Αν έχετε δει ποτέ έναν από αυτούς τους παρασκευαστές ζυμαρικών να περιστρέφει τη ζύμη μέσα από το σωληνάριο και αναρωτηθήκατε πώς λειτουργεί καλά η κατασκευή πλαστικών-, δεν είστε εντελώς εκτός βάσης. Η εξώθηση βιδών είναι βασικά αυτή η ιδέα, εκτός από το ότι όλα είναι πιο ζεστά, υπό μεγαλύτερη πίεση και σίγουρα δεν μπορείτε να φάτε ό,τι βγαίνει.
Γιατί το Spinning Beats Liting (Συνήθως)
Εδώ είναι το θέμα του πλαστικού. Δεν διοχετεύει θερμότητα που αξίζει καθόλου. Μέταλλο; Φυσικά, ρίξτε το σε ένα φούρνο και θα λιώσει πολύ γρήγορα. Πλαστικό όμως; Αυτό το πράγμα είναι πεισματάρικο. Το αφήνεις να καθίσει σε ένα φούρνο προσπαθώντας να το λιώσει και συμβαίνουν δύο πράγματα: το εξωτερικό του καίγεται ενώ το εσωτερικό είναι ακόμα στερεό, ή περιμένεις τόσο πολύ όλη η παρτίδα υποβαθμίζεται σε σκουπίδια.
Εκεί μπαίνει η περιστρεφόμενη βίδα και ειλικρινά, όποιος το κατάλαβε αξίζει περισσότερα εύσημα από ό,τι πιθανότατα πήρε.
Το ιδιοφυές μέρος δεν είναι μόνο η περιστροφή-αλλά το ότι το πλαστικό θερμαίνεται μόνο του. Ακούγεται περίεργο, σωστά; Αλλά όταν μπλοκάρετε πλαστικά σφαιρίδια προς τα εμπρός με μια περιστρεφόμενη βίδα μέσα σε ένα σφιχτό βαρέλι, όλη αυτή η τριβή μεταξύ των σφαιριδίων, μεταξύ του πλαστικού και της κάννης, μεταξύ του πλαστικού και της ίδιας της βίδας-όλα αυτά παράγουν θερμότητα. Πραγματική ζέστη. Το είδος που λιώνει το πλαστικό αποτελεσματικά χωρίς να υποβαθμίζεται.
Έχω δει παιδιά να προσπαθούν να εξωθήσουν πλαστικό με τροποποιημένα τρυπάνια ή βίδες με κοχλία από καταστήματα υλικού. Ποτέ δεν πάει καλά. Το πλαστικό είτε δεν λιώνει σωστά είτε δημιουργείται αυτό το ασυνεπές χυλό που φράζει τα πάντα. Υπάρχει πραγματική επιστήμη σε αυτές τις βίδες, ακόμα κι αν φαίνονται απλές.
Η ίδια η βίδα (όχι το μέσο τρυπάνι σας)
Μια σωστή βίδα εξώθησης είναι μακριά. Όπως, πολύ μακρύ σε σύγκριση με το πλάτος του. Τα περισσότερα τρέχουν κάπου μεταξύ 20 και 30 φορές τη διάμετρό τους. Αυτό είναι πολλή βίδα. Χρειάζεστε όμως αυτό το μήκος γιατί η τήξη του πλαστικού απαιτεί χρόνο και απόσταση-το υλικό πρέπει να θερμαίνεται σταδιακά, να λιώνει, να αναμιγνύεται και να δημιουργεί πίεση καθώς ταξιδεύει κάτω από το βαρέλι.
Ούτε η βίδα είναι ομοιόμορφη. Κονταίνει. Τα κανάλια όπου κάθεται το πλαστικό γίνονται πιο ρηχά καθώς μετακινείστε από το άκρο τροφοδοσίας προς την έξοδο. Αυτή η συμπίεση κάνει δύο κρίσιμες εργασίες: συμπιέζει τους θύλακες αέρα και δημιουργεί την πίεση που απαιτείται για να ωθήσει το λιωμένο πλαστικό μέσα από οποιαδήποτε μήτρα ή ακροφύσιο έχετε στο τέλος.
Οι περισσότερες αξιοπρεπείς βίδες έχουν επίσης επιχρωμίωση ή κάποια άλλη λεία επίστρωση. Το πλαστικό που κολλάει στη βίδα απλώς περιστρέφεται στη θέση του αντί να κινείται προς τα εμπρός. Θέλετε αυτό το υλικό να γλιστράει, να μην κολλάει για μια ζωή.
Και η άδεια έχει μεγαλύτερη σημασία από ό,τι νομίζετε. Πολύς χώρος μεταξύ της βίδας και της κάννης; Το πλαστικό ρέει προς τα πίσω αντί προς τα εμπρός, σκοτώνοντας την έξοδό σας. Οι βιομηχανικοί εξωθητήρες έχουν ανοχές περίπου 0,001 φορές τη διάμετρο της βίδας, γι' αυτό κοστίζουν όσο κοστίζουν. Μια βίδα 25 mm που περιστρέφεται μέσα σε μια κάννη 25,025 mm απαιτεί σοβαρή ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας.
Τρεις Ζώνες, Τρεις Δουλειές
Ζώνη τροφοδοσίας: Εισαγωγή υλικού
Η βαρύτητα ρίχνει σφαιρίδια από τη χοάνη σας στο πρώτο τμήμα της βίδας όπου τα κανάλια είναι πιο βαθιά. Η βίδα τα πιάνει και αρχίζει να σπρώχνει προς τα εμπρός. Αρκετά απλό, εκτός αν δεν είναι.
Μερικά πλαστικά δεν ρέουν καλά. Στα υλικά χαμηλής-πυκνότητας αρέσει να γεφυρώνουν το άνοιγμα αντί να πέφτουν. Η ανακυκλωμένη νιφάδα-ειδικά από θρυμματισμένα μπουκάλια-συμπιέζεται πολύ εύκολα και μπορεί να μπλοκάρει τα πράγματα. Σημασία έχει και εδώ η θερμοκρασία. Εάν ο λαιμός τροφοδοσίας ζεσταθεί πολύ (ας πούμε, η θερμότητα που σέρνεται πίσω από το βαρέλι), τα σφαιρίδια αρχίζουν να λιώνουν πρόωρα. Έπειτα, έχετε κολλώδες υλικό που δεν θα μεταφερθεί προς τα εμπρός και η όλη διαδικασία υποστηρίζεται.
Τα μπουφάν κρύου νερού γύρω από το λαιμό τροφοδοσίας βοηθούν στην αποφυγή αυτού. Το να διατηρείτε τη χοάνη δροσερή δεν είναι παρανοϊκό-προλαμβάνει τους πονοκεφάλους.
Ζώνη συμπίεσης: Εκεί που συμβαίνει το μαγικό
Εδώ τα στερεά σφαιρίδια γίνονται λιωμένο πλαστικό. Οι πτώσεις των βιδών γίνονται προοδευτικά πιο ρηχές, συμπιέζοντας το υλικό καθώς λιώνει. Αυτή η τήξη συμβαίνει λόγω της τριβής-μεταξύ των σφαιριδίων που τρίβονται μεταξύ τους, του πλαστικού που σύρεται πάνω στην κάννη, του καθετί που παράγει θερμότητα μέσω των δυνάμεων διάτμησης.
Σκεφτείτε το σαν να απλώνετε κρύο φυστικοβούτυρο με ένα μαχαίρι. Στην αρχή δεν κινείται εύκολα, αλλά όλη αυτή η τριβή και η πίεση το ζεσταίνουν μέχρι να απλωθεί ομαλά. Ίδια αρχή, εκτός του ότι το "φυστικοβούτυρο" χτυπά 200-300 βαθμούς ανάλογα με το υλικό σας.
Ο λόγος συμπίεσης-πόσο πιο ρηχός είναι το τμήμα μέτρησης σε σύγκριση με το τμήμα τροφοδοσίας-χρειάζεται να ταιριάζει με το πλαστικό σας. Τα περισσότερα πλαστικά εμπορευμάτων λειτουργούν μεταξύ 2:1 και 4:1 συμπίεσης. Πολύ επιθετικό και θα δημιουργήσετε υπερβολική πίεση που μπορεί να καταστρέψει τη βίδα ή να κάψει το υλικό. Υπερβολικά απαλό και δεν θα ασκήσετε αρκετή πίεση για να περνάτε σταθερά τη μήτρα σας.
Έχω παρακολουθήσει εξωθητήρες με λανθασμένους λόγους συμπίεσης να αγωνίζονται όλη μέρα. Είτε η έξοδος αυξάνεται και πέφτει τυχαία, είτε ο κινητήρας πέφτει από την υπερβολική αντίθλιψη. Η αντιστοίχιση της γεωμετρίας της βίδας με το υλικό δεν είναι προαιρετική.
Ζώνη μέτρησης: Τελική ώθηση
Μέχρι να φτάσει το πλαστικό στο τμήμα μέτρησης, θα πρέπει να λιώσει και να αναμειχθεί πλήρως. Τα ρηχά, σταθερού{1}}κανάλια βάθους εδώ κάνουν ακριβώς αυτό που υποδηλώνει το όνομα-μετρούν μια σταθερή ροή υλικού. Αυτό το τμήμα δημιουργεί την τελική πίεση που απαιτείται για να εξαναγκάσει το τήγμα να περάσει τη μήτρα σας.
Εάν όλα τα ανάντη λειτουργούσαν σωστά, αυτή η ζώνη προσφέρει ομαλή, σταθερή απόδοση. Εάν η τροφοδοσία ήταν ασυνεπής ή η ζώνη συμπίεσης δεν έλιωσε πλήρως το υλικό; Εδώ θα το δείτε-σε παλμική έξοδο, εναλλαγές θερμοκρασίας ή προβλήματα ποιότητας στο τελικό προϊόν σας.
Τα υλικά συμπεριφέρονται διαφορετικά
Δεν παίζουν όλα τα πλαστικά ωραία με το ίδιο σχέδιο βίδας. PLA και ABS; Αρκετά επιεικής, θα λειτουργήσουν με τις περισσότερες τυπικές βίδες χωρίς πολλή φασαρία. Το PETG κολλάει και χρειάζεται προσοχή στον έλεγχο της θερμοκρασίας, διαφορετικά θα αρχίσει να υποβαθμίζεται και να γίνεται καφέ.
Το νάιλον ρέει σαν νερό μόλις λιώσει, έτσι μπορεί να χειριστεί πιο απότομη συμπίεση. TPU και άλλα εύκαμπτα υλικά; Εφιάλτες. Συμπιέζονται αντί να μεταφέρονται, επομένως χρειάζεστε ειδικά σχεδιασμένες βίδες με αυλακωτά τμήματα τροφοδοσίας για να τα πιάνετε σωστά.
Τα γεμισμένα υλικά-με ίνες γυαλιού ή σωματίδια άνθρακα- φθείρονται γρήγορα οι βίδες. Εκεί μπαίνουν νιτρωμένες ή ειδικά σκληρυμένες βίδες. Παραλείψτε το και θα φορέσετε μια επιχρωμιωμένη βίδα σε μήνες αντί για χρόνια.
Η ισορροπία θερμότητας Κανείς δεν μιλάει αρκετά
Εδώ είναι κάτι που παραξενεύει τους ανθρώπους: οι θερμάστρες στο βαρέλι σας δεν είναι πραγματικά εκεί για να λιώσουν το πλαστικό. Παράξενο, σωστά; Η κύρια δουλειά τους είναι να εμποδίζουν το πλαστικό να κρυώσει και να στερεοποιηθεί πρόωρα. Η ίδια η τήξη γίνεται από τη βίδα που δουλεύει στο υλικό-διατμητική θέρμανση από όλη αυτή την τριβή και την πίεση.
Γι' αυτό η πολύ αργή λειτουργία ενός εξωθητήρα βιδών μπορεί να προκαλέσει προβλήματα. Η χαμηλή ταχύτητα βίδας σημαίνει λιγότερη μηχανική εργασία, που σημαίνει λιγότερη θέρμανση διάτμησης. Στη συνέχεια, βασίζεστε περισσότερο στους θερμαντήρες κάννης και ξαφνικά επιστρέφετε στο πρόβλημα της αγώγιμης θέρμανσης που κάνει την επεξεργασία του πλαστικού δύσκολη εξαρχής.
Από την άλλη πλευρά, πολύ γρήγορα και δημιουργείτε υπερβολική θερμότητα. Το πλαστικό που κάθεται πάνω από το σημείο τήξης του για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα υποβαθμίζεται. Αποχρωματίζει, απελευθερώνει αναθυμιάσεις, χάνει τις μηχανικές ιδιότητες. Κάθε πλαστικό έχει μέγιστο χρόνο παραμονής στη θερμοκρασία επεξεργασίας. Ξεπεράστε το και κάνετε σκραπ.
Όταν τα πράγματα πάνε στραβά
Και θα πάνε στραβά. Οι εξωθητές δεν ενδιαφέρονται για το πρόγραμμά σας.
Γεφύρωση στη χοάνη; Συνήθως σημαίνει ότι το υλικό σας έχει κακά χαρακτηριστικά ροής ή προσπαθείτε να επεξεργαστείτε νιφάδες που είναι πολύ συμπιεστές. Οι λύσεις κυμαίνονται από τη χρήση δονητή χοάνης έως την ανάμειξη σε καλύτερα-ροεό υλικό.
Ασυνεπής απόδοση; Θα μπορούσε να φουσκώνει από την τροφοδοσία, θα μπορούσε να είναι μερικώς βουλωμένο καλούπι, θα μπορούσε να είναι φθαρμένο με βίδες που αφήνουν το υλικό να γλιστρήσει προς τα πίσω. Η αντιμετώπιση προβλημάτων απαιτεί υπομονή και παρατηρητικότητα.
Αποχρωματισμένο ή καμένο πλαστικό; Είτε τρέχετε πολύ ζεστά, είτε πολύ αργά, είτε έχετε νεκρά σημεία στο βαρέλι σας όπου το υλικό κάθεται και μαγειρεύεται. Τα νεκρά σημεία συνήθως σημαίνουν συσσώρευση μόλυνσης ή κατεστραμμένη βίδα.
Υπερβολική αντίθλιψη που κλείνει τον κινητήρα σας; Λανθασμένη αναλογία συμπίεσης, πολύ υψηλός περιορισμός μήτρας ή το πλαστικό δεν έχει λιώσει εντελώς και προσπαθείτε να διαπεράσετε τα στερεά.
Η ασφάλεια δεν είναι προαιρετική
Τα πάντα σε έναν εξωθητήρα που λειτουργεί μπορεί να σας βλάψουν. Οι επιφάνειες της κάννης είναι αρκετά ζεστές ώστε να προκαλέσουν άμεσα σοβαρά εγκαύματα. Η βίδα περιστρέφεται με αρκετή ροπή για να σπάσει τα κόκαλα αν πιαστείτε. Και υπάρχει πίεση-πολλή πίεση-μέσα σε αυτό το βαρέλι. Έχω δει φουσκωμένες φώκιες να ψεκάζουν λιωμένο πλαστικό σε ένα δωμάτιο.
Να φοράτε πάντα γάντια ανθεκτικά στη θερμότητα-όταν αγγίζετε οτιδήποτε κοντά στην κάννη. Κρατήστε τα χέρια σας μακριά από τη βίδα και οποιοδήποτε άνοιγμα τροφοδοσίας κατά τη λειτουργία. Βεβαιωθείτε ότι έχετε τον κατάλληλο εξαερισμό, επειδή ορισμένα πλαστικά απελευθερώνουν δυσάρεστες αναθυμιάσεις στη θερμοκρασία επεξεργασίας, ειδικά εάν αρχίζουν να υποβαθμίζονται.
Οι αλλαγές μήτρας είναι ιδιαίτερα επικίνδυνες. Εργάζεστε με ζεστές επιφάνειες ενώ αντιμετωπίζετε λιωμένο πλαστικό υπό πίεση. Χρησιμοποιήστε εργαλεία, όχι τα χέρια σας. Περιμένετε να πέσει η πίεση. Μην το βιάζεσαι.
Τελικές Σκέψεις
Η εξώθηση βιδών δεν είναι διαισθητική στην αρχή. Η ιδέα ότι το πλαστικό θερμαίνεται μόνο του μέσω της τριβής αντί να βασίζεται στην εξωτερική θέρμανση φαίνεται οπισθοδρομική. Αλλά μόλις καταλάβετε αυτόν τον μηχανισμό-ότι η περιστρεφόμενη βίδα δημιουργεί διατμητικές δυνάμεις που λιώνουν και αναμιγνύουν το υλικό-η όλη διαδικασία είναι πιο λογική.
Προσαρμόστε τη γεωμετρία της βίδας σας με το υλικό σας, ελέγξτε τις θερμοκρασίες σας για να αποτρέψετε την πρόωρη τήξη ή την υποβάθμιση, διατηρήστε σταθερή τροφοδοσία και, το πιο σημαντικό, σεβαστείτε την ικανότητα του μηχανήματος να σας τραυματίσει. Κάνε αυτά τα πράγματα και θα εξωθήσεις πλαστικό με επιτυχία, είτε πρόκειται για νήμα, είτε για τρισδιάστατη εκτύπωση{1}}που τροφοδοτείται με pellet ή για οποιοδήποτε άλλο έργο αντιμετωπίζεις.
Απλώς θυμηθείτε: το μόνο που σημαίνει ότι η περιστροφή κάνει την πραγματική δουλειά.