Grundlagen und Anwendungen für gleichläufige Doppelschneckenextruder

Vorwort

Doppelschneckenextruder werden sehr häufig verwendet, neben der Kunststoffmischung werden sie auch in einer Vielzahl anderer Branchen verwendet, beispielsweise in der Pharma-, Biotech-, Lebensmittel-, Luft- und Raumfahrt- und Medizinproduktion sowie im Bereich 3D-Druck. Während der Covid-19-Krise wurde der gesamte Weltmarkt für gleichläufige Doppelschneckenextruder im Jahr 2020 auf rund 140 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird laut Forscherprognosen im Jahr 2027 140 Milliarden US-Dollar erreichen.

Der gleichläufige Doppelschneckenextruder hat in letzter Zeit aufgrund seiner hohen Leistung und Vielseitigkeit an Popularität gewonnen. Allerdings ist nicht jedermanns Sache, wie er funktioniert oder welche Faktoren seine Leistung beeinträchtigen und zu Ausfällen oder Produktfehlern während der Produktion führen können.
Aus diesem Grund gehen wir auf die Grundkomponenten des gleichläufigen Doppelschneckenextruders ein und beschreiben seine Funktionen und die Auswirkungen auf Ihr Produkt.

Das Grundkonzept eines gleichläufigen Doppelschneckenextruders besteht darin, dass es ein Paar Schneckenkombinationen und einige Zylinderabschnitte gibt. Die Materialschnecken drehen sich ineinander in die gleiche Richtung, wodurch ein Misch- oder Reaktionsprozess entsteht, der als Mischen oder Homogenisieren bezeichnet wird.

Um dies zu erreichen, werden die Zylinderabschnitte so konstruiert, dass die Materialien mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abgelagert werden können und sich so miteinander vermischen.

Dies kann auf dem Design des internen Materials der Doppeltrommelmaschine basieren, ohne die Eigenschaften der internen Lichtquelle, die Wärmeableitung der Matrix usw. zu berücksichtigen, und gleichzeitig kann das geeignete Material entsprechend den Eigenschaften des Verarbeitungspunkts ausgewählt werden.

Und auf dieser Grundlage sollte beim Design des gleichläufigen Doppelschneckenzylinders nicht nur die Rationalität der internen Kühlkanäle, die Wärmeleitfähigkeit der Matrix usw. berücksichtigt werden, sondern es muss auch die Auswahl geeigneter Materialien entsprechend den Eigenschaften der verarbeiteten Materialien in Betracht gezogen werden. Wenn das Rohmaterial beispielsweise PA+GF ist, besteht der Grundkörper/die Matrix des Zylinders aus #45-Stahl und an den Kontaktstellen mit den Materialien wird eine Legierungsbuchse mit hoher Härte und hoher Verschleißfestigkeit verwendet, beispielsweise Cr26 usw. Wenn das Rohmaterial korrosive Materialien sind (z. B. PTFE-Modifikation usw.), muss der Grundkörper/die Matrix des Zylinders aus SUS304 bestehen und die Auskleidungshülse aus einer Ha C-Legierung oder einer korrosionsbeständigen Hülse aus Nickelbasislegierung.

Komponenten eines gleichläufigen Doppelschneckenextruders

1. Der Zylinderabschnitt (die Zylinderabschnitte) – Im Zylinderabschnitt werden Material und Flüssigkeit kombiniert. Hier arbeitet der gleichläufige Doppelschneckenextruder im Mischprozess, bei dem Material und Flüssigkeit mit unterschiedlicher Viskosität und in unterschiedlichen Mischverhältnissen gemischt werden, um die Mischanforderungen zu erfüllen.

2. Getriebe – Das Getriebe ist die Schlüsselkomponente der gleichläufigen Doppelschneckenextruder. Die Aufgabe des Getriebes besteht darin, die vom Motor bereitgestellte kinetische Energie umzuwandeln. Durch die Verzögerung des Getriebes wird die Energie gleichmäßig auf die beiden Ausgangswellen verteilt, die sich in die gleiche Richtung drehen und die gleiche Drehzahl haben. Je vernünftiger die Struktur des Verteilergetriebes ist, desto größer ist das Lagerdrehmoment. Es kann an eine größere Motorleistung angepasst werden, und die Leistung des Extruders ist relativ höher.

3. Die Schnecken – Die Doppelschnecken sind möglicherweise eine der wichtigsten Komponenten in gleichläufigen Doppelschneckenextrudern, da sie das Material effektiv durch den Prozess transportieren.

4. Schneckenwelle – Die Schneckenwelle ist das Kernstück der Doppelschnecke. Entsprechend ihrer Funktion werden sie unterteilt in: Förderschneckenwelle und Mischschneckenwelle.
Das Material der Schneckenwelle kann auch entsprechend den Eigenschaften der zu verarbeitenden Materialien (Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw.), unterschiedlichen Rohstoffsystemen und unterschiedlicher Prozesstechnik im Zusammenhang mit der unterschiedlichen Gestaltung der Schneckenwellenstruktur ausgewählt werden. Das geschmolzene Material gelangt durch die Wirkung von Schneckenelementen mit unterschiedlichen Funktionen, Reaktionen usw. zur Mischung. Eine unangemessene Schneckenwellenstruktur führt dazu, dass das Material überplastifiziert oder nicht vollständig plastifiziert wird.

5. Temperaturkontrollsystem – Temperaturkontrollsystem mit Heiz- und Kühlsystem. Das Heizsystem ist an der Außenwand des Zylinders angebracht und besteht im Allgemeinen aus Elektroheizung oder Ferninfrarotheizung. Das Kühlsystem befindet sich außerhalb der Anlage und besteht im Wesentlichen aus einer Wasserpumpe, einem Wärmetauscher, einem Wassertank und Rohrleitungen. Im Allgemeinen müssen die Rohstoffe nach dem Eintritt in den Extruderzylinder schnell auf geschmolzenen Zustand erhitzt werden, dann werden die geschmolzenen Materialien nach dem Mischen durch die Schneckenwelle und die Extrusion befördert. Der Mischvorgang kann ein endothermer Prozess sein. Es kann auch ein exothermer Prozess sein, in diesem Fall wird das Kühlsystem aktiviert. Seine Funktion besteht darin, die Steuerbarkeit der Materialverarbeitungstemperatur zu gewährleisten. Eine zu hohe oder zu niedrige Verarbeitungstemperatur beeinträchtigt die Eigenschaften der Rohstoffe.

6. Düsenkopf – Der Düsenkopf ist der Extrusionsteil des gleichläufigen Doppelschneckenextruders. Die Düsenkopfstruktur ist bei verschiedenen Materialien nicht gleich, zum Beispiel: Für die PE-Füllung wird ein Heißschneidedüsenkopf benötigt, während für PA+GF, ABS und andere Hochtemperaturkunststoffe ein Strangdüsenkopf verwendet wird.

Gängige Einsatzgebiete für gleichläufige Doppelschneckenextruder

Es gibt viele verschiedene Arten, Formen, Größen und Einsatzmöglichkeiten für gleichläufige Doppelschneckenextruder, darunter:

1. Pharmazeutika – Hier werden gleichläufige Doppelschneckenextruder zur Herstellung pharmazeutischer Pellets mit einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt, das von der Synthese von Proteinen und Peptiden bis zur Arzneimittelverabreichung reicht;

2. Öl- und Gasförderung – Gleichläufige Doppelschneckenextruder werden zur Förderung von Öl, Gas und anderen flüssigen Kohlenwasserstoffprodukten wie Benzol, Benzin, Kerosin und sogar Propan verwendet.

3. Nanochemie – Gleichläufige Doppelschneckenextruder werden bei der Herstellung von Nanopartikeln aus organischen und anorganischen Materialien wie nanoporösen Kunststoffen, nanostrukturierten Metallen oder Materialien mit hoher Dichte verwendet, die leicht in einer großen Vielfalt an Formen hergestellt werden können.

4. Lebensmittelverpackung – Gleichläufige Doppelschneckenextruder werden bei der Herstellung von Lebensmittelverpackungen eingesetzt, um eine Vielzahl von Formen und Größen herzustellen, die für eine breite Palette von Lebensmitteln wie Kondensmilch, Walnüsse oder sogar Eiscreme geeignet sind.

Abschließend:

Aus dem oben Gesagten können Sie sich ein einfaches Bild von den gleichläufigen Doppelschneckenextrudern machen und feststellen, welche Faktoren ihre Leistung basierend auf Ihren Produktionsanforderungen beeinflussen können, um optimale Produktivität zu gewährleisten. Sie können auch feststellen, ob Sie eine oder mehrere Maschinen für Ihre Produktionslinie benötigen, was Ihnen bei der Skalierung während der Produktion Kosten und Zeit sparen kann.

Für weitere Informationen können Sie uns gerne kontaktieren—Nanjing Granuwel ist für Sie da!