La estructura del tornillo afecta directamente el alcance de estos efectos. Las estructuras comunes de tornillos de moldeo por inyección incluyen tornillos de tipo dividido-, de tipo barrera- y desviadores de flujo-diseñados para mejorar la calidad de la plastificación. El cañón es esencialmente un tubo circular con un puerto de descarga en el medio. Durante el proceso de plastificación, la fuerza impulsora para el avance y la mezcla proviene de la rotación relativa del tornillo y el cilindro.
Según las diferentes formas de plástico en el canal del tornillo, el tornillo generalmente se divide en tres secciones: la sección de transporte de sólidos (también llamada sección de alimentación), la sección de fusión (también llamada sección de compresión) y la sección de homogeneización (también llamada sección de medición).
(1) Principios básicos del moldeo por plastificación
El plástico avanza continuamente gracias a la acción transportadora del tornillo giratorio. Durante este movimiento, el plástico sufre los efectos combinados del calentamiento del barril, el calor por fricción del tornillo y el calor cortante, ablandándose gradualmente y finalmente convirtiéndose en una masa fundida (es decir, en un estado de flujo viscoso fundido). La masa fundida se empuja hacia la cabeza del tornillo y se almacena en el área en la parte delantera del barril (es decir, la zona de almacenamiento) mediante el tornillo giratorio. La masa fundida en la zona de almacenamiento tiene una cierta presión que actúa sobre el tornillo, empujándolo hacia atrás. Si el tornillo puede retroceder y la velocidad a la que retrocede depende de la magnitud de diversas resistencias que debe superar (como la resistencia a la fricción, la resistencia al reflujo del aceite de trabajo en el cilindro de inyección, es decir, la contrapresión del cilindro de inyección, también conocida como contrapresión del tornillo, etc.). Debido a que el tornillo de inyección también tiene un movimiento lineal hacia atrás mientras gira, el proceso de plastificación se vuelve más complejo. Actualmente, no existe una teoría madura para describir este proceso y muchos diseños estructurales se basan en la experiencia.
(2) Terminología básica de la estructura de los tornillos y funciones relacionadas
Sección de alimentación: La sección de alimentación consta de una zona de alimentación (también conocida como zona de tolva de enfriamiento), una zona de transporte de sólidos y una zona de retraso de transición. Su función principal es compactar y transportar el plástico. El proceso de trabajo de esta sección es el siguiente: después de que el plástico ingresa al tornillo desde la tolva de alimentación, es transportado y compactado hacia adelante por la fricción entre la pared interna del barril y la superficie del tornillo bajo la acción del tornillo giratorio. Generalmente, el plástico se transporta en estado sólido en la sección de alimentación.
Según observaciones experimentales, generalmente cerca del final de la sección de alimentación, debido al fuerte calor de fricción, el plástico en contacto con la pared interna del barril ha alcanzado la temperatura de flujo viscoso y comienza a fundirse, dando como resultado una zona de transición.
(3) Sección de compresión
La función de esta sección es compactar y plastificar aún más el plástico, forzar el aire que rodea el plástico a regresar al puerto de alimentación para su descarga y mejorar la conductividad térmica del plástico. El canal del tornillo en esta sección debe ser del tipo de compresión. El proceso de trabajo es el siguiente: cuando el plástico ingresa a la sección de fusión desde la sección de alimentación, a medida que el plástico continúa siendo transportado hacia adelante, y debido a la reducción gradual de la ranura del tornillo, así como al efecto de obstrucción de la rejilla del filtro, la placa desviadora y el cabezal de la matriz, el plástico gradualmente forma alta presión y se compacta aún más. Simultáneamente, el material se somete al calentamiento externo del cilindro y a una intensa agitación, mezcla y cizallamiento entre el tornillo y el cilindro, lo que hace que la temperatura del plástico aumente continuamente. La cantidad de plástico fundido (llamado fase líquida o charco fundido) aumenta continuamente, mientras que la cantidad de plástico sólido no fundido (llamado fase sólida o lecho sólido) disminuye continuamente. Al final de la sección de fusión, todo o la mayor parte del plástico se funde y se transforma en un estado de flujo viscoso.
