Υπάρχουν τρεις κύριοι παράγοντες που σχετίζονται με τις ρητίνες που πρόκειται να υποβληθούν σε επεξεργασία που επηρεάζουν σημαντικά το σχεδιασμό μιας βίδας και του υλικού που πρέπει να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή του: βαθμός κρυσταλλικότητας, ιξώδους και πρόσθετα στη ρητίνη.
- Βαθμός κρυσταλλικότητας
Ο βαθμός κρυσταλλικότητας μιας ρητίνης βοηθά στον προσδιορισμό των προκύπτουσων φυσικών ιδιοτήτων ενός χυτευμένου τμήματος και είναι σημαντικοί για τον σχεδιαστή εξαρτημάτων. Εξίσου σημαντικό για τον επεξεργαστή πλαστικών είναι το γεγονός ότι η κρυσταλλικότητα επηρεάζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο η ρητίνη αλλάζει από ένα στερεό σε τήξη.
Οι διαφορές στα χαρακτηριστικά τήξης μεταξύ των πολύ κρυσταλλικών και λιγότερο κρυσταλλικών (ή άμορφων) ρητινών περιλαμβάνουν την αντίσταση τους στην παραμόρφωση καθώς εφαρμόζεται η θερμότητα, η ευαισθησία τους στη θερμική αγωγιμότητα και η ευαισθησία τους στη διάτμηση, ανεξάρτητα από την πηγή.
1. Σημείο τήξης - Μία από τις διαφορές μεταξύ των δύο τύπων ρητίνης (κρυσταλλική και άμορφη) είναι η αντίσταση τους στην παραμόρφωση καθώς η θερμοκρασία τους αυξάνεται. Και οι δύο ρητίνες μαλακώνουν κάπως στη θερμοκρασία μετάβασης από γυαλί, αλλά η άμορφη ρητίνη συνεχίζει να μαλακώνει σταδιακά μέχρι να φτάσει σε μια κατάσταση υγρού. Οι άμορφες ρητίνες δεν έχουν καθορισμένο σημείο τήξης.
Αντίθετα, οι πιο υψηλές κρυσταλλικές ρητίνες παραμένουν σε σχετικά στερεά κατάσταση έως ότου η θερμοκρασία φτάσει στο σημείο τήξης τους. Στη θερμοκρασία του σημείου τήξης, οι κρυσταλλικές ρητίνες μεταβάλλονται γρήγορα στο τήγμα. (Βλ. Εικόνα 1)
2. Θερμική αγωγιμότητα - Όλα τα πλαστικά είναι κακοί αγωγοί θερμότητας. Οι άμορφες ρητίνες είναι ιδιαίτερα αργές για να απορροφήσουν τη θερμότητα και αυξάνουν τη θερμοκρασία. Οι άμορφες ρητίνες τείνουν να υποβαθμίζουν ή να καίγονται (αντί να λιώσουν πιο γρήγορα) όταν εκτίθενται γρήγορα σε υψηλότερες θερμοκρασίες. (Βλ. Εικόνα 2)
3. Ευαισθησία διάτμησης - Ως συνέπεια των δύο διαφορών στα χαρακτηριστικά τήξης που συζητήθηκαν παραπάνω, μπορεί να γίνει κατανοητή γιατί οι άμορφες ρητίνες θεωρούνται πιο ευαίσθητες στη διάτμηση. Οι υψηλοί ρυθμοί διάτμησης οδηγούν σε ταχέως αυξημένες θερμοκρασίες ρητίνης που οι άμορφες ρητίνες δεν ανεχτούν καλά.Είναι γνωστό ότι οι υπερβολικές θερμοκρασίες τήξης σε ορισμένες ρητίνες μπορούν να προκαλέσουν υπολειπόμενες διαμορφωμένες τάσεις που μειώνουν την εμφάνιση μέρους ή μειώνουν τη μηχανική αντοχή των τμημάτων. Από αυτές τις σκέψεις, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι οι άμορφες ρητίνες θα πρέπει να αλλάζουν σταδιακά από στερεά σε τήξη. Οι βίδες με μεγαλύτερες ζώνες μετάβασης και βαθύτερα βάθη καναλιών με χαμηλότερες αναλογίες συμπίεσης βοηθούν στην προστασία των άμορφων ρητινών από την καύση ή την υποβάθμιση και βοηθούν στην εξασφάλιση των βέλτιστων φυσικών ιδιοτήτων στα ολοκληρωμένα μέρη.
Αντίθετα, οι υψηλότερες κρυσταλλικές ρητίνες μπορούν να επεξεργαστούν πιο αποτελεσματικά με βίδες με μικρότερες ζώνες μετάβασης, πιο ρηχά βάθη καναλιών και υψηλότερες αναλογίες συμπίεσης.
- Ιξώδες (δείκτης τήγμα)
Το ιξώδες ή η αντίσταση ενός τήγματος στη ροή μετριέται με ένα τριχοειδές ρετομετό (ή πλαστόμετρο εξώθησης) και εκφράζεται ως δείκτης τήγμα μιας ρητίνης. Μια τιμή υψηλού δείκτη τήγματος (MI) αντιστοιχεί σε ιξώδες χαμηλού τήγματος και αντίστροφα. Μια κλασματική ρητίνη ΜΙ αναφέρεται σε ρητίνη με ΜΙ μικρότερο από ένα. Το MI είναι επίσης ένα μέτρο μοριακού βάρους, αλλά επειδή το ΜΙ είναι ευκολότερο να προσδιοριστεί, χρησιμοποιείται συχνά και όχι η προδιαγραφή μοριακού βάρους. Ένα χαμηλότερο ΜΙ δείχνει υψηλότερο μοριακό βάρος και αντίστροφα. Οι ρητίνες υψηλού μοριακού βάρους (χαμηλής ΜΙ) είναι πιο ιξώδεις και επεξεργάζονται διαφορετικά από τις μέσες ή υψηλές ρητίνες ΜΙ. Οι υψηλές ρητίνες MI είναι κάπως πιο δύσκολο να λιώσουν. Όσο υψηλότερος είναι ο δείκτης τήγματος, τόσο πιο ρηχά τα βάθη του καναλιού της βίδας. Περισσότερες ρητίνες ιξώδους απαιτούν βαθύτερα βάθη καναλιών.
- Πρόσθετα ρητίνης
Τα πρόσθετα σε θερμοπλαστικές ρητίνες επηρεάζουν το σχεδιασμό της βίδας και τα υλικά από τα οποία γίνεται η βίδα και, επιπλέον, φέρουν την επιλογή των υλικών επένδυσης κυλίνδρων. Ορισμένα πρόσθετα επηρεάζουν μόνο τη γεωμετρία των βιδών, ενώ άλλα πρόσθετα επηρεάζουν τη γεωμετρία και τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή της επένδυσης βιδών ή βαρέλι. Τα ενισχυτικά υλικά μπορούν να επηρεάσουν και τις τρεις εκτιμήσεις. Τα πρόσθετα μπορούν να ομαδοποιηθούν σε κατηγορίες με βάση την επίδρασή τους στον σχεδιασμό των βιδών και στην επιλογή βιδών και βαρέλι.
1. Πρόσθετα που επηρεάζουν τη γεωμετρία των βιδών
Όλες οι ενισχύσεις και τα πληρωτικά επηρεάζουν τη γεωμετρία των βιδών. Περιλαμβάνουν ίνες από γυαλί, άνθρακα, γραφίτη και άλλα υλικά όπως ανθρακικό ασβέστιο, πυριτία, γυάλινες σφαίρες, μαρμαρυγία, τάλκης, κονιοποιημένα μέταλλα, κεραμικό, βαρύτατο (θειικό βάριο). άνυδρο θειικό ασβέστιο και μαύρο άνθρακα. Πολλά άλλα ανόργανα υλικά χρησιμοποιούνται για πληρωτικά.
Αυτά τα πρόσθετα αυξάνουν το ιξώδες του τήγματος και απαιτούν βίδες με βαθύτερα βάθη καναλιών και κάπως χαμηλότερες αναλογίες συμπίεσης. Αυτή η αλλαγή σχεδιασμού είναι ιδιαίτερα σημαντική με τη χρήση ινών για να αποτρέψει τη θραύση τους και να μειώσει την αποτελεσματικότητά τους.
2. Προσθέστε προσθέματα που επηρεάζουν το υλικό Screw & Barrel
Τα ειδικά βιδωτά υλικά (και οι επενδύσεις βαρέλι) επιλέγονται συνήθως για να βοηθήσουν στην ελαχιστοποίηση της λειαντικής ή διαβρωτικής φθοράς. Όλες οι λειαντικές ενισχύσεις και τα πληρωτικά απαιτούν να γίνονται βίδες από ειδικούς χάλυβες ανθεκτικές στη φθορά ή να έχουν καθυστερήσει με επικάλυψη ανθεκτική στην τριβή.
Τα πιο λειαντικά πρόσθετα περιλαμβάνουν γυάλινες ίνες, ανθρακικό ασβέστιο, κεραμικά και μεταλλικές σκόνες και μερικές χρωστικές ουσίες, όπως οι επενδύσεις βαρέλι πριμοδότου τιτανίου (και άλλα) για την προστασία αυτών των συστατικών από την υπερβολική φθορά.
Άλλα πρόσθετα είναι διαβρωτικά και απαιτούν βίδες που κατασκευάζονται με ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα ή ειδικές επικαλύψεις. Τα επιβραδυντικά φλόγας και οι παράγοντες σύζευξης μπορούν να αναπτύξουν μια ποικιλία διαβρωτικών οξέων σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι επενδύσεις βαρέλι που κατασκευάζονται από σχετικά με τα υλικά χωρίς σίδηρο και τα κράματα νικελίου είναι απαραίτητα για να αποφευχθεί η σοβαρή διαβρωτική φθορά.