آیا بشکه های پیچ مخروطی می توانند مصرف انرژی را در دستگاه های قالب گیری تزریق کاهش دهند؟

با افزایش تقاضای جهانی برای محصولات پلاستیکی (نرخ رشد سالانه ترکیبات سالانه بیش از 5 ٪) ، قالب تزریق به عنوان یک فناوری پردازش اصلی با چالش های شدیدی روبرو است: داده های آژانس بین المللی انرژی نشان می دهد که دستگاه های قالب گیری تزریق سنتی بیش از 40 ٪ از کل مصرف انرژی صنعت پردازش پلاستیک را تشکیل می دهند. هدایت شده توسط هدف "کربن دوگانه" ، بشکه پیچ مخروطی فناوری با نوآوری مهندسی منحصر به فرد خود ، یک انقلاب صنعتی صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش مصرف را ایجاد می کند.
دستگاه های قالب گیری تزریق سنتی به طور کلی طراحی پیچ موازی را اتخاذ می کنند و میزان تبدیل انرژی آنها تنها 35-45 ٪ است (طبق گزارش سالانه 2022 انجمن SPE). از بین رفتن انرژی اصلی در:
تولید گرمای برشی ناکارآمد: شیار پیچ خطی باعث توزیع ناهموار میزان برشی مواد می شود و نیاز به جبران گرمایش اضافی دارد
زباله های مصرف انرژی فشار کمر: بیش از 30 ٪ از مصرف برق برای حفظ پایداری فشار ذوب استفاده می شود
از دست دادن چرخه بدون بار: اصطکاک ناکارآمد در مرحله غیر پلاستیک سازی 18.7 ٪ است
پیچ مخروطی از طریق تغییر تدریجی عمق شیار پیچ (نسبت عمق عمق به قطر 0.3 → بخش فشرده سازی 0.15) و نسبت فشرده سازی هندسه مخروطی (2.5-3.0: 1) ، یک پیشرفت اساسی به دست آورده است. شبیه سازی دینامیک سیال در آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) در ایالات متحده نشان می دهد که این طرح شیب فشار ذوب پلیمر را 27 ٪ افزایش می دهد ، میزان مصرف گرمای برشی را به 82 ٪ افزایش می دهد و نیاز به گرمایش خارجی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
با توجه به داده های آزمایش واقعی انگل در آلمان در سال 2023 ، در پردازش همان مواد PP:
شاخص مصرف انرژی: مصرف انرژی در واحد خروجی پیچ مخروطی به 0.38 کیلووات ساعت در کیلوگرم (0.51 کیلووات ساعت در کیلوگرم برای تجهیزات سنتی) کاهش می یابد.
راندمان کنترل دما: دامنه نوسانات دمای ذوب تا 1.5 ℃ ℃ (3.5 ± سنتی) باریک می شود
سیستم قدرت: بار موتور سروو 19 ٪ کاهش می یابد و هزینه نگهداری سالانه 32 ٪ کاهش می یابد
به عنوان نمونه ، کارخانه قطعات خودرو را با خروجی سالانه 5000 تن به عنوان نمونه بگیرید. پس از اتخاذ سیستم پیچ مخروطی:
صرفه جویی در انرژی سالانه: 650،000 کیلووات ساعت (معادل کاهش 420 تن انتشار CO)
دوره بازپرداخت سرمایه گذاری: 1.8 سال (بخش حق بیمه تجهیزات از طریق پس انداز قبض برق بازیابی می شود)
خصوصیات فشرده سازی پیچ مخروطی به ویژه برای:
پلاستیک مهندسی: چرخه پردازش PA66/GF30 12 ٪ کوتاه می شود و میزان شکستگی فیبر شیشه ای به 0.8 ٪ کاهش می یابد
مواد مبتنی بر زیستی: راندمان پلاستیک سازی PLA 25 ٪ افزایش می یابد ، و دقت کنترل دمای تخریب به 0.8 پوند می رسد
سیستم پر کردن بالا: یکنواختی پراکندگی 40 ٪ HDPE پر از کربنات کلسیم به 98.2 ٪ افزایش می یابد
فن آوری ثبت شده تولید Meiki Meiki (JP2023-045678A) یک پیچ دوتایی را با یک عنصر اختلاط پویا ترکیب می کند ، که باعث افزایش پایداری ذوب مواد بازیافت شده PET با 3 بار می شود و مستقیماً هزینه پلاستیک های بازیافتی را با 18 ٪ کاهش می دهد.