Extrusora de parafuso único vs. extrusora de parafuso duplo é um tema comum na indústria de transformação de plásticos. Qual é a mais adequada para as suas necessidades?
Este artigo abrangente fornece uma comparação detalhada destes dois tipos de extrusoras, destacando as suas características, vantagens, desvantagens e aplicações para o ajudar a tomar uma decisão informada.
O que é uma extrusora de parafuso único?
A extrusora de parafuso único funciona empurrando material plástico através de um cilindro aquecido, utilizando um parafuso rotativo. O material derrete e é então extrudido através de um molde para formar a forma desejada. A estrutura é relativamente simples, consistindo num único parafuso e num barril.
Princípio de funcionamento
A extrusora de parafuso único consiste num cilindro longo com um parafuso helicoidal a rodar no seu interior. À medida que o parafuso roda, empurra o material plástico para a frente, provocando o seu aquecimento devido à fricção e a aquecedores externos colocados ao longo do barril. Quando o plástico está suficientemente derretido, é forçado a passar por um molde para formar formas contínuas como tubos, perfis ou folhas.
Vantagens da extrusora de parafuso único
- Estrutura simples e fácil manutenção: A conceção simples da extrusora de parafuso único facilita a sua manutenção e funcionamento. Com menos peças móveis em comparação com as extrusoras de duplo parafuso, as hipóteses de falha mecânica são reduzidas, o que leva a custos de manutenção mais baixos.
- Custo mais baixo: Os custos de fabrico e de aquisição das extrusoras de parafuso simples são geralmente inferiores aos das extrusoras de parafuso duplo. Isto torna-os uma escolha económica para operações de pequena e média dimensão.
- Vasta gama de aplicações: As extrusoras de parafuso único são adequadas para o processamento de vários materiais plásticos, tais como PVC, PE e PP. São ideais para a produção de tubos, perfis e outros produtos de plástico comuns, o que as torna versáteis em diferentes ambientes de fabrico.
Desvantagens da extrusora de parafuso único
- Eficiência de mistura limitada: Devido ao facto de ter apenas um parafuso, a eficiência de mistura da extrusora de parafuso simples não é tão elevada como a de uma extrusora de parafuso duplo. Isto pode ser um inconveniente quando se processam materiais que requerem uma mistura completa de aditivos ou corantes.
- Menor eficiência: A eficiência de produção das extrusoras de parafuso único é normalmente inferior, especialmente quando se trata de materiais de alta viscosidade ou multicomponentes. Isto pode resultar em tempos de produção mais longos e custos operacionais potencialmente mais elevados.
O que é uma extrusora de duplo parafuso?
A figura 2 é um diagrama esquemático de uma extrusora de duplo parafuso adequada para tubos corrugados de parede dupla de PVC-U de grande diâmetro.
Na figura, as etiquetas são: 1- conetor da cabeça da máquina, 2- parafuso duplo, 3- bobina de aquecimento, 4- barril da máquina, 5- caixa de distribuição, 6- acoplador, 7- motor de conversão de frequência, 8- estrutura da máquina, 9- tremonha dupla, 31- bobina de aquecimento de cobre fundido, 32- bobina de aquecimento de alumínio fundido, 41- manómetro.
As extrusoras de duplo parafuso possuem dois parafusos paralelos ou entrelaçados. Esta conceção permite uma melhor mistura e plastificação dos materiais durante a extrusão, tornando-os adequados para tarefas de processamento mais complexas.
Princípio de funcionamento
Numa extrusora de duplo parafuso, dois parafusos rodam na mesma direção (co-rotação) ou em direcções opostas (contra-rotação). Os parafusos entrelaçados proporcionam uma maior força de cisalhamento, o que melhora a mistura e a fusão do material plástico. Esta configuração é particularmente benéfica para o processamento de materiais que requerem uma dispersão uniforme de cargas, reforços ou outros aditivos.
Vantagens da extrusora de parafuso duplo
- Excelente eficiência de mistura: Os dois parafusos de uma extrusora de parafuso duplo proporcionam melhores forças de cisalhamento e de mistura, tornando-a ideal para materiais que requerem uma mistura de alta qualidade. O resultado é um produto mais homogéneo, o que é essencial para aplicações de alto desempenho.
- Elevada eficiência de produção: Devido aos melhores efeitos de mistura e transporte, as extrusoras de parafuso duplo têm geralmente uma maior eficiência de produção do que as extrusoras de parafuso simples. Podem lidar com um maior rendimento e reduzir o tempo total de produção.
- Vasta gama de aplicações: As extrusoras de parafuso duplo podem manusear uma maior variedade de materiais, incluindo materiais de elevada viscosidade, de elevado enchimento e sensíveis ao calor. São amplamente utilizadas nas indústrias de plásticos de engenharia, alimentar e farmacêutica, onde o manuseamento preciso de materiais é crucial.
Desvantagens da extrusora de parafuso duplo
- Custo mais elevado: Os custos de fabrico e manutenção das extrusoras de duplo parafuso são mais elevados, exigindo um maior investimento inicial. Isto pode ser um fator importante para as empresas em fase de arranque ou com capital limitado.
- Operação complexa: Devido à sua estrutura complexa, o funcionamento e a manutenção das extrusoras de duplo parafuso requerem competências técnicas mais elevadas. Este facto pode exigir formação adicional do pessoal e resultar em custos de mão de obra mais elevados.
Comparação de áreas de aplicação
Aplicações da extrusora de parafuso único
As extrusoras de parafuso único são principalmente utilizadas para produzir os seguintes produtos:
- Tubos de PVC: Utilizados na construção, na agricultura e noutros domínios. As extrusoras de parafuso único são eficazes na produção de tubos de PVC duradouros e de alta qualidade para várias aplicações.
- PE/PP Tubos de pequeno diâmetro para água dura: Utilizados para condutas de abastecimento de água, condutas de gás, etc. Estes tubos são essenciais para projectos de infra-estruturas e canalizações residenciais.
- Vários perfis: Incluindo perfis de portas e janelas, perfis decorativos, etc. As extrusoras de parafuso único são adequadas para a produção de uma vasta gama de perfis de plástico utilizados na construção e na melhoria da casa.
Aplicações das extrusoras de duplo parafuso
As extrusoras de parafuso duplo são adequadas para as seguintes áreas:
- Processamento de plásticos de engenharia: Tais como PC, PA, PBT, etc. Estes materiais requerem uma mistura e um controlo precisos, que as extrusoras de duplo parafuso proporcionam.
- Processamento de material de alto enchimento: Por exemplo, fibra de vidro, compósitos de fibra de carbono. As capacidades de mistura melhoradas das extrusoras de parafuso duplo asseguram uma dispersão uniforme dos materiais de enchimento, resultando em produtos mais fortes e mais fiáveis.
- Processamento de materiais sensíveis ao calor: Tais como estabilizadores de PVC, materiais médicos, etc. As extrusoras de duplo parafuso podem processar estes materiais sem degradar a sua qualidade, o que é fundamental em aplicações médicas e especializadas.
Extrusora simples VS Extrusora de parafuso duplo
Em seguida, vamos compreender especificamente as diferenças entre estes dois tipos de extrusoras em termos de preço, operacionalidade e parafusos.
| Artigos | Parafuso simples | Parafuso duplo |
|---|---|---|
| Relação comprimento/diâmetro do parafuso (L/D) | comparativamente pequeno | comparativamente longo |
| Secção transversal do parafuso Forma da rosca | Retangular | Circular |
| Estrutura do cilindro de parafuso | Pino de aperto no tambor do parafuso | Superfície interior lisa do tambor do parafuso |
| Controlos de temperatura de parafuso | Arrefecimento por parafuso interno para um fácil controlo da temperatura | A vedação de arrefecimento no interior do parafuso é relativamente fraca e a temperatura não é fácil de controlar. |
| Variedade e conveniência das mudanças de pintura | Conveniente | Geral |
| Dificuldade de processamento de revestimentos em pó especiais, tais como revestimentos de cura rápida | Comparativamente fácil | Geral |
| Dificuldade de manutenção do equipamento | Relativamente difícil | Fácil |
| Sensibilidade a corpos estranhos metálicos no tédio | Materiais em pó reciclados sensíveis e não fáceis de processar | Menos sensível |
（1）A extrusora de parafuso único é mais acessível
A estrutura de uma extrusora de parafuso único é simples, portanto, é mais acessível.
A estrutura de uma extrusora de duplo parafuso é complexa e mais cara. Uma extrusora de duplo parafuso é cerca de duas vezes mais cara do que uma extrusora de parafuso simples. O preço pode ser ainda mais elevado, consoante o fabricante e o modelo.
（2）A extrusora de parafuso único tem uma formulação mais simples
Em termos de funcionamento, não existe grande diferença entre os dois. No entanto, o processo e a formulação de uma extrusora de parafuso simples são mais simples, enquanto os de uma extrusora de parafuso duplo são mais complexos.
（3）A extrusora de parafuso duplo permite a combinação livre de parafusos
As roscas de uma extrusora de duplo parafuso podem ser livremente combinadas de acordo com as condições do material e as preferências do operador. A extrusora de parafuso único é mais rígida e não permite a combinação de parafusos.
（4）A extrusora de parafuso duplo é mais eficiente
A extrusora de duplo parafuso tem uma maior produção, uma velocidade de extrusão mais rápida e um menor consumo de energia por unidade de produção do que a extrusora de parafuso simples. A eficiência da extrusora de duplo parafuso é, na maioria dos casos, o dobro da eficiência da extrusora de parafuso simples, dependendo do fabricante e do modelo.
(5) Forte capacidade de plastificação do parafuso duplo
O parafuso único é adequado para a extrusão plastificante de polímeros, adequado para o processamento de extrusão de materiais granulares, tais como moldagem, moldagem por sopro, moldagem por injeção, etc., com uma vasta gama de utilizações de materiais.
A extrusora de duplo parafuso tem uma boa capacidade de plastificação e mistura, o que é mais adequado para a modificação de plástico. E a extrusora de duplo parafuso pode produzir cores duplas.
（6）Parafuso único é fácil de manter
Em termos de manutenção, o parafuso simples é mais simples do que o parafuso duplo porque a estrutura do parafuso simples é mais simples e mais fácil de reparar.
（7）Mecanismo de transporte
O transporte da extrusora de parafuso único baseia-se principalmente na força de fricção gerada entre o material e o tambor da máquina. A extrusora de duplo parafuso contra-rotativa é de transporte para a frente, empurrando forçosamente o material para a frente, e a extrusora de duplo parafuso contra-rotativa também gera um efeito de cisalhamento no material no local de engrenagem dos dois parafusos. (Específico para extrusoras de duplo parafuso contra-rotativas)
（8）Campo de velocidade
A distribuição da velocidade na extrusora de parafuso único é relativamente clara e fácil de descrever, enquanto a situação na extrusora de parafuso duplo contra-rotativo é bastante complicada e difícil de descrever. Isto deve-se principalmente ao facto de o seu parafuso ter uma área de malha, o fluxo complexo que ocorre na área de malha faz com que tenha muitas vantagens, como mistura suficiente, transferência de calor uniforme, forte capacidade de fusão, bom desempenho de exaustão, etc., mas é difícil analisar com precisão o estado do fluxo da área de malha. (Específico para extrusoras de duplo parafuso contra-rotativas)
Como escolher?
Ao escolher entre extrusoras de parafuso simples e de parafuso duplo, é importante avaliar com base nas suas necessidades específicas de produção. Se a sua produção requer uma operação e manutenção relativamente simples e lida com materiais menos complexos, uma extrusora de parafuso simples pode ser a escolha mais económica. No entanto, se a sua produção requer uma mistura eficiente e o manuseamento de materiais complexos, uma extrusora de duplo parafuso seria mais adequada.
Considerar os seguintes factores:
- Características do material: Avalie os tipos de materiais que vai processar. Para formulações de materiais complexos ou de elevada viscosidade, pode ser necessária uma extrusora de duplo parafuso.
- Volume de produção: Determine o seu rendimento de produção necessário. As extrusoras de parafuso duplo oferecem normalmente um maior rendimento, tornando-as adequadas para a produção em grande escala.
- Orçamento: Considere o seu investimento inicial e os custos operacionais contínuos. As extrusoras de parafuso único são geralmente mais económicas, mas podem não satisfazer as exigências de aplicações mais complexas.
- Conhecimentos técnicos especializados: Avalie as competências técnicas da sua equipa. As extrusoras de parafuso duplo requerem conhecimentos mais especializados para o seu funcionamento e manutenção.
Conclusão
Tanto as extrusoras de parafuso simples como as de parafuso duplo têm as suas vantagens e desvantagens, tornando-as adequadas para diferentes aplicações e requisitos de produção. Esta comparação tem como objetivo ajudá-lo a compreender qual a extrusora mais adequada às suas necessidades comerciais. Independentemente da sua escolha, certifique-se de que selecciona um fornecedor fiável e um produto de alta qualidade para obter os melhores resultados de produção.
Esperamos que este artigo o ajude a compreender melhor as diferenças entre extrusoras de parafuso único e extrusoras de duplo parafuso, permitindo-lhe tomar uma decisão mais informada. Ao considerar cuidadosamente as suas necessidades específicas e as capacidades de cada tipo de extrusora, pode otimizar o seu processo de produção e obter melhores resultados para a sua empresa.
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Referências：
- Desenvolvimento, Avanços Recentes e Actualizações em Sistemas Binários, Ternários Co-Amorfos e Dispersões Sólidas Ternárias - Figura científica no ResearchGate. Disponível em: https://www.researchgate.net/figure/Schematic-of-a-single-screw-and-twin-screw-extruder_fig4_372202890 [acedido em 16 de junho de 2024].
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- Throne, J. L. (1996). Tecnologia de Termoformagem. Publicações Hanser Gardner. Este livro inclui secções sobre as aplicações das extrusoras no processo de termoformagem.
- Giles, H. F., Wagner, J. R., & Mount, E. M. (2005). Extrusion: The Definitive Processing Guide and Handbook. William Andrew Publishing. Um guia completo da tecnologia de extrusão, com capítulos específicos sobre extrusoras de parafuso simples e duplo.
- Tadmor, Z., & Gogos, C. G. (2006). Princípios do processamento de polímeros. John Wiley & Sons. Este livro fornece uma base sólida sobre os princípios do processamento de polímeros, incluindo a mecânica e o funcionamento das extrusoras.
