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In alto a sinistra è visibile il modulo di MELTING, mentre a destra è mostrata una combinazione in cascata di MELTING+MIXING.
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| Guardando la sezione del modulo MELTING, si vede il solido termoplastico in particelle cadere dall’alto nella tramoggia SCP dove il materiale viene preso e spinto contro il rotore caldo del processore, che ruota in senso destrogiro. Il canale di fusione, statico, ricavato nella parete interna della bussola, è convergente per favorire la compattazione del materiale e accompagnare la riduzione del volume conseguente alla fusione. Appena entra in contatto col rotore Il materiale viene fuso istantaneamente e il melt trascinato verso la zona di pompaggio.
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Il modulo MELTING è in grado di ricevere il materiale in qualsiasi forma fisica, purché in particelle (es. 3-10 mm) grazie all’apparecchiatura SCP. SCP svolge simultaneamente diverse funzioni:
a) spinge automaticamente il materiale sul rotore compattandolo.
b) pre-riscalda il materiale, in tal modo favorendo la fusione che, come è noto, è direttamente correlata con il dT di fusione.
c) lo immobilizza, così massimizzando la velocità relativa tra materiale e rotore, che come sappiamo è direttamente correlata all’energia meccanica d’attrito, responsabile della fusione. |
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Vanno evitati contaminanti duri >0,5 mm, anche se è allo studio una forma di autopulizia periodica. |
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Il rotore può essere impostato a velocità periferiche comprese ad esempio, tra 0 e 4 m/s, (per un rotore diam.200 mm corrisponde a velocità comprese tra 0 e 380 RPM), in funzione dell’applicazione, per portate caratteristiche comprese tra 5 e >1000 Kg/h . |
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L’energia specifica assorbita (SEC) dal rotore è molto simile all’entalpia specifica alla temperatura di processo e può variare essenzialmente in funzione della qualità del fuso del desiderata. |
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Una qualità top del fuso e cioè senza geli o puntini visibili a occhio nudo (ad esempio inferiori ad 1 micron in un film ultrasottile) è funzione della contropressione applicata. Ad esempio a pressione zero in uscita la qualità del fuso non è mai al top, ma la portata sì. Quindi se si vuole privilegiare la portata rispetto alla qualità del fuso allora conviene minimizzare la contropressione e progettare un gap di uscita abbastanza grande (es. 2/4 mm). Questo, ad esempio, è utile nel caso della fusione-agglomerazione del materiale, tipicamente nel riciclo, in cui è più importante, spesso, la portata di espulsione rispetto alla qualità. Se invece si desidera massimizzare la qualità del fuso allora bisogna ridurre il gap di uscita (es. 0,5-1 mm) e calibrare la contropressione, ovviamente a spese di energia e portata. Questo è uno dei motivi per cui in uscita a Nexxus MELTING spesso viene montata una pompa da melt con lo scopo di impostare la contropressione desiderata allo scarico. |
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| Come indicato nello schema sopra a sinistra, il dosaggio del materiale è garantito dalla pompa da melt installata a valle del modulo MELTING, come spiegato di seguito: |
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- Un dosatore volumetrico tiene costantemente a livello la tramoggia di SCP
- SCP ruota a giri fissi, in molti casi al massimo regime, per pre-riscaldare il materiale
- Viene attivato un anello chiuso PID tra sensore di pressione (master), disposto a valle dello scarico e a monte della pompa da melt e velocità del rotore (slave).
- Viene introdotto un valore congruo di pressione, in funzione della portata e della natura del polimero.
- Il programma mantiene la pressione a monte della pompa, all’interno di una finestra impostabile, modulando opportunamente la velocità del rotore.
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Il sistema di dosaggio via pompa melt, non solo è più preciso di un convenzionale sistema di dosaggio gravimetrico ma consente il dosaggio di qualsiasi materiale macinato ricevibile da SCP, in primis le foglie, i film, le polveri, i granuli ecc. Questo sistema, consente, per la prima volta di produrre manufatti in linea direttamente da scarti. Ogni specifica applicazione va preliminarmente testata in laboratorio. |
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Sia la bussola cilindrica che il rotore sono riscaldati. Il rotore è anche termostatato con liquido diatermico. La scelta dei materiali e la geometria dei circuiti di termostatazione garantiscono una temperatura costante sulla superficie del rotore e gradienti radiali dT/dr ottimali, attraverso il melt (è noto che lo strato di melt a contatto col rotore deve essere più freddo e quindi più viscoso dello strato di melt a contatto con la bussola, per ottimizzare il gradiente di velocità e in definitiva il trasporto del materiale). |
