Ada tiga faktor utama yang berkaitan dengan resin yang akan diproses yang secara signifikan mempengaruhi desain sekrup dan bahan yang harus digunakan dalam pembuatannya: derajat kristalinitas, viskositas dan aditif dalam resin.
- Tingkat kristalinitas
Tingkat kristalinitas resin membantu menentukan sifat fisik yang dihasilkan dari bagian yang dicetak dan penting bagi perancang bagian. Yang sama pentingnya dengan prosesor plastik adalah kenyataan bahwa kristalinitas juga mempengaruhi cara resin berubah dari padatan menjadi meleleh.
Perbedaan karakteristik leleh antara resin yang sangat kristal dan lebih sedikit kristal (atau amorf) termasuk resistensi mereka terhadap deformasi karena panas diterapkan, sensitivitasnya terhadap konduktivitas termal dan sensitivitasnya terhadap geser, terlepas dari sumber.
1. Point Melting - Salah satu perbedaan antara dua jenis resin (kristal dan amorf) adalah resistensi mereka terhadap deformasi seiring meningkatnya suhu. Kedua resin agak melunak pada suhu transisi kaca tetapi resin amorf terus melunak secara bertahap sampai mencapai keadaan cairan. Resin amorf tidak memiliki titik leleh yang pasti.
Sebaliknya, resin kristal yang lebih tinggi tetap dalam keadaan yang relatif padat sampai suhu mencapai titik lelehnya. Pada suhu titik leleh, resin kristal dengan cepat berubah menjadi meleleh. (Lihat Gambar 1)
2. Konduktivitas Termal - Semua plastik adalah konduktor panas yang buruk. Resin amorf sangat lambat untuk menyerap panas dan peningkatan suhu. Resin amorf cenderung terdegradasi atau terbakar (daripada meleleh lebih cepat) ketika dengan cepat terpapar pada suhu yang lebih tinggi. (Lihat Gambar 2)
3. Sensitivitas geser - Sebagai konsekuensi dari dua perbedaan dalam karakteristik leleh yang dibahas di atas, dapat dipahami mengapa resin amorf dianggap lebih sensitif geser. Tingkat geser yang tinggi menghasilkan peningkatan suhu resin yang cepat yang resin amorf tidak mentolerir dengan baik.Telah diketahui bahwa suhu leleh yang berlebihan di beberapa resin dapat menyebabkan tegangan tersisa yang dicetak yang mengurangi penampilan bagian atau mengurangi kekuatan mekanik bagian-bagian. Dari pertimbangan ini, dapat disimpulkan bahwa resin amorf harus diubah secara bertahap dari padat menjadi leleh. Sekrup dengan zona transisi yang lebih panjang dan kedalaman saluran yang lebih dalam dengan rasio kompresi yang lebih rendah membantu melindungi resin amorf dari pembakaran atau merendahkan dan membantu memastikan sifat fisik yang optimal di bagian yang sudah selesai.
Sebaliknya, resin kristal yang lebih tinggi dapat diproses secara lebih efektif dengan sekrup dengan zona transisi yang lebih pendek, kedalaman saluran yang lebih dangkal dan rasio kompresi yang lebih tinggi.
- Viskositas (indeks leleh)
Viskositas, atau resistansi aliran meleleh, diukur dengan rheometer kapiler (atau plastometer ekstrusi) dan dinyatakan sebagai indeks lelehan resin. Nilai indeks melt tinggi (MI) sesuai dengan viskositas leleh rendah, dan sebaliknya. Resin MI pecahan mengacu pada resin dengan MI kurang dari satu. Mi juga merupakan ukuran berat molekul, tetapi karena MI lebih mudah ditentukan, sering digunakan daripada spesifikasi berat molekul. MI yang lebih rendah menunjukkan berat molekul yang lebih tinggi, dan sebaliknya. Resin berat molekul tinggi (MI) lebih kental dan proses berbeda dari resin MI sedang atau tinggi. Resin MI tinggi agak lebih sulit untuk meleleh. Semakin tinggi indeks leleh, semakin dangkal kedalaman saluran sekrup. Resin yang lebih kental membutuhkan kedalaman saluran yang lebih dalam.
- Aditif resin
Aditif ke resin termoplastik mempengaruhi desain sekrup dan bahan dari mana sekrup dibuat dan, selain itu, menanggung pemilihan bahan lapisan silinder. Beberapa aditif hanya mempengaruhi geometri sekrup sementara aditif lain mempengaruhi geometri dan bahan yang akan digunakan dalam membuat lapisan sekrup atau barel. Bahan penguatan dapat mempengaruhi ketiga pertimbangan. Aditif dapat dikelompokkan ke dalam kategori berdasarkan dampaknya pada desain sekrup dan pemilihan material sekrup dan barel.
1. Aditif yang mempengaruhi geometri sekrup
Semua bala bantuan dan pengisi mempengaruhi geometri sekrup. Mereka termasuk serat yang terbuat dari kaca, karbon, grafit dan bahan lainnya seperti kalsium karbonat, silika, bola kaca, mika, bedak, logam bubuk, keramik, baryte (barium sulfat). kalsium sulfat anhidrat dan karbon hitam. Banyak bahan anorganik lainnya digunakan untuk pengisi.
Aditif ini meningkatkan viskositas lelehan dan membutuhkan sekrup dengan kedalaman saluran yang lebih dalam dan rasio kompresi yang agak lebih rendah. Perubahan desain ini sangat penting dengan penggunaan serat untuk mencegah kerusakan dan mengurangi efektivitasnya.
2. Aditif Mempengaruhi Bahan Sekrup & Laras
Bahan sekrup khusus (dan lapisan barel) biasanya dipilih untuk membantu meminimalkan keausan abrasif atau korosif. Semua bala bantuan dan pengisi abrasif mengharuskan sekrup dibuat dari baja tahan terhadap keausan khusus atau telah dikapsulasi dengan lapisan tahan abrasi.
Aditif yang lebih abrasif termasuk serat kaca, kalsium karbonat, bubuk keramik dan logam, dan beberapa pewarna seperti titanium dioksida premium barel yang mengandung vanadium dan karbida tungsten (dan lainnya) digunakan untuk melindungi komponen -komponen tersebut dari keausan yang berlebihan.
Aditif lainnya bersifat korosif dan membutuhkan sekrup yang dibuat dengan paduan yang tahan korosi atau pelapis khusus. Retardants api dan agen kopling dapat mengembangkan berbagai asam korosif pada suhu tinggi. Lapisan barel yang terbuat dari bahan yang relatif bebas zat besi dan paduan nikel diperlukan untuk menghindari keausan korosif yang serius.