押出スクリューの性能は製品の品質、生産量、生産の安定性に直接影響するため、押出成形プロセスでは押出スクリューの選択が重要なステップとなります。
1. 加工材料の特性
これが最も重要な要素です。さまざまなプラスチック (ペレットや粉末など) は、異なる物理的および化学的特性を示します。
形状: ペレットまたは粉末?粉末には、より大きな圧縮能力と搬送能力が必要です。
熱感受性: たとえば、PVC (ポリ塩化ビニル) は熱とせん断に非常に敏感で、分解しやすいため、低せん断および低圧縮比のスクリューが必要です。また、デッドコーナーに材料が蓄積するのを防ぐために、高度な表面仕上げも必要です。 PE（ポリエチレン）やPP（ポリプロピレン）などの素材は比較的安定しています。
結晶化度: 非結晶性材料 (ABS、PC、PVC など): 溶融範囲が広いほど、より長い圧縮セクションが必要になります。
結晶性材料 (PE、PP、PA など): 溶融温度範囲が狭く、溶融時の熱吸収が高く、強いせん断熱とより長い均質化セクションが必要です。
粘度: 高粘度の材料 (PC、PMMA など) では、せん断過熱を抑えるためにより深いネジ溝が必要です。-低粘度の材料（PA など）では、搬送効率を確保するためにより浅いネジ溝が必要です。
充填/強化材料: 材料にガラス繊維、炭酸カルシウムなどが含まれている場合、ネジにはより耐摩耗性の高い材料 (例: デュアル{4}}金属、表面-コーティングされた炭化タングステンなど) を使用し、ネジとバレルのガラス繊維の摩耗を軽減する特別な設計を組み込む必要があります。-
粘度: 高粘度の材料 (PC、PMMA など) では、せん断過熱を最小限に抑えるために、より大きなネジ溝の深さが必要です。低粘度の材料 (PA など) では、効率的な搬送を確保するために、より浅いスクリュー溝が必要です。
充填材/補強材:
材料にガラス繊維や炭酸カルシウムなどが含まれている場合、ネジはより耐摩耗性の高い材料（デュアルメタル、炭化タングステン表面コーティングなど）で作られ、ネジとバレルのガラス繊維の摩耗を最小限に抑えるための特殊な設計が必要です。-
2. ネジの幾何学的パラメータ
長さ-対-直径の比（L/D）:
短い L/D 比 (20 ～ 25:1): 滞留時間が短いため、可塑化要件が低く熱に敏感な材料 (RPVC など) に適しています。
中-対-長さの比率 (25-30:1): 最も一般的に使用される範囲で、良好な可塑化と均一な混合が得られます。
ロング/エクストラロング長さの比率（33:1 以上）: 高出力、高い混合効率、または特殊プロセス（ベント押出など）を必要とする用途に使用されます。長さの比率が高くなると、より完全な可塑化が可能になりますが、スクリューのトルク要件と製造の複雑さも増加します。
圧縮率:
低い圧縮率 (1.4 ～ 1.8): PVC や磁性粉末などの高充填材料または熱に弱い材料に適しています。-
中圧縮率 (2.0～2.5): PE、PP、ABS などのほとんどの汎用プラスチックに適しています。-
高圧縮比 (2.5 - 3.0+): 可塑化を促進するために高いせん断力が必要なエンジニアリング プラスチック (PC、PA など) に適していますが、温度管理には注意が必要です。
ねじ溝の深さ: せん断速度と搬送能力に影響します。浅い溝は高いせん断力 (低粘度に適しています) を生成し、深い溝は低いせん断力 (高粘度に適しています) を生成します。
3. ネジの機能分割設計
スクリューは通常、供給セクション (固体の搬送)、圧縮セクション (可塑化と溶融)、計量セクション (均質化と押出) の 3 つのセクションに分かれています。
供給セクション：ブリッジを防止するために十分な搬送能力を確保する必要があります。滑りやすい素材 (特定のリサイクル素材など) の場合は、強制供給ライナーまたは特別な溝の設計が必要になる場合があります。
圧縮セクション（可塑化セクション）：これは設計の核心です。その長さは材料の溶融速度に合わせて調整する必要があります。結晶性材料の場合、このセクションは短く急勾配である必要があります。非結晶性材料の場合は、長くて段階的に行う必要があります。-
計量セクション (均質化セクション): 圧力と温度を安定させ、均一な溶融物の生産を保証します。
4. 特別な申請要件
標準の 3 セクションネジが要件を満たしていない場合は、特殊な設計を検討する必要があります。-
高い混練要件: 着色剤や添加剤を分散およびブレンドするには、スクリューに混練要素 (ピン、バリア混練ヘッド、波形スクリュー、DIS 混練ヘッドなど) を追加する必要があります。
通気要件: 水分またはモノマーを含む材料の場合は、通気押出機が必要です。これらは、ガスを放出するためのより深いネジ溝を備えたネジの中央にある通気セクションを備えています。
-高容量の要件: 固相と液相を分離するために分割スクリュー (BM スクリューなど) を選択すると、溶融効率と安定性が向上します。
5. 補助構成と材料
材質と表面処理:
標準窒化鋼 (38CrMoAlA): 一般プラスチック (PE、PP、ABS) に適しており、適度なコストで高い表面硬度を提供します。
バイメタル (表面合金オーバーレイ): 高充填プラスチック (ガラス繊維、炭酸カルシウム) または腐食性プラスチック (PVC、難燃性材料など) に最適で、優れた耐摩耗性と耐腐食性を備えています。
冷却/加熱システム:
スクリューコアは水冷・油冷が必要ですか？これは、特に結晶性材料や熱に弱い材料を加工する場合に、スクリュー温度の制御に役立ちます。{0}}
駆動電力:
スクリューの設計は、押出機のモーター出力とギアボックスのトルクに適合する必要があります。不適切な設計 (例: 過剰な圧縮比、深すぎるネジ溝) は、モーターの過負荷や始動不良を引き起こす可能性があります。
6. 最終製品とプロセスのマッチング
製品形状：ペレット化、フィルムブロー、パイプ押出、または異形押出ですか?通常、フィルムのブロー成形では、気泡の不安定性を防ぐために低温での押出が必要です。{0}パイプの押出には、良好な可塑化と安定した圧力が必要です。
背圧: スクリューは、ダイヘッドによって生成される背圧に耐える必要があります。計量セクションの設計は、背圧に対する感度によって出力に直接影響します。