塑料產(chǎn)品應(yīng)用和我們生活息息相關(guān)，射出成型與押出成型目前在加工為最經(jīng)濟(jì)且省能源的加工方式。其中塑料塑化螺桿最為重要的關(guān)鍵組件，對于不同塑料各有其物理特性，使得塑料塑化螺桿的設(shè)計也隨之不同。對于塑料塑化螺桿的設(shè)計以往均使用經(jīng)驗法則成本高又不見得能解決問題，因此在塑料塑化螺桿在設(shè)計上一些細(xì)節(jié)是值得我們?nèi)ヌ接懠胺治龅摹?br />
塑料塑化螺桿的簡介
固態(tài)塑料原料自進(jìn)料漏斗進(jìn)入螺桿螺槽(screw channel)內(nèi)，由于螺桿高速旋轉(zhuǎn)而與熔膠筒(barrel)產(chǎn)生剪切效應(yīng)作用，使塑料原料混煉并沿著螺桿螺槽輸送，使固態(tài)塑料原料受到熔膠筒外側(cè)之電熱片加熱與螺桿產(chǎn)生的剪切熱作用下，使熔膠筒內(nèi)部升溫而熔成熔體態(tài)。
塑化螺桿依照其功能可分為四個區(qū)：
1、固體輸送區(qū)(solid conveying zone)
此區(qū)段與進(jìn)料漏斗相連結(jié)，塑料固體顆粒被緊密壓縮形成固體床(solid bed)，受到熔膠筒的剪切效應(yīng)作用，除了使塑料溫度逐漸升高，而將塑料往前輸送。
2、融化延遲區(qū)(delay of melting)
此區(qū)段為固體輸送區(qū)終點到融化池(melt pool)形成以前區(qū)域，其主要特征在固體床與熔膠筒表面會形成由熔膠所構(gòu)成的薄膜層，薄膜層內(nèi)熔膠受到熔膠筒黏滯力(drag force)往前螺桿螺槽累積，此區(qū)末端所形成壓力很大足以使固體床變形，而堆積在前螺桿螺槽內(nèi)漸形成融化池。
3、固熔區(qū)(melting zone)
此區(qū)段為融化延遲區(qū)終點到塑料完全融化止，此區(qū)又可分為兩部分來討論，一為塑化(pastication)，而塑化主要來自于熔膠筒剪切效應(yīng)作用，另一則是熔膠輸送(melt conveying)，將熔膠輸送至融化池。
4、熔膠輸送區(qū)(melt conveying zone)
當(dāng)所有塑料完全融化即開始進(jìn)入此區(qū)段，而結(jié)束于塑化螺桿最末端，保持熔膠均勻溫度及穩(wěn)定熔融塑料之流量。
塑料塑化螺桿依照幾何外型區(qū)分三個區(qū)段：
1、進(jìn)料區(qū)(feed zone)
此區(qū)段為固定螺桿螺溝之溝深，其功能為負(fù)責(zé)預(yù)熱與塑料固體輸送及推擠。必須保證塑料在進(jìn)料段結(jié)束時開始熔融(也就是說要預(yù)熱到熔點)。
此區(qū)段長度分為結(jié)晶性(POM、PA‧‧等)>非結(jié)晶性(PS、PU、ABS等)>熱敏性(PVC等)。
一般為：
非結(jié)晶性：約48~58%L……(AS、ABS、PS等)
結(jié)晶性：約48~58%L……(PA、POM、PE、PP、CA等)
加玻性：約45~55%L
2、壓縮區(qū)(compression zone)
此區(qū)段為漸縮螺桿螺溝牙深，其功能為塑料原料熔融、混煉、剪切壓縮與加壓排氣。塑料在此段會完全溶解，體積會縮小，所以壓縮程度的設(shè)計(壓縮比)很重要。
一般長度為：
非結(jié)晶性：約25~35%L……(AS、ABS、PS等)
結(jié)晶性：約22~32%L……(PA、POM、PE、PP、CA等)
加玻性：約28~40%L
PVC ：100%L
3、計量區(qū)(metering zone)
此區(qū)段為螺桿螺溝固定溝深，其主要功能混煉、熔膠輸送、計量之外，還必須提供足夠的壓力，保持熔膠均勻溫度及穩(wěn)定熔融塑料之流量。
一般長度為：
非結(jié)晶性：約15~58%L……(AS、ABS、PS等)
結(jié)晶性：約48~58%L……(PA、POM、PE、PP、CA等)
加玻性：約45~55%L
雖然塑化螺桿可依功能或幾何外型來區(qū)分，但實際塑化過程中，各區(qū)段功能重迭，很難加以區(qū)分間隔。而研究塑化螺桿，不外乎是想：
一、提高剪切混煉(dispersive mixing)作用。
二、改良均勻混煉(dispersive mixing)。
三、提高塑化能力(plasticating capacity)。
四、改善熔膠溫度均勻性。
當(dāng)進(jìn)料段牙深愈深輸送量愈大，但螺桿所需扭力較大；進(jìn)料段牙深太淺，輸送量不夠，壓縮比不足。
當(dāng)計量段牙深太深，壓縮比不足，所需送料力量較大；太淺時容易過火而燒焦。一般牙深約0.03~0.07倍螺桿直徑。
因此塑料塑化螺桿具有輸送、熔融、混煉、壓縮與計量的功能，在塑化品質(zhì)上扮演很重要角色。
塑料塑化螺桿的材質(zhì)簡介
1、ACM2(西德料，俗稱黑白十字)：
ACM2為鋁鉬鎳鉬合金鋼，調(diào)質(zhì)可達(dá)HB280~320，加工后氮化72hr可達(dá)HV>800的硬度，具有良好之耐磨性，但鍍硬鉻之效果不佳，為一般料管組之塑料塑化螺桿與熔膠筒所用。
2、MAC24(三菱料，調(diào)質(zhì)氮化鋼)：
不含鋁成分，所以氮化后白層較少，氮化硬度約HV800~HV950，耐酸性腐蝕鍍硬鉻之效果佳。
3、雙合金：
其制造方式分為PTA牙頂噴焊及HP/HVOF熔射兩種，需依不同塑料特性選用。其表面硬化硬度達(dá)HRC74，具耐磨耗特性佳之超硬合金，其皮膜密度高達(dá)98~99.8%，而表面密著強度為10000psi以上。
可得知塑料塑化螺桿可謂是射出成型機的心臟組件，負(fù)責(zé)塑料原料的輸送、熔融、混煉、計量等作用，故塑料塑化螺桿與成型品的品質(zhì)息息相關(guān)。
