3结果和讨论
3.1熔融性能比较
熔融性能是衡量螺杆性能的主要指标之一。不同于挤出成型,由于螺杆的轴向移动,在相同的螺杆位置,在螺杆转动过程中,固体床的宽度是变化的。因此,与挤出成型的熔融过程相比,即使在塑化阶段,注射成型的熔融过程也是一个非稳态的过程。螺杆参数、加工工艺条件对熔融性能都有影响。图3给出了物料在通用螺杆和Maddock螺杆内的熔融情况。由于Maddock螺杆增加了物料在Maddock元件内的混练作用,其熔融效果远好于三段式通用螺杆,特别是对于三段式螺杆而言,难熔融的物料在通过Maddock段后,均能以熔体的状态进入螺杆前端的储料室,从而提高了塑化效果。

3.2熔体温度均匀性比较
物料塑化后在螺杆头部储料槽内的熔体温度均匀性是衡量注塑螺杆性能的重要指标。引起熔体温度不均的主要原因是:
1)由于螺杆在塑化过程中后退,使螺杆的有效长度缩短,导致了物料在螺杆一机筒内的热历程不同;
2)螺杆塑化的间隙性;
3)在螺杆螺槽深度方向存在温度梯度。
不同的螺杆设计、不同的加工工艺条件、不同的物料对熔体的温度均匀性都有影响,下面讨论不同的工艺条件和通用螺杆、Maddock螺杆的熔体温度均匀性的关系,并对两者进行比较。
3.2.1螺杆转速
随着螺杆转速的增加,熔体温度均匀性变差,如图4所示。通常情况下,在较低的螺杆转速下,物料由于剪切产生的热量较少,熔体由于螺杆转速产生的温度差别较小。当螺杆转速提高时,一方面,由于熔体沿螺槽方向倒流和剪切增加,使计量段的熔体有较大的温升;另一方面,当螺杆转速提高,来不及充分预热的物料被向前推进,低温的物料在此段形成的熔体温度较低,因此在螺杆行程的后半段,熔体温度下降更为明显。对于Maddock螺杆而言,随着螺杆转速的增加其混合作用同时增加,所以随螺杆转速的增加,熔体温度均匀性有提高的趋势,因此,Maddock螺杆特别适合在螺杆转速高的情况下工作,这对于提高产量很有益处。
