Desgaste de Husillo y Cañón
El desgaste del tornillo, también conocido como husillo y del cañón puede afectar el rendimiento y el procesamiento de los materiales termoplásticos. La primer señal de que puede haber desgaste es una aparición sin motivo aparente de puntos negros o rayas grises en las piezas, esto, provocado por material atrapado en zonas desgastadas que sobrecalientan al material y una vez carbonizado es arrastrado por el resto del flujo del material hacia el exterior de la unidad de plastificación.
Varios factores afectan la forma en que se desgastan un cañón y un tornillo:
- Tornillo desalineado con respecto al cañón y la alineación de la transmisión.
- Tornillo y el cañón rectos. Esto puede ser especialmente cierto para un tornillo de alta relación L/D (por lo general más de 20:1 para inyección y más de 24:1 para extrusión).
- Diseño de tornillo. Los tornillos de alta relación de compresión se desgastan más rápido.
- Uniformidad de calentamiento del cañón. Las secciones del cañón que funcionan a bajas temperaturas de proceso, especialmente en la parte trasera cerca de la tolva, mostrarán un mayor desgaste.
- Material procesado. Cuanto mayor es la dureza del material, mayor es el desgaste por abrasión.
- Cargas abrasivas, como fibra de vidrio, talco, cargas minerales, fibras minerales, mica y cargas de fibra de carbono.
- La superficie del tornillo y materiales de revestimiento del cañón. La combinación de diferentes aleaciones provoca un mayor desgaste.
- Un soporte insuficiente del cañón puede hacer que las secciones del cañón entren en contacto con el tornillo y, a medida que el tornillo gira, desgasta el cañón.
- Corrosión de volátiles emitidos por algunos materiales plásticos.
- Una contrapresión excesiva puede causar un mayor desgaste
Todos los factores mencionados pueden ocasionar problemas de desgaste de tornillos y cañones. El desgaste se puede clasificar en tres tipos: abrasivo, adhesivo y corrosivo.
El desgaste abrasivo es causado por el daño mecánico de cargas como la fibra de vidrio, talco, minerales (carbonato de calcio, wollastonita), fibras minerales, mica y fibras de carbono. Estos materiales rasparán el metal del tornillo y de la superficie interna del cañón durante un período de tiempo. Las fibras de vidrio son una de las cargas más abrasivas, ya que pueden desgastar la raíz del tornillo en el borde anterior, generalmente en las secciones de transición y compresión del tornillo, donde las fibras pueden quedar expuestas por algunos gránulos fundidos y sin fundir que son presionadas contra el tornillo y cañón.
En estos casos, es importante utilizar materiales duros o un tratamiento especial tanto en el tornillo como en el cañón para reducir tipo de este desgaste. Otro factor importante es el porcentaje de carga en la matriz polimérica, los concentrados de carga que ofrecen algunos productores, llegan a tener hasta un 80% de carga, esto llega a ser prácticamente una lija contra el equipo de transformación.
El desgaste adhesivo es causado por el contacto de metal con metal. En este caso, ciertos tipos de metales pueden adherirse entre sí cuando tienen lugar altos niveles de calentamiento por fricción, separándose en una mayor rotación del tornillo. La holgura y la alineación correctas del tornillo y el cañón, los materiales metálicos compatibles y la dureza adecuada pueden reducir este tipo de desgaste.
Y finalmente, el desgaste corrosivo es causado por un ataque químico en el cañón y el tornillo cuando el material plástico se sobrecalienta y se libera un químico corrosivo. El origen de este químico puede ser del propio material, como en el caso del PVC que libera cloro o los copolímeros de ácido acrílico que liberan el ácido con el abuso térmico, o hasta cierto tipo de aditivos. La mejor manera de evitar el desgaste en este caso es simplemente no sobrecalentar el material o dejar que el material permanezca en el cañón durante largos períodos de tiempo. Los recubrimientos resistentes a la corrosión pueden usarse para reducir la posibilidad de que esto ocurra.
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