蝕 性見長，並通過進行硬度處理而具備一個 明顯更大的磨損保護區和耐磨損結構。 7 熱塑性塑料的特殊塑化件 正確地選擇螺杆尺寸也可以相應避免或將 磨損降至最小。因此對於特殊的熱塑性塑
7、料，使用具有適合的壓縮比例和特殊料筒 和螺杆。 由材料的強壁附著性和薄膜構造 帶來的問題可通過一種特殊的表面處理 來 解決。 PVD 加膜的塑化件 強壁附著性的材料，如聚碳酸酯 (PC) 傾向 於一種塑化件表面的薄膜構造。多數透明 部件上的表面瑕疵都是由此造成的。螺杆 和止逆環上由鈦氮化物 (TiN) 或鉻氮化物 (CrN) 構成的 PVD 塗層阻止了這種薄膜構 造。通過這種在切削工具上廣泛應用的表 面處理，實現了額外的磨損保護。 高壓縮螺杆 為了在加工部分結晶的熱塑化塑料，如 POM 時改善熔化過程，可使用具有更高壓 縮比例的螺杆（HC 螺杆）。在加工流動性 很差的材料或加入碾磨廢料的輔料時
8、，通 過橫截面凹槽深的進料區也可實現一種工 藝穩定性。HC 螺杆具有高耐磨的質量 (PKV)。 低壓縮螺杆 對於那些對於切割敏感的材料，我們推薦 使用低壓縮度螺杆。除了具有較低的壓縮 比例外，這種螺杆具有較長的壓縮區，以 確保安全的熔化。這種螺杆首先用於 PVC 加工。當溫度過高時，PVC 裂解出極具侵 蝕性的 HCl（鹽酸），它可導致塑化件的 腐蝕。因此，低壓縮度螺杆必須具備高耐 磨損的 PKV 結構，該結構具有極好的耐 腐蝕性。另一個典型的應用領域是加工陶 瓷或金屬原料的粉末注塑成型 (PIM)。 熱塑性塑料的特殊塑化件 有 PVD 塗層的螺杆和止逆環 高壓縮度螺杆 低壓縮度螺杆 加長塑化
9、單元 柵欄螺杆 用於熔化均勻化的菱形混合部件 8 菱形混合部件 首先在注塑機上進行加工時先對塑料進行 著色。首先使用在大批量生產和液體染料 中。菱形混合部件可均勻攪拌熔化物，從 而防止產生波痕。同時通過最佳的均勻化 可減少助熔材料的使用，從而降低了材料 成本。菱形混合部件可為螺杆提供 30 mm 以上的直徑及大於 20 的長度/直徑比。 柵欄螺杆 菱形混合部件 加長的料筒模塊和柵欄螺杆 通過使用長度直徑比在 22:1 至 25:1 的加 長塑化單元，可滿足對材料性能和熔化質 量的較高要求，該塑化單元常與菱形混合 部件相結合。加長三段型螺杆的一種替代 品是柵欄螺杆，它首先在包裝領域用於加 工 P
10、E 和 PP。 應用 螺杆尺寸 熱塑性塑料（常規） 標準三段螺杆 對於切割敏感的材料，如 PVC PVC 螺杆（低壓縮度） 部分結晶的熱塑性塑料，如 POM HC 螺杆（高壓縮度） 自染色 有混合部件的三段螺杆 高速性能部件 有混合部件的加長螺杆或 柵欄螺杆 任意界面 計量區 LM = 計量區 LK = 壓縮區 LE = 進料區 進料區任意截面 LM LK LE 9 熱固性材料和熱塑性彈性體的特殊塑化件 對於加工熱固性材料和熱塑性彈性體需要 特殊的塑化單元。與加工熱塑性塑料最顯 著的區別在於對料筒的加熱過程。相對於 熱塑性塑料料筒模塊中的電加熱過程，熱 固性材料和熱塑性彈性體使用的是液體加 熱
11、的料筒模塊（水或油）。其它區別還體 現在所用的螺杆和止逆環的尺寸。 用於濕聚酯纖維和可流動熱固性塑料的螺杆 熱固性塑料加工 熱固性塑料料筒模塊的螺杆是無壓縮型螺 杆，且通過預投料而具備相對較小的長度/ 直徑比。無需止逆環即可加工可流動材 合成橡膠加工 用於加工合成橡膠的螺杆是完全無壓縮的 傳送型螺杆，並配有一個特製的止逆環。 進料區專為加工帶狀材料設計，相應配有 料，對於 BMC 材料使用一種特殊構造的止 一個進料帶。 逆環。熱固性塑料幾乎只能用填充材料和 加強材料來加工。而相應的，對塑化單元 的磨粒磨損風險會較高。 10 止逆環 針式閉鎖噴嘴 液態矽加工 (LSR) 對於加工 LSR 也同樣
12、使用無壓縮的傳送型 螺杆。由於兩個組份均以液體形態傳送， 螺杆橫截面的凹槽可非常淺。由於 LSR 的 低粘度，螺杆與特殊的滾動止逆環相結 合，確保了精准的預塑操作和更低的磨損 度。 針式閉鎖噴嘴 材料的低粘度使得所有 LSR 料筒都有必要 使用針式閉鎖噴嘴。通過關閉噴嘴避免了 液態矽的溢出。根據不同的工具設計，可 使用多種不同的開關噴嘴。 11 塑化系統的最佳設計 所有 ALLROUNDER 機器系列的一個特徵 是，注塑單元的模塊化構造。無需大的設 備改裝，便可在同一機器上使用不同規格 的料筒。相應地提供多種不同的螺杆直 徑。由此，塑化系統的設計可精確適配相 應的要求。 作為設計某一塑化系統的
13、出發點，注射重 量準確地說將取決於預塑量。此處需注意 的是，螺杆的預塑路徑在 1D 和 3D 之間， 以避免工藝的不穩定。因此，關於預塑量 應選擇在螺杆最大可能工作量的 20% 至 80% 之間。當進料量過大時，便會導致更 多的空氣混入和因停留時間過短而導致含 有未熔化料粒的材料不均勻。 另一方面，通過注射重量和循環時間可計 算出需要的注射機塑化產出。而此處螺杆 最佳的工作量區間也是在最大可能塑化產 出的 20% 至 80%。單位為 kg/h 的 PS、PA 和 PP 值列於旁邊的表格中。 依據 EUROMAP 的注塑單元 170 290 400 800 1300 2100 3200 4600
14、 15 18 30 1,7 0,8 1,3 2,3 1,2 1,8 70 100 4,1 2,1 3,2 20 5,5 2,8 4,3 22 25 5,5 2,8 4,3 6,5 3,3 5 30 8 4 6 9,5 4,9 7,5 35 10 5 8 13,5 7 10,5 16 8 12,5 40 毫米 17 8,5 13,5 20,5 10,5 16 24,5 12,5 19 45 25 12,5 19,5 29 15 23 35 17,5 27 50 55 46 23 36 53 27 41 59 30 46 螺杆直徑 60 70 86 43 67 96 48 75 115 58 90
15、 80 125 62 96 145 74 115 175 88 135 最大塑化產出 kg/h PS PA PP 聚苯乙烯 無玻璃纖維的聚醯胺 6.6 聚丙烯 90 10 0 185 93 145 215 110 170 250 125 195 255 130 200 295 150 230 330 170 260 PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA PP PS PA
16、PP 材料 12 最終要確定，與螺杆轉數相關的塑化流是 否足夠，在剩餘的冷卻時間內對要求的注 射重量進行塑化配量。此處也可要求更大 的注塑單元。 來自 ARBURG 的大量支持 對一個塑化系統的最佳設計可大大降低磨 損量。對於所有關於設計塑化系統的問 題，客戶均可隨時咨詢 ARBURG 的應用技 師。與實用的磨損保護相配合，對最佳注 塑單元有針對性的選擇最大程度地保障了 注塑生產的產量和質量。 該限定的原因與材料相關的參數有關。一 個注塑機最大可能的塑化產出取決於螺杆 的進給量及最短的停留時間，該時間對於 常規塑料約為 30 秒，對於工程塑料約為 60 秒。如果一台機器的塑化產出低於最低 限度
17、，則會因過長的停留時間導致材料的 熱損耗。 當注射流和壓力都很大時，就像在一些薄 壁部件中需要的那樣，僅有一種注射重量 和塑化產出選擇常常是不夠的，因為在一 個注塑單元內，最大可達到的注塑壓力因 增大的螺杆直徑而降低。在這些情況下， 就需要更換為下一級更大的機器。 計算需要的塑化產出 kg/h 塑化產出 kg/h注射重量 g x 3.6 循環時間 s 0.2 x 最大塑化產出 需要的塑化產出 0.8 x 最大塑化產出 13 Allround 核心技術 高生產自有度、集中組織的生產、同一生 產地：所有這些都是 ARBURG 的傳統。 由此，allround 的核心技術特別適用於塑 化組件 - 從
18、研發到生產直至對客戶的技術 支持，所有環節均在 ARBURG 總部勞斯 博格統一完成。同時，沒有經過功能性和 質量上嚴格檢驗的產品，絕不會從 ARBURG 塑化件程序中流出工廠。由此， 產生了可最大程度保障可信度和日常使用 舒適度的組件。 從原材料開始，便在總部勞斯博格內集中 管理整個螺杆、料筒和止逆環的加工步 驟。對於螺杆，它包含了機械加工各個環 節，熱處理及後續的調整、打磨和拋光。 整體規格及全部屬性都經由一套完整的質 量監控體系檢驗。這同樣也適用于料筒管 的加工和止逆環組件的生產：對此也有這 對整個生產環節毫無遺漏地監控。 所有產品的自有生產保障了較高的質量標準 對異常塑化件的分析 如果
19、某一塑化件，如某一螺杆或止逆環在 生產過程中出現問題，客戶可以將其交送 ARBURG 檢修部門進行分析。相應的組件 將被鑒定，檢驗和測量，如需要還可進行 原料檢測。這些檢測的結果將以一份詳細 報告的形式交給客戶，其中還包括對異常 組件替代品的建議。如已查明異常原因， 便可進行相應的改良，例如通過調換另一 個磨損等級避免日後問題。 高可用度 ARBURG 為您提供廣泛的服務內容。這同 樣也適用於為塑化件更換替代部件。憑藉 全部組件的自有生產，確保了穩定持續的 產品供應和全部組件在全球範圍內的部件 可用度。 為了在全球範圍內確保隨時快速供 貨，ARBURG 總部和所有分佈全部電子聯 網工作。這就為
20、所有客戶保證了最佳的供 貨服務和最少的停滯時間。 塑化件的訂貨即可直接通過位於勞斯博格 的總部、分部和代表處，又可通過網上互 動的產品目錄來完成 14 ARBURG GmbH + Co KG Postfach 11 09 72286 Lossburg Tel.: +49(0)7446 33-0 Fax: +49(0)7446 33-3365 e-mail: contact 全球各地所設分部 | 歐洲： 德國、比利時、丹麥、法國、英國、義大利、荷蘭、奧地利、波蘭、瑞士、斯洛伐克、西班牙、捷克共和國、土耳其、匈牙利 | 亞洲： 中國、印 尼、馬來西亞、新加坡、泰國 | 美洲： 巴西、墨西哥、美國 如需更多資訊，請訪問 。 在德國印製 內容可能會 2008 ARBURG GmbH + Co KG 本手冊受版權法保護。未經版權法明確許可的任何使用均須事先獲得 ARBURG 批准。 所有數據和技術信息均經過仔細編寫。但我們不能保證其完全正確無誤。個別插圖和信息可能與實際交付的機器不符。相關的有效操作說明適用於機器的安裝和操作。 有所變動 ARBURG GmbH + Co KG 品質: DIN EN ISO 9001 + 14001 認證 528988_ZH_CN_102008
