Schroef en cilinder zijn de duurste slijtdelen van een spuitgietmachine. Vervanging betekent niet alleen de kosten van de onderdelen, maar ook dagen stilstand. Toch wordt slijtage in veel bedrijven pas opgemerkt wanneer de productie misgaat.
Slijtage verloopt echter langzaam en geeft vroege signalen. Wie deze signalen leest, maakt van een ongeplande revisie gepland onderhoud.
Slijtage is niet één mechanisme
Schroef en cilinder slijten op drie verschillende manieren. Voor de juiste bescherming moet u weten welke overheerst.
| Mechanisme | Hoe het ontstaat | Typische bron |
|---|---|---|
| Abrasief | Harde deeltjes schuren over het metaaloppervlak | Glasvezel, minerale vulstof, metaaldeeltjes |
| Corrosief | Chemische aantasting beschadigt het oppervlak | Degradatie van PVC, vlamvertragers, vocht, sommige additieven |
| Adhesief | Metaal-op-metaalcontact, de oppervlakken kleven aan elkaar en scheuren | Verlies van de smeerfilm, de schroef raakt de cilinder |
In de praktijk werken deze mechanismen meestal samen: de speling die door slijtage ontstaat, verstoort de centrering van de schroef, waardoor het metaalcontact toeneemt; een oppervlak dat door corrosie is verzwakt, wordt gevoeliger voor abrasieve slijtage.
Vroege waarschuwingssignalen
De eerste tekenen van slijtage verschijnen niet in het kwaliteitsrapport, maar in de procesgegevens:
- De plastificeertijd wordt langer — draait de schroef langer voor hetzelfde shot, dan is de speling tussen cilinder en schroef toegenomen en stroomt er materiaal terug
- Het restkussen blijft niet constant — schommelt het restkussen van cyclus tot cyclus, dan is er terugstroming
- Het shotgewicht schommelt — varieert het gewicht terwijl de dosering en de matrijskant constant zijn, dan moet naar de schroefkant worden gekeken
- De stuwdruk werkt niet meer — een hogere stuwdruk levert niet langer de homogeniteit van vroeger
- Zwarte stippen en kleurresten nemen toe — materiaal blijft hangen op het versleten oppervlak en in dieper wordende krassen, degradeert en breekt dan af in het product
- Kleurwissels duren langer — zijn er meer spoelshots nodig dan vroeger, dan is het oppervlak ruwer geworden
Een deel van deze signalen overlapt met de kwaliteitsproblemen in de gids voor het oplossen van spuitgietfouten; wat ze onderscheidt, is dat ze allemaal met de tijd erger worden.
Hoe wordt de speling gemeten?
Een definitieve beoordeling gebeurt door schroef en cilinder op te meten:
1. De schroefdiameter wordt met een micrometer in verschillende zones gemeten (invoer-, compressie- en doseerzone) 2. De binnendiameter van de cilinder wordt met een binnenmeetklok gemeten 3. Het verschil geeft de radiale speling
In een nieuw systeem is de speling zeer klein. Naarmate de speling toeneemt, begint materiaal over de schroefgang terug te stromen — het plastificeerrendement daalt en de drukoverdracht wordt zwakker. De toleranties van de fabrikant zijn leidend; nadert men de grens, dan moet de vervanging worden gepland, niet afgewacht.
Bij de meting worden ook gecontroleerd: de scherpte en de staat van de coating van de schroefgang, slijtage van de terugslagklep (terugstroomsperre), krassen en corrosiesporen op het cilinderoppervlak.
Bescherming: per oorzaak
1. Metaaldeeltjes
De snelste en zwaarste schade komt van metaaldeeltjes. Een stukje mes uit maalgoed, draad uit verpakking of een gevallen bout trekt in één doorgang een diepe kras in schroef en cilinder.
De bescherming daartegen is het plaatsen van magneetscheiders op geschikte punten in de lijn. Details, en waar metaal de lijn binnenkomt: Gids voor metaalscheiding in de kunststofproductie
Producten: Mensink-metaalscheidingssystemen · Michel-magneetscheiders
2. Abrasieve vulstoffen
Glasvezelversterkte en mineraal gevulde materialen zijn van nature abrasief; dat is niet weg te nemen, maar het kan worden vertraagd:
- Een slijtvast materiaal kiezen voor schroef en cilinder (zie hieronder)
- Een onnodig hoog schroeftoerental vermijden
- Het temperatuurprofiel afstemmen op het materiaal — in een zone die te koud draait, gedraagt de vulstof zich harder
Hetzelfde probleem doet zich voor in de transportleiding: glasvezelhoudende grondstof slijt door standaardbuizen en -bochten heen. Daarom bestaan er slijtvaste buizen en bochten — en de deeltjes die van een doorgesleten buis afbreken, bereiken uiteindelijk de schroef.
3. Te hoog schroeftoerental
Wat de slijtage bepaalt, is niet het aantal omwentelingen per minuut, maar de snelheid die het schroefoppervlak aflegt. Een dikke schroef heeft, ook als hij met hetzelfde toerental draait als een dunne, een buitenoppervlak dat veel sneller beweegt; hij belast zowel de grondstof als zijn eigen oppervlak zwaarder. Daarom geven machinecatalogi de grens niet in omwentelingen maar in meter per minuut — en wordt die overschreden, dan treden twee soorten schade tegelijk op: het materiaal degradeert en het metaaloppervlak slijt snel.
Om het toelaatbare toerental voor uw schroefdiameter te berekenen: rekentools voor spuitgieten · Grenzen voor de omtreksnelheid per materiaal: verwerkingsgegevens van materialen
4. Corrosieve materialen en vocht
Wanneer PVC degradeert, komen corrosieve verbindingen vrij; vlamvertragende additieven en sommige pigmenten hebben een vergelijkbaar effect. Daarnaast leidt vocht in ongedroogde grondstof bij hoge temperatuur tot hydrolyse en voedt het de corrosieve omgeving.
Bescherming: goed drogen, het materiaal niet langer dan nodig in de cilinder houden en een corrosiebestendig oppervlak kiezen.
- Droogapparatuur: droogsystemen voor grondstof
- De verblijftijd hangt af van de verhouding tussen shotvolume en schroefvolume — die mag niet onder 20% zakken: berekening van de schroefcapaciteit
5. Droog en leeg draaien
Een schroef laten draaien zonder materiaal verwijdert de smeltfilm tussen de oppervlakken en veroorzaakt direct metaalcontact. Door de schroef tijdens stilstanden en reiniging niet leeg te laten draaien, wordt dit soort plotselinge schade voorkomen.
6. Gebruik van maalgoed
Maalgoed brengt op twee manieren risico mee: het kan metaaldeeltjes bevatten, en door zijn stoffige structuur gedraagt het zich anders in de invoerzone. Gecontroleerd gebruik en metaalscheiding vóór het malen verkleinen dit risico: Maalgoed en terugwinning van productieafval
Materiaalopties voor schroef en cilinder
| Toepassing | Geschikte aanpak |
|---|---|
| Standaard thermoplasten (PP, PE, PS) | Genitreerd staal volstaat — voordelig, wijdverbreid |
| Glasvezel- en gevulde materialen | Bimetaalcilinder en schroef met harde coating — bestand tegen abrasie |
| Hoog vulstofgehalte, continue productie | Coatings op basis van wolfraamcarbide — de hoogste bestendigheid, de hoogste kosten |
| PVC en corrosieve materialen | Corrosiebestendige legering; coatings op nikkelbasis |
| Gemengde productie (zowel gevuld als standaard) | Bimetaalcilinder + gecoate schroef is een evenwichtige keuze |
Een slijtvast materiaal verhoogt de initiële investering. Bij de beslissing moet niet de onderdeelprijs worden vergeleken, maar de verwachte levensduur en de stilstandskosten: een set die twee keer zoveel kost maar drie keer zo lang meegaat, is meestal goedkoper, omdat hij ook het aantal stilstanden vermindert.
Inspectieplan
Neem schroef en cilinder op in het onderhoudsprogramma:
1. Bij elke kleur-/materiaalwissel — bekijk de spoelshots die eruit komen: zijn er zwarte stippen of metaalachtige glinsteringen? 2. Maandelijks — leg plastificeertijd, stabiliteit van het restkussen en afwijking van het shotgewicht vast; de trend laat de slijtage zien 3. Jaarlijks of na een vastgesteld aantal shots — bouw schroef en cilinder uit en meet ze op, controleer de terugslagklep 4. Leg elke meting vast — zinvol is niet één enkele meting, maar de snelheid van verandering
Dezelfde aanpak geldt voor de matrijskant: Matrijsonderhoud en periodiek inspectieplan
Samengevat
Slijtage van schroef en cilinder is niet uit te bannen; het doel is haar voorspelbaar te maken. Metaaldeeltjes tegenhouden voordat ze de lijn binnenkomen, de grens voor de omtreksnelheid respecteren, de grondstof correct drogen en een oppervlak kiezen dat bij het materiaal past — deze vier verlengen de levensduur aanzienlijk.
Voor beschermende apparatuur en materiaalkeuze voor uw lijn kunt u terecht bij ons team voor technische ondersteuning.
De levensduur van schroef en cilinder begint bij een machinekeuze die past bij de grondstof die ze gaat verwerken. Series met speciale uitrusting voor corrosieve materialen zoals PVC en abrasieve zoals glasvezelcompounds staan apart vermeld in het programma kunststofspuitgietmachines.