Voivatko kartiomaiset ruuvitynnyrit vähentää energiankulutusta injektiomuovauskoneissa?

Muovituotteiden maailmanlaajuisen kysynnän lisääntyessä (vuotuinen yhdistelmäkasvu on yli 5%), injektiomuovaus ydinkäsittelytekniikan kohdalla on vakavia haasteita: Kansainvälisen energiaviraston tiedot osoittavat, että perinteisten injektiomuovauslaitteiden osuus on yli 40% muoviprosessoinnin kokonaisen energiankulutuksesta. "Kaksoishiili" -tavoitteen ohjaama, Kartiomalli tynnyri Teknologia laukaisee energiansäästön ja kulutuksen vähentämisen teollisen vallankumouksen ainutlaatuisella tekniikan innovaatiolla.
Perinteiset injektiomuovauskoneet omaksuvat yleensä rinnakkaisruuvisuunnittelun, ja niiden energian muuntamisnopeus on vain 35-45% (SPE-yhdistyksen 2022 vuosikertomuksen mukaan). Tärkein energian menetys on keskittynyt:
Tehokas leikkauslämmönmuodostus: Lineaarinen ruuviura aiheuttaa epätasaisen materiaalin leikkausnopeuden jakautumisen, mikä vaatii ylimääräistä lämmityskompensointia
Takapaineen energiankulutusjäte: Yli 30% virrankulutuksesta käytetään sulan paineen vakauden ylläpitämiseen
Kuormitussyklihäviö: Tehoton kitka ei-muovikuntavaiheessa on 18,7%
Kartiomainen ruuvi on saavuttanut suuren läpimurton ruuviuran syvyyden asteittaisen muutoksen kautta (sisäänpääsyosan syvyys-halkaisijan suhde 0,3 → puristuskohta 0.15) ja kartiomaisen geometrian pakkaussuhteen (2,5-3,0: 1). Nesteen dynamiikan simulaatiot Oak Ridgen kansallisessa laboratoriossa (ORNL) Yhdysvalloissa osoittavat, että tämä malli lisää polymeerin sulapainegradienttia 27%, lisää leikkauslämmön käyttöasteen 82%: iin ja vähentää merkittävästi ulkoisen lämmityksen tarvetta.
Engelin todellisten testitietojen mukaan Saksassa vuonna 2023 saman PP -materiaalin käsittelyssä:
Energiankulutusindeksi: Kartioruuvin yksikkölähtöä kohti oleva energiankulutus vähenee arvoon 0,38 kWh/kg (0,51 kWh/kg perinteisille laitteille)
Lämpötilanhallintatehokkuus: Sulan lämpötilan vaihtelualue kaventuu ± 1,5 ℃: een (perinteinen ± 3,5 ℃)
Sähköjärjestelmä: Servomoottorin kuormitus vähenee 19%, ja vuotuiset ylläpitokustannukset vähenevät 32%
Otetaan esimerkiksi autoteollisuuden osatehtaan vuotuinen tuotanto 5000 tonnia. Kartiomaisen ruuvijärjestelmän käyttöönoton jälkeen:
Vuotuinen virransäästö: 650 000 kWh (vastaa 420 tonnin päästöjen vähentämistä)
Sijoitusten takaisinmaksuaika: 1,8 vuotta (laitepalkkioosa siitä palautetaan sähkölaskun säästöjen avulla)
Kartiomaisen ruuvin puristusominaisuudet ovat erityisen sopivia:
Suunnittelu muovit: PA66/GF30 -prosessointisykli lyhennetään 12%: lla, ja lasikuitujen murtumisaste alennetaan 0,8%: iin
Biopohjaiset materiaalit: PLA-plastisointi hyötysuhde kasvaa 25%ja hajoamislämpötilan hallintatarkkuus saavuttaa ± 0,8 ℃
Korkea täyttöjärjestelmä: 40%: n kalsiumkarbonaatti täytetyn HDPE: n dispersion yhtenäisyys nostetaan 98,2%: iin
Japan Meiki Manufacturingin patentoitu tekniikka (JP2023-045678a) yhdistää kaksoiskokoisen ruuvin dynaamisella sekoituselementillä, joka lisää PET-kierrätettyjen materiaalien sulamishakemistoa 3 kertaa, mikä johtaa suoraan kierrätettyjen muovien käsittelykustannuksiin 18%.