Шнек

Шнек - это винтовой вал, главный рабочий орган экструдеров и литьевых машин, который захватывает, продвигает, плавит и гомогенизирует полимерный материал. По сути это архимедов винт, приспособленный для работы с пластиками. От геометрии и состояния шнека напрямую зависят качество расплава и производительность всей машины.

Внешне шнек выглядит как массивный стальной вал со спиральной нарезкой - витками, идущими по всей длине. Вращаясь внутри плотно охватывающего его цилиндра, шнек подхватывает гранулы из загрузочного отверстия и толкает их вперёд по винтовому каналу, как мясорубка продвигает фарш.

По длине шнека выделяют три основные зоны. В зоне питания глубокие витки захватывают и уплотняют холодные гранулы. В зоне сжатия глубина канала уменьшается, материал спрессовывается, интенсивно прогревается и плавится. В зоне дозирования мелкий канал окончательно гомогенизирует расплав и выдаёт его равномерным потоком.

Плавление в шнеке происходит не только от нагревателей цилиндра, но и от трения: энергия вращения переходит в тепло прямо в материале. На многих режимах именно сдвиговый разогрев даёт основную часть тепла, что делает шнек не просто транспортёром, а настоящим плавильным устройством.

Геометрию шнека характеризуют отношением длины к диаметру и степенью сжатия. Эти параметры подбирают под материал: для разных полимеров нужны разные профили. Существуют шнеки со смесительными элементами, барьерными витками и другими усовершенствованиями для лучшего плавления и смешения.

В литьевых машинах шнек выполняет двойную работу: вращаясь, он готовит порцию расплава, накапливая её перед собой, а затем движется вперёд как поршень, впрыскивая расплав в форму. Такой шнек дополнен обратным клапаном, не дающим расплаву утекать назад при впрыске.

Шнек работает в тяжёлых условиях: высокие температуры, давление, абразивный износ от наполнителей, коррозия от агрессивных материалов. Поэтому шнеки делают из легированных сталей с упрочнением и защитными покрытиями. Изношенный шнек ухудшает качество и производительность, и его восстанавливают или заменяют.