Direkte Antwort
Ein Mischelement ist ein in eine Extruderschnecke eingearbeiteter Abschnitt, der die Schmelze gleichmäßiger macht. Die drei häufigsten sind dieMaddock(hochscherend, dispersiv – zersetzt ungeschmolzenes Material und Agglomerate), dasAnanas(geringe Scherung, verteilend – gleicht Farbe und Temperatur aus) und dieSaxton(verteilend mit guter Förderung, eine ausgewogene Allzweckwahl).
Wählen Sie nach dem Fehler, den Sie beheben möchten:ungeschmolzene Partikel und schlechte Pigmentdispersion → dispersiv; Farbstreifen und Temperaturschwankungen → distributiv.
Eine einfache Einzelschnecke kann sehr gut fördern und schmelzen, aber nur mäßig mischen. Für viel Extrusion ist das in Ordnung. Wenn jedoch Farbstreifen auftreten, Gele bis zur Düse überleben, Masterbatch sich nicht dispergiert oder die Schmelzetemperatur über das Profil hinweg schwankt, ist die Antwort normalerweise nicht mehr Schneckengeschwindigkeit oder mehr Wärme – es handelt sich um einen Mischabschnitt in der Schnecke. In diesem Leitfaden wird erläutert, was jedes Element physisch bewirkt, sodass Sie das Element auswählen können, das Ihren Fehler behebt, und nicht das Element, das auf der Liste eines Lieferanten erscheint.
In der Dosierzone fließt die Schmelze in einem recht geordneten Fluss weiter. Das Material in der Nähe der Zylinderwand ist stärkerer Hitze und Scherung ausgesetzt als das Material in der Nähe der Schneckenwurzel, sodass das, was an der Düse ankommt, nicht so gleichmäßig ist, wie es aussieht. Alle zu diesem Zeitpunkt vorhandenen ungeschmolzenen Partikel, schlecht dispergierten Pigmente oder Temperaturgradienten sind im fertigen Produkt noch vorhanden.
Ein Mischelement unterbricht diesen geordneten Fluss. Es zwingt die Schmelze dazu, sich zu teilen, neu auszurichten und zu rekombinieren – entweder indem alles durch einen schmalen Spalt mit hoher Scherung gedrückt wird oder indem der Strom wiederholt auf viele Pfade aufgeteilt wird. Das Ergebnis ist eine Schmelze, die in Temperatur, Farbe und Zusammensetzung gleichmäßiger ist.
Das Element wird in die Schnecke eingearbeitet, normalerweise am Ende der Dosierzone, und wird bereits bei der Herstellung der Schnecke eingebaut und nicht später hinzugefügt.
2. Dispersiv vs. distributiv – der Unterschied, der zählt
Fast jedes Mischelement gehört zu einer von zwei Familien, und ihre Verwechslung ist der Grund dafür, dass Menschen das falsche kaufen.
Dispersives Mischen
Macht Dinge kaputt. Material wird durch a gedrücktschmaler Spalt mit hoher Scherung, und die Scherbeanspruchung ist es, die Agglomerate, ungeschmolzene Granulatkörner und Pigmentklumpen auseinanderreißt. Wenn es sich bei Ihrem Problem um etwas handelt, das zerstört werden muss, müssen Sie es zerstreuen.
Verteilendes Mischen
Verteilt Dinge. Der Schmelzstrom istimmer wieder geteilt und neu kombiniertüber viele Fließwege, bei relativ geringer Scherung. Nichts ist kaputt; alles wird einfach gleichmäßig neu verteilt. Wenn Ihr Problem eher Unebenheiten als Klumpen sind, benötigen Sie eine Verteilung.
Warum das kommerziell wichtig ist:Ein dispersives Element sorgt für Scherwärme und Druckabfall. Der Einsatz eines aggressiven Hochschermischers zur Lösung eines Farbstreifenproblems führt zu einer Erhöhung der Schmelzetemperatur und zu höheren Produktionskosten, ohne dass der eigentliche Fehler behoben wird – und bei wärmeempfindlichem Material kann dies zu einer Verschlechterung der Qualität führen.
3. Der Maddock-Mixer
Der Maddock, auch bekannt als Rillenmischer oder Union Carbide-Mischer, ist der KlassikerdispersivElement und wahrscheinlich der am weitesten verbreitete Mischabschnitt in der Einschneckenextrusion.
Seine Geometrie ist einfach und clever. Eine Reihe von Rillen verläuft abwechselnd entlang der SchneckeEinlassflöten(offen für einströmende Schmelze, geschlossen am stromabwärtigen Ende) undAuslassflöten(am stromaufwärtigen Ende geschlossen, zum Ausgang hin offen). Zwischen ihnen sitzt einBarriereflugmit bewusst geringem Abstand zur Fasswand.
Da die Einlassrinne am anderen Ende blockiert ist, hat jedes Materialstück nur einen Ausweg: über den Barrierensteg, durch diesen schmalen Spalt. Daran kommt nichts vorbei. Dieser garantierte Durchgang durch einen Spielraum mit hoher Scherung macht den Maddock so effektiv – alle festen Partikel, die ihn erreichen, werden bearbeitet, bis sie schmelzen oder zerfallen.
Maddock – verwenden Sie es wann
- Ungeschmolzene Partikel oder Gele gelangen in die Matrize
- Pigment- oder Additivagglomerate lösen sich nicht auf
- Da braucht man GewissheitalleMaterial wurde geschert
- Das Material verträgt die zusätzliche Scherwärme
4. Der Ananasmixer
Der nach seinem Aussehen benannte Pineapple-Mixer verfügt über ein Muster aus sich kreuzenden Schlitzen oder Stiften, die in einen Abschnitt der Schraube geschnitten sind, wodurch eine rautenförmige Oberfläche entsteht, die wie Ananasschale aussieht.
Es funktioniertVerteilung. Während die Schmelze hindurchfließt, teilen die sich kreuzenden Kanäle den Strom in viele kleine Ströme auf und kombinieren sie dann immer wieder in unterschiedlichen Anordnungen. Da es keinen erzwungenen schmalen Spalt gibt, bleibt die Scherung relativ gering und das Element fügt nur wenig Wärme hinzu.
Dieser scherarme Charakter ist genau der Grund, warum es passtwärmeempfindliche Materialienund Anwendungen, bei denen Farbgleichmäßigkeit das Ziel ist. Es löst hartnäckige Verklumpungen nicht auf, wie es bei einem Maddock der Fall ist, aber es gleicht bereits geschmolzenes aus, und das auf sanfte Weise.
5. Der Saxton-Mixer
Der Saxton ist einverteilendElement, das aus einer Reihe von nach vorne pumpenden Flügeln besteht, die durch Schlitze unterbrochen sind. Die Schmelze fließt sowohl entlang der Kanäle als auch durch die Schlitze zwischen ihnen, wobei sie sich kontinuierlich aufteilt und wieder vereint.
Sein besonderes Merkmal ist, dass es mischtwährend es noch vermittelt— Durch die geschwungene Geometrie wird das Material weiter nach vorne gepumpt, sodass weniger Druck erforderlich ist als bei einem vollständig restriktiven Element. Das macht es zu einer sinnvollen Allzwecklösung, wenn Sie eine echte Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Schmelze ohne große Druckeinbußen wünschen, und es wird häufig dort eingesetzt, wo ein Maddock mehr Scherung hinzufügen würde, als der Prozess erfordert.
6. Welcher Mixer für welches Problem
| Element | Mischtyp | Scherniveau | Druckkosten | Am besten bei |
|---|---|---|---|---|
| Maddock | Dispersiv | Hoch | Höher | Unschmelzendes beseitigen; Agglomerate aufbrechen |
| Ananas | Verteilend | Niedrig | Mäßig | Farbgleichmäßigkeit; Temperaturabend auf wärmeempfindlichem Material |
| Saxton | Verteilend | Niedrig – mäßig | Senken (fördert weiter) | Allgemeine Gleichmäßigkeit der Schmelze bei minimaler Leistungseinbuße |
Beginnen Sie mit dem Fehler, nicht mit dem Katalog:
| Was Sie sehen | Wahrscheinlich Bedarf |
|---|---|
| Nicht geschmolzenes Granulat oder Gel im Produkt | Dispersiv – Maddock |
| Masterbatch oder Pigment dispergieren nicht | Dispersiv – Maddock |
| Farbstreifen, ungleichmäßiger Farbton | Distributiv – Ananas oder Saxton |
| Die Schmelztemperatur variiert über die Düse hinweg | Distributiv – Ananas oder Saxton |
| Wärmeempfindliches Material, kann keine Scherung erzeugen | Verteilend, geringe Scherung – Ananas |
| Wenn Sie eine bessere Gleichmäßigkeit wünschen, dürfen Sie keine Leistungseinbußen hinnehmen | Saxton |
| Beide schmelzen nichtUndStreifen | Kombination – dispersiv, gefolgt von distributiv |
Die letzte Reihe ist erwähnenswert: Die beiden Familien ergänzen sich und Schnecken sind häufig mit einem dispersiven Abschnitt gefolgt von einem verteilenden Abschnitt konstruiert, sodass Agglomerate zuerst abgebaut und dann gleichmäßig verteilt werden.
7. So legen Sie einen Mischbereich fest
Da der Mischer in die Schnecke eingearbeitet ist, wird er bei der Herstellung der Schnecke spezifiziert – was bedeutet, dass ein Austausch oder eine Überholung der natürliche Zeitpunkt für einen Austausch ist. Wenn bei Ihrer aktuellen Schnecke ein anhaltendes Problem mit der Schmelzqualität auftritt, wiederholt sich das Problem durch einen gleichwertigen Austausch.
Was Sie Ihrem Schraubenhersteller mitteilen sollten
- Das Polymer und etwaige Füllstoffe oder Masterbatches— Hitzeempfindlichkeit und Additivtyp bestimmen die Wahl
- Der Fehler, den Sie beheben möchten— ungeschmolzen, Streifenbildung, Temperaturschwankungen, schlechte Dispersion
- Ob Leistung oder Massetemperatur ist schon knapp— Dies schließt aggressive High-Shear-Designs aus
- Die Schraubenzeichnung bzw. vorhandene Schraubenmaße— Durchmesser, Länge, Flanschdetails
- Die Oberflächenbehandlung— nitriert oder bimetallisch, abgestimmt auf den Werkstoff
EJS produziert kundenspezifischEinzelschneckenfässerfür Extrusionsmaschinen, die nahezu alle Arten von Polymer- und Recyclingkunststoffen verarbeiten, mit Durchmessern von 12 mm bis 500 mm und Längen bis 10.000 mm. Zur Gestaltung stehen verschiedene Mischer zur Verfügung, u.aMaddock, Ananas und SaxtonDarüber hinaus produzieren wir auch den Futterbereich – Futtergehäuse, Futterauskleidung und Wassermantel.
Mischelemente sitzen auf der Arbeitsfläche, daher ist die Oberflächenbehandlung genauso wichtig wie die Geometrie: Ein aggressives Element in einer Schleifmischung verschleißt im gleichen Maße wie der Rest der Schnecke. Zu dieser Entscheidung siehe dieMaterialführer, oder vergleichennitriertUndBimetalleBau direkt.
8. Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Mischelement an einer Extruderschnecke?
Ein Mischelement ist ein in die Schnecke eingearbeiteter Abschnitt, normalerweise am Ende der Dosierzone, der den Schmelzestrom aufteilt und wieder zusammenführt, um ihn gleichmäßiger zu machen. Eine einfache Einzelschnecke fördert und schmilzt gut, mischt aber nur mäßig. Daher wird ein Mischabschnitt hinzugefügt, wenn die Gleichmäßigkeit der Schmelze, die Farbkonsistenz oder die Additivverteilung ohne ihn nicht ausreichen.
Was ist der Unterschied zwischen dispersiver und distributiver Mischung?
Beim dispersen Mischen werden Agglomerate und ungeschmolzene Partikel zerkleinert, indem das Material durch einen schmalen Spalt mit hoher Scherung gedrückt wird – ein Maddock-Mischer funktioniert auf diese Weise. Durch das verteilende Mischen werden die Komponenten gleichmäßig in der Schmelze verteilt, ohne sie notwendigerweise zu zersetzen, indem der Fluss wiederholt geteilt und wieder zusammengeführt wird – Pineapple- und Saxton-Mischer funktionieren auf diese Weise. Viele Schrauben brauchen beides.
Was macht ein Maddock-Mixer?
Ein Maddock-Mischer (auch geriffelter oder Union Carbide-Mischer genannt) verfügt über abwechselnde Einlass- und Auslassrillen, die durch einen Barrieregang getrennt sind. Das gesamte Material muss diese Barriere durch einen schmalen Spalt passieren, der eine starke Scherung ausübt und sicherstellt, dass nicht geschmolzene Partikel zersetzt werden. Es ist das Standard-Dispersionselement und eignet sich sehr effektiv zur Entfernung nicht geschmolzener Pigmente und zum Dispergieren von Pigmenten und Zusatzstoffen.
Wofür wird ein Ananasmixer verwendet?
Ein Ananasmixer ist ein Verteilungselement mit einem Muster aus sich kreuzenden Schlitzen oder Stiften, die in die Schraube eingeschnitten sind und einer Ananasschale ähneln. Es teilt und vereint die Schmelze wiederholt bei geringer Scherung und sorgt so für eine gute Verteilungsmischung und Temperaturgleichmäßigkeit, ohne viel Scherwärme hinzuzufügen – nützlich für wärmeempfindliche Materialien und Farbgleichmäßigkeit.
Benötige ich ein Mischelement an meiner Extruderschnecke?
Fügen Sie ein Mischelement hinzu, wenn Sie Farbstreifen, Gele oder ungeschmolzene Partikel, eine schlechte Additiv- oder Masterbatch-Dispersion oder Schwankungen der Schmelzetemperatur in der Düse bemerken. Wenn eine einfache Schnecke bereits eine gleichmäßige Schmelze und ein konsistentes Produkt liefert, fügt ein Mischer Scherung und Druckabfall hinzu, die Sie nicht benötigen. Passen Sie das Element an das Problem an: dispersiv für Unschmelze und Agglomerate, distributiv für Streifenbildung und Temperaturgleichmäßigkeit.
Kann ein Mischelement zu einer bestehenden Schnecke hinzugefügt werden?
Ein Mischabschnitt ist in die Schnecke selbst eingearbeitet, sodass er bei der Herstellung der Schnecke mitentworfen und nicht erst nachträglich angeschraubt wird. Wenn eine vorhandene Schnecke ersetzt oder überholt wird, ist dies der natürliche Zeitpunkt, den Mischabschnitt hinzuzufügen oder zu ändern. EJS produziert maßgeschneiderte Einzelschnecken mit Maddock-, Pineapple-, Saxton- und anderen Mischerkonstruktionen nach Zeichnung oder Prozessanforderungen.
Reduziert ein Mischelement die Leistung?
Ein Mischelement sorgt für zusätzliche Einschränkung, verbraucht also etwas Druck und kann Scherwärme hinzufügen, insbesondere bei einem dispersiven Design mit hoher Scherung. Der Handel ist bewusst: bessere Gleichmäßigkeit der Schmelze und weniger Qualitätsausschuss im Austausch für einen gewissen Druckabfall. Ein häufiger Fehler besteht darin, ein Element zu wählen, das aggressiver ist als für den Prozess erforderlich, da es den Ausstoß kostet und die Schmelzetemperatur erhöht, ohne das Produkt zu verbessern.
