פונקציות כוללות של מכבש פולימר עם בורג יחיד

הבנת התיאורים הפיזיים המוצגים בפרק זה בלבד עשויה להתגלות כמועילה מספיק עבור קוראים רבים, ולעזור להם לשפר את התהליכים והמוצרים שלהם.מכבש פולימרי משמש להמסת פולימר מוצק ולספק את הפולימר המותך לתהליכי יצירה או עיצוב שונים.הבורג הוא הרכיב העובד היחיד של המכבש.כל שאר הרכיבים (מנוע, תיבת הילוכים, הופר, חבית ותבנית וכו') רק מספקים את התמיכה הדרושה כדי שהבורג יפעל כראוי.הפונקציות הכוללות של מכבש מתוארות להלן.

פונקציית ההזנה של העברת פולימר ההזנה מההופר לתוך תעלת הבורג מתרחשת מחוץ לבורג, והיא למעשה אינה תלויה בתכנון הבורג.הבורג מבצע שלוש פונקציות בסיסיות: (1) פונקציית שינוע מוצק, (2) פונקציית התכה ו-(3) פונקציית מדידה או פונקציית שאיבה.שלוש פונקציות הבורג מתרחשות בו-זמנית על פני רוב אורך הבורג והן תלויות זה בזה.השם הגיאומטרי של קטע בורג כגון קטע הזנה, המוצג בפרק 1;איור 1.3, אינו מציין בהכרח את הפונקציה היחידה של קטע הבורג.לדוגמה, מדור ההאכלה לא רק מבצע פונקציית שינוע מוצק, אלא גם פונקציות התכה ומדידה.הבורג מבצע גם פונקציות משניות אחרות כגון ערבוב חלוקתי, ערבוב פיזור, וזיקוק גזירה או הומוגניזציה.ערבוב חלוקתי מתייחס לסידור מחדש מרחבי של רכיבים שונים, וערבוב פיזור מתייחס להפחתת גדלי רכיבים כמתואר בפרק 2;סעיף 2.6.4.זיקוק גזירה מתייחס להומוגניזציה של מולקולות פולימר על ידי גזירה.אקסטרודר עם בורג יחיד הוא משאבה נפחית רציפה ללא יכולת ערבוב חזרה וללא יכולת שינוע חיובית.מה שנכנס לבורג ראשון, יוצא ראשון מהבורג.פולימר, כמוצק או נמס, נע במורד תעלת הבורג על ידי הכוחות המופעלים על הפולימר על ידי הבורג המסתובב והקנה הנייח.אין מנגנון להעביר בצורה חיובית את הפולימר לאורך תעלת הבורג לכיוון התבנית.הבורג המסתובב תופס את הפולימר ומנסה לסובב איתו את הפולימר.נניח שהקנה מוסר מהאקסטרודר, או משומן בצורה מושלמת, כך שאינו נותן התנגדות לתנועת הפולימר.ואז הפולימר פשוט מסתובב עם הבורג באותה מהירות ושום דבר לא יוצא מהבורג.הקנה הנייח נותן כוח שבירה לפולימר המסתובב וגורם לפולימר להחליק מעט על פני הבורג.הפולימר עדיין מסתובב כשהבורג מתחכך על פני הקנה, אך במהירות נמוכה מעט מהבורג, בגלל ההחלקה.החלקה של הפולימר על פני הבורג לאורך תעלת הבורג גורמת לקצב פלט.משטח בורג משומן מגדיל את קצב התפוקה, אך משטח חבית משומן מפחית לרעה את קצב התפוקה.ניתן להבין בבירור מדוע ברגים מסחריים מלוטשים מאוד, ומדוע חביות מחורצות במדור ההזנה עדיפות.למרות ששיטות מסחריות רבות פותחו באופן אמפירי ולא על סמך ניתוחים תיאורטיים, הם בהחלט מסכימים עם המושגים התיאורטיים הבסיסיים.המנגנונים בתוך אקסטרודר בעל בורג אחד נלמדים על ידי בחינת חתכי הפולימר לאורך תעלת הבורג שנלקחו מ"ניסויים בהקפאת בורג".בניסוי הקפאת ברגים שיזם מאדוק [1], הבורג מופעל כדי להשיג פעולה במצב יציב.לאחר מכן, עוצרים את הבורג ומפעילים קירור מים על הקנה (וגם על הבורג אם אפשר) כדי להקפיא את הפולימר בתוך תעלת הבורג.הקנה מחומם שוב כדי להמיס את הפולימר, והבורג נדחק החוצה מהקנה כשהפולימר מתחיל להמיס על פני הקנה.לאחר מכן, רצועת הפולימר המוצקה מוסרת מתעלת הבורג ונחתכת במקומות רבים כדי לבחון את החתכים לאורך תעלת הבורג.כמה כדורים צבעוניים מעורבבים בהזנה כדי לדמיין את מנגנון ההיתוך ואת דפוס הזרימה.הכדורים הצבעוניים שומרים על צורותיהם אם הם נשארו מוצקים בתוך המיטה המוצקה לפני שהבורג נעצר, אך הם התפרקו והופכים לפסים בתוך בריכת ההיתוך אם הם נמסו לפני שהבורג נעצר.