فشارهای داخل اکسترودر

فشارهای داخل اکسترودر منعکس کننده جریانی است که در اکسترودر رخ می دهد. شکل 1 جریان را در مقطعی از کانال در بخش اندازه گیری مارپیچ اکسترودر نشان می دهد. در بالای کانال یک جریان درگ به سمت قسمت جلو برنده پره وجود دارد و فشار از 4Pدرسمت پره عقبی به 1Pدر سمت پره جلو برنده افزایش می یابد. در پره جلو برنده، مواد با جریان فشار به سمت ریشه مارپیچ حرکت می کنند. در نتیجه، فشار 1Pبیشتر از فشار 2Pدر پایین سمت چپ کانال مارپیچ خواهد بود. در قسمت پایینی کانال مارپیچ، مواد با جریان فشار به سمت انتهای پره حرکت می کنند زیرا فشار 2Pاز فشار 3Pبیشتر است. جریان فشار در امتداد سمت عقب پره وجود دارد زیرا فشار 3Pاز فشار4 Pبیشتر است.

شکل 1 جریان متقابل کانال در اکسترودر تک پیچ

بیشترین فشار در کانال فشار1 P و کمترین فشار فشار4 P است. این افت فشار در طول پره است. این افت فشار p1-p4=∆p را می توان برای یک سیال نیوتنی به دست آورد

 این افت فشار p∆ به ویسکوزیته، هندسه پیچ و سرعت پیچ بستگی دارد. هنگامی که هندسه پیچ و سرعت پیچ مشخص است، ویسکوزیته را می توان از افت فشار  P∆  تعیین کرد. هنگامی که فشار در این قسمت از اکسترودر اندازه گیری می شود، فشار دارای الگوی دندانه اره ای خواهد بود که در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل2 فشار در مقابل زمان در بخش اندازه‌گیری مارپیچ

زمان بین پیک ها برابر است با زمان یک دور پیچ برای یک پیچ پرکه این بدان معنی است که سرعت پیچ را می توان از روند فشار تعیین کرد. برای یک پیچ با پره دوتایی دو پیک فشار برای هر دور پیچ وجود دارد. الگوی فشار در ناحیه ذوب اکسترودر متفاوت خواهد بود زیرا کانال مارپیچ علاوه بر پلیمر مذاب از پلیمر ذوب نشده نیز پر می شود. در یک اکسترودر تک پیچ ذوب معمولاً توسط ذوب ذرات جامد به هم پیوسته یا CSM اتفاق می افتد. در ذوب ذرات جامد به هم پیوسته، ذرات جامد با هم در یک بستر جامد فشرده می شوند، به شکل 3 مراجعه کنید. این بستر جامد یک نوار جامد مارپیچ ایجاد میکند که دور پیچ می پیچد. با پیشرفت ذوب، اندازه بستر جامد کاهش و در همان زمان، اندازه حوضچه مذاب افزایش می یابد. یک فیلم مذاب نازک بین بستر جامد و سیلندر وجود دارد. بیشتر ذوب در سطح مشترک بین بستر جامد و لایه مذاب صورت می گیرد.

                                      شکل 3 ذوب  ذرات جامد به هم پیوسته  و ایجاد فشار

اگر فشارها در ناحیه ذوب اندازه گیری شود، الگوی آن با منطقه انتقال مذاب متفاوت خواهد بود. گرادیان فشار در فیلم مذاب با گرادیان فشار در حوضچه مذاب همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است متفاوت خواهد بود. بنابراین، هنگامی که فشار در وسط سیلندر اندازه گیری می شود، الگوی فشار مکان بستر جامد، حوضچه مذاب و پره را منعکس می کند. با قرار دادن چندسنسورفشار در طول سیلندر، می توان پیشرفت ذوب در طول اکسترودر را تحلیل کرد.