1.結構原則
對於擠出過程的基本機理,簡單來說就是一個螺桿在筒體中轉動並把塑料向前推動。螺桿結構就是一個斜面或者斜坡纏繞在中心層上,其目的是增加壓力以便克服較大的阻力。就擠出機而言,工作時有三種種阻力需要克服:一是摩擦力,它包含固體顆粒(進料)對筒壁的摩擦力和螺桿轉動前幾圈時(進料區)它們之間的相互摩擦力兩種;二是熔體在筒壁上的附著力;三是熔體被向前推動時其內部的物流阻力。
根據牛頓定理,如果一個物體在某個方向上處於靜止,那麼這個物體上在這個方向上就處於受力平衡狀態平衡。對於周向運動的螺桿來說,它是沒有軸向運動的,也就是說螺桿上的軸向力處在平衡狀態。所以說假如螺桿給塑料熔體施加了一個很大的向前推力,那麼它也同時給另外一個物體施加了一個大小相同相同但是方向向後推力。很明顯,它施加的推力是作用在進料口後面的止推軸承上。大多數單螺桿都是右旋螺紋,假如從後面看,它們是反向轉動,它們通過旋轉運動向後旋出筒體。而在一些雙螺桿擠出機中,兩個螺桿在兩個筒體中反向轉動並相互交叉,因此必須是一個右向的,一個左向的,對於咬合雙螺桿,兩個螺桿是以相同的方向轉動,因而必須有相同的取向。然而,不管是哪種情況都有承受向後力的止推軸承,仍然符合牛頓定理。
2.溫度原則
可擠出的塑料是熱塑料,它們在加熱時熔化並在冷卻時再次凝固。因而在擠出過程中就需要熱量,來保證塑料能達到融化的溫度。那麼熔化塑料的熱量從何而來的呢?首先地磅進料預熱和筒體/模具加熱器可能起作用而且在啟動時非常重要,另外電機輸進能量,即電機克服粘稠熔體的阻力轉動螺桿時產生於筒體內的摩擦熱量,也是所有塑料最重要的熱源,當然小系統、低速螺桿、高熔體溫度塑料和擠出塗層應用除外。 在操作中,認識到筒體加熱器其實並不是主要熱源是很重要的,它對擠出的作用比我們預計的可能要小。後筒體溫度是比較重要的,因為它影響齒合或者進料中的固體物輸送速度。一般來說,除了用於某種具體目的(如上光、流體分配或者壓力控制),模頭和模具溫度應該要達到熔體所需溫度或者接近於這一溫度。
3.減速原則
在多數擠出機中,螺桿速度的變化是通過調整電機速度實現的,驅動電機通常以大約1750rpm的全速轉動,這對一個擠出機螺桿來說就太快了。假如以如此快的速度轉動,就會產生太多的摩擦熱量,就會由於塑料的滯留時間太短而不能製備均勻的、很好攪拌的熔體。典型的減速比率應該是在10:1到20:1之間,第一階段既可以用齒輪也可以用滑輪組,但是第二階段最好用齒輪並將螺桿定位在最後一個大齒輪中心。對於一些慢速執行的機器(比如用於UPVC的雙螺桿),可能存在三個減速階段,最大速度可能會低到30rpm或更低(比率達60:1)。而另一方面,一些用於攪拌的很長的雙螺桿可以以600rpm或更快的速度執行,因此就需要一個非常低的減速率以及更多深冷卻。 如果減速率與工作搭配有誤,就會有太多的能量被來浪費掉。這時可能需要在電機和改變最大速度的第一個減速階段之間增加一個滑輪組,這要麼使螺桿速度增加甚至超過先前極限,要麼降低最大速度。這樣能增加可獲得能量、減少電流值並避免電機故障,在這兩種情況中,由於材料和其冷卻需要的原因,輸出可能會增加。