Esistono tre principali fattori relativi alle resine da elaborare che influenzano significativamente la progettazione di una vite e il materiale che dovrebbe essere utilizzato nella sua produzione: grado di cristallinità, viscosità e additivi nella resina.
- Grado di cristallinità
Il grado di cristallinità di una resina aiuta a determinare le proprietà fisiche risultanti di una parte modellata e sono importanti per il progettista di parti. Altrettanto importante per il processore di plastica è il fatto che la cristallinità influenza anche il modo in cui la resina cambia da un solido a scioglimento.
Le differenze nelle caratteristiche di fusione tra resine altamente cristalline e meno cristalline (o amorfe) includono la loro resistenza alla deformazione quando viene applicato il calore, la loro sensibilità alla conduttività termica e la loro sensibilità al taglio, indipendentemente dalla fonte.
1. Punto di fusione - Una delle differenze tra i due tipi di resina (cristallina e amorfa) è la loro resistenza alla deformazione all'aumentare della loro temperatura. Entrambe le resine si ammorbidiscono un po 'alla temperatura di transizione del vetro, ma la resina amorfa continua ad ammorbidirsi gradualmente fino a raggiungere uno stato fluido. Le resine amorfe non hanno un punto di fusione definito.
Al contrario, le resine più altamente cristalline rimangono in uno stato relativamente solido fino a quando la temperatura raggiunge il loro punto di fusione. Alla temperatura del punto di fusione, le resine cristalline cambiano rapidamente in fusione. (Vedi Figura 1)
2. Conducibilità termica : tutte le materie plastiche sono poveri conduttori di calore. Le resine amorfe sono particolarmente lente da assorbire il calore e aumentano di temperatura. Le resine amorfe tendono a degradare o bruciare (anziché sciogliersi più rapidamente) se esposte rapidamente a temperature più elevate. (Vedi Figura 2)
3. Sensibilità al taglio - Come conseguenza delle due differenze nelle caratteristiche di fusione discusse sopra, si può capire perché le resine amorfe sono considerate più sensibili al taglio. Alti tassi di taglio si traducono in temperature di resina rapidamente aumentate che le resine amorfe non tollerano bene.È noto che temperature eccessive di fusione in alcune resine possono causare sollecitazioni modellate residue che sminuiscono l'aspetto della parte o riducono la resistenza meccanica delle parti. Da queste considerazioni, si può concludere che le resine amorfe dovrebbero essere gradualmente cambiate da solide a fusione. Le viti con zone di transizione più lunghe e le profondità più profonde del canale con rapporti di compressione più bassi aiutano a proteggere le resine amorfe dalla combustione o dal degrado e aiutano a garantire proprietà fisiche ottimali nelle parti completate.
Al contrario, le resine cristalline più elevate possono essere elaborate in modo più efficace da viti con zone di transizione più brevi, più profondità di canali poco profonde e rapporti di compressione più elevati.
- Viscosità (indice di fusione)
La viscosità, o la resistenza di un flusso al flusso, viene misurata da un reometro capillare (o plastometro di estrusione) ed è espressa come indice di fusione di una resina. Un valore di indice di fusione elevato (MI) corrisponde a una viscosità a bassa fusione e viceversa. Una resina MI frazionaria si riferisce a una resina con un MI di meno di uno. L'MI è anche una misura del peso molecolare, ma poiché l'MI è più facile da determinare, viene spesso usato piuttosto che la specifica del peso molecolare. Un MI inferiore indica un peso molecolare più elevato e viceversa. Le resine elevate di peso molecolare (bassa MI) sono più viscose e processo in modo diverso rispetto alle resine MI medio o alte. Le alte resine dell'MI sono in qualche modo più difficili da sciogliere. Maggiore è l' indice di fusione, più superficiali sono le profondità del canale della vite. Le resine più viscose richiedono profondità di canale più profonde.
- Additivi in resina
Gli additivi alle resine termoplastiche influenzano il design della vite e i materiali da cui viene realizzata la vite e, inoltre, assumono la selezione dei materiali di rivestimento del cilindro. Alcuni additivi influenzano solo la geometria della vite mentre altri additivi influenzano la geometria e i materiali da utilizzare per realizzare il rivestimento a vite o a canna. I materiali di rinforzo possono influire su tutte e tre le considerazioni. Gli additivi possono essere raggruppati in categorie in base al loro impatto sulla progettazione della vite e alla selezione dei materiali a vite e a barili.
1. Additivi che influenzano la geometria a vite
Tutti i rinforzi e i riempitivi influenzano la geometria della vite. Includono fibre realizzate in vetro, carbonio, grafite e altri materiali come carbonato di calcio, silice, sfere di vetro, mica, talco, metalli in polvere, ceramica, baryte (solfato di bario). Solfato di calcio anidro e nero di carbonio. Molti altri materiali inorganici vengono utilizzati per i riempitivi.
Questi additivi aumentano la viscosità del fuso e richiedono viti con profondità di canale più profonde e rapporti di compressione leggermente più bassi. Questo cambiamento di design è particolarmente importante con l'uso delle fibre per prevenire la loro rottura e ridurre la loro efficacia.
2.additives che colpiscono il materiale a vite e canna
I materiali a vite speciali (rivestimenti a canna) sono generalmente selezionati per aiutare a ridurre al minimo l'usura abrasiva o corrosiva. Tutti i rinforzi abrasivi e i riempitivi richiedono che le viti siano realizzate con acciai speciali resistenti all'usura o sono stati capsulati con un rivestimento resistente all'abrasione.
Gli additivi più abrasivi includono fibre di vetro, carbonato di calcio, polveri in ceramica e metallo e alcuni coloranti come i rivestimenti di barili premium di biossido di titanio contenenti carbidi di vanadio e tungsteno (e altri) sono usati per proteggere quei componenti dall'abbigliamento eccessivo.
Altri additivi sono corrosivi e richiedono viti realizzate con leghe resistenti alla corrosione o rivestimenti speciali. I ritardanti di fiamma e gli agenti di accoppiamento possono sviluppare una varietà di acidi corrosivi ad alte temperature. I rivestimenti a botte realizzati con materiali relativamente senza ferro e leghe di nichel sono necessari per evitare una seria usura corrosiva.