挤出机的制作方法

技术特征：

1.一种挤出机，包括：

a)机筒，所述机筒从进料入口端延伸到挤出机出口端，所述机筒具有内表面、外表面和在所述内表面和所述外表面之间的壁厚；

b)至少一个加热部件，所述加热部件位于所述机筒的外部；

c)螺杆驱动马达，所述螺杆驱动马达驱动地连接于位于所述机筒内的可旋转地安装的螺杆，所述螺杆具有段和具有多个螺纹的螺节，其中所述螺杆以不同的每分钟转速(RPM)旋转；和

d)控制器，所述控制器可操作地连接于所述螺杆驱动马达，以基于穿过所述机筒和/或从所述机筒挤出的材料温度调节所述螺杆的RPM。

2.根据权利要求1所述的挤出机，其特征在于，所述控制器可操作地连接于所述螺杆驱动马达，以在穿过所述机筒和/或从所述机筒挤出的材料的温度升高到预定值以上之后，增加所述螺杆的RPM。

3.根据权利要求1所述的挤出机，其特征在于，所述控制器可操作地连接于所述螺杆驱动马达，以在穿过所述机筒和/或从所述机筒挤出的材料的温度降低到预定值以下之后，降低所述螺杆的RPM。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述机筒具有从0.01到0.375英寸、可选地为从0.04到0.25英寸的壁厚。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述机筒的内表面和螺节的外部范围之间的螺节间隙为从0.001到0.08英寸，可选地为0.005到0.06英寸、0.005到0.04英寸、或0.02到0.04英寸。

6.根据权利要求5所述的挤出机，其特征在于，所述螺节间隙保持恒定或从所述进料入口端到所述挤出机出口端增加。

7.根据权利要求6所述的挤出机，其特征在于，所述体积压缩比≤1，且被定义为所述挤出机的进料区段的通道深度和所述挤出机的计量区段的通道深度的比率。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述机筒包括铝、铜、钢和不锈钢中的至少一种。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的挤出机，其特征在于，沿所述螺杆的段从所述螺节的外部横向范围到所述螺节的内部横向范围的螺节深度大致恒定。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的挤出机，其特征在于，沿所述螺杆的段从所述螺节的外部横向范围到所述螺节的内部横向范围的螺节深度为0.2-0.5英寸。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述螺节的两个相邻螺纹之间的螺杆的齿刃部为从0.125到0.5英寸，可选地为0.125到0.375英寸，或可选地为0.125到0.25英寸。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述螺节的两个相邻螺纹之间的螺杆的螺节的外侧面范围的齿刃部为从0.25到0.5英寸。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述机筒具有区段，所述区段中固体进料材料在1-1000psi、可选地为1-500psi、10-400psi或40-200psi的压力下操作而被液化。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的挤出机，其中，提供给所述挤出机的至少60％、可选地为至少65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％的能量用于产热。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述螺杆和机筒的尺寸做成以使得引导给所述机筒内的材料的至少60％的热量通过至少一个加热部件提供，并且引导给所述机筒内的材料的少于40％的热量通过剪切所述材料提供。

16.根据权利要求1-14中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述螺杆和机筒的尺寸做成以使得引导给所述机筒内的材料的至少70％的热量通过至少一个加热部件提供，并且引导给所述机筒内的材料的少于30％的热量通过剪切所述材料提供。

17.根据权利要求1-14中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述螺杆和机筒的尺寸做成以使得引导给所述机筒内的材料的至少80％的热量通过至少一个加热部件提供，并且引导给所述机筒内的材料的少于20％的热量通过剪切所述材料提供。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的挤出机，其特征在于，所述螺杆包括第一螺杆区段和第二螺杆区段，并且热绝缘部件设置在所述第一和第二螺杆区段之间。

19.根据权利要求18所述的挤出机，其特征在于，所述第一螺杆区段由具有比所述第二螺杆区段更低热导率的材料制成。

20.根据权利要求18或19所述的挤出机，其特征在于，所述第一螺杆区段设置在所述挤出机的进料区段，并且所述第二螺杆区段设置在所述挤出机的所述进料区段的下游。

21.根据权利要求1所述的挤出机，其特征在于，所述螺杆包括第一螺杆区段和第二螺杆区段，并且所述第一螺杆区段由具有比所述第二螺杆区段更低的热导率的材料制成。

22.一种操作挤出机的方法，该方法包括基于穿过所述机筒和/或从机筒挤出的材料的温度，调节位于挤出机的机筒内的螺杆的RPM。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，在穿过所述机筒和/或从所述机筒挤出的材料的温度升高到预定数值以上之后，所述螺杆的RPM增加，并且在穿过所述机筒和/或从所述机筒挤出的材料的温度降低到预定数值以下之后，降低所述螺杆的RPM。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述挤出机以体积压缩比≤1运行，所述体积压缩比定义为所述挤出机的进料区段的通道深度和所述挤出机的计量区段的通道深度。

25.根据权利要求22-24中任一项所述的方法，其特征在于，操作所述挤出机以维持所述机筒的区段的压力，所述区段中固体进料材料在1-1000psi、可选地为1-500psi、10-400psi或40-200psi的压力下被液化。

26.根据权利要求22-25中任一项所述的方法，其特征在于，操作所述挤出机以使得提供给所述挤出机的至少60％，可选地为至少65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％的能量用于产热。

27.根据权利要求22-26中任一项所述的方法，其特征在于，操作所述挤出机以使得引导给所述机筒内的材料的至少60％的热量通过至少一个加热部件提供，并且引导给所述机筒内的材料的少于40％的热量通过剪切所述材料提供。

28.根据权利要求22或26中任一项所述的方法，其特征在于，操作所述挤出机以使得引导给所述机筒内的材料的至少70％的热量通过至少一个加热部件提供，并且引导给所述机筒内的材料的少于30％的热量通过剪切所述材料提供。

29.根据权利要求22或26中任一项所述的方法，其特征在于，操作所述挤出机以使得引导给所述机筒内的材料的至少80％的热量通过至少一个加热部件提供，并且引导给所述机筒内的材料的少于20％的热量通过剪切所述材料提供。

30.一种挤出机，包括：

a)机筒，所述机筒从进料入口端延伸到挤出机出口端，所述机筒具有内表面、外表面和在所述内表面和外表面之间的壁厚；

b)至少一个加热部件，所述加热部件设置在所述机筒上；和，

c)螺杆驱动马达，所述螺杆驱动马达驱动地连接于位于所述机筒内的可旋转地安装的螺杆，所述螺杆具有段和在所述段上的螺节，其中所述螺节以不同的每分钟转数(RPM)旋转；

其特征在于，所述螺杆和机筒的尺寸做成以使得引导给所述机筒的材料的少于40％的热量通过剪切所述材料提供，并且剩余的热量通过所述至少一个加热元件提供。

31.根据权利要求30所述的挤出机，其特征在于，挑选所述机筒的内表面和所述螺节的外部范围之间的螺节间隙，以使得引导给所述材料的少于40％的热量通过剪切材料提供，并且剩余的热量通过所述至少一个加热部件提供。

32.一种挤出机，包括：

a)机筒，所述机筒从进料入口端延伸到挤出机出口端，所述机筒具有内表面、外表面和在所述内表面和外表面之间的壁厚；

b)至少一个加热部件，所述加热部件设置在所述机筒上；

c)螺杆驱动马达，所述螺杆驱动马达可驱动地连接于位于所述机筒内可旋转地安装的螺杆，所述螺杆具有段和具有多个螺纹的螺节，其特征在于，所述机筒的内表面和所述螺节的外部范围之间的螺节间隙为0.01到0.08英寸，可选地为0.005到0.06英寸，0.005到0.04英寸或0.02到0.04英寸；并且至少为下述一项：

i)所述机筒具有从0.01到0.375英寸，可选地为0.04到0.25英寸的壁厚；

ii)体积压缩比，定义为所述挤出机的进料区段的通道深度和所述挤出机的计量区段的通道深度的比值，为≤1：

iii)所述机筒包括铝和铜的至少一个；

iv)从所述螺节的外部横向范围到所述螺节的内部横向范围的螺节的深度大致恒定；

v)沿所述螺杆的所述段从所述螺节的外部横向范围到所述螺节的内部横向范围的螺节的深度为从0.2-0.5英寸；

vi)所述螺节的两个相邻螺纹之间的所述螺杆的齿刃部为从0.125到0.5英寸，可选地为0.125到0.375英寸，或可选地为0.125到0.25英寸；

vii)所述螺节的两个相邻螺纹之间的所述螺杆的螺节的外侧面范围的齿刃部为从0.25到0.5英寸；

viii)所述机筒具有区段，所述区段中固体进料材料在1-1000psi，可选地为1-500psi、10-400psi或40-200psi的压力操作下被液化；

iv)提供给所述挤出机的至少80％，可选地至少85％、至少90％、或至少95％的能量用于产热；和

x)所述螺杆和机筒的尺寸做成以使得引导给所述机筒内的材料的至少60％的热量通过至少一个加热部件提供，并且引导给所述机筒内的材料的少于40％的热量通过剪切所述材料提供。

33.一种挤出机和包括位于模具上游的挤出机的模塑装配件，所述模具具有模具腔体和流体地连接到所述模具腔体的单独的增压部件，其特征在于，所述挤出机以第一压力操作以将至少大部分的所述模具腔体填充，并且所述增压部件可操作以填充所述的模具腔体的剩余部分。

34.根据权利要求33所述的装配件，其特征在于，所装配件包括隔离机构，所述隔离机构可操作以将包括螺杆的所述挤出机的内部从所述模具腔体隔离。

35.根据权利要求33或34所述的装配件，其特征在于，当填充所述模具时，所述挤出机以1-500psi的压力操作，并且所述增压部件以高于500psi的压力操作以填充所述模具腔体的剩余部分。

36.根据权利要求33-35中任一项所述的装配件，其特征在于，所述挤出机以10-200psi的压力操作，并且所述增压部件以高于1000psi的压力操作以填充所述的模具腔体的剩余部分。

37.根据权利要求33-36中任一项所述的装配件，进一步包括在所述增压部件和所述模具腔体之间的存储腔体，由此操作所述增压部件将材料从所述存储腔体推入所述模具腔体。

38.根据权利要求37所述的装配件，其特征在于，所述存储腔体流体地地连接到所述挤出机的出口端，由此所述挤出机在填充所述存储腔室的同时填充所述模具腔体。

39.根据权利要求37或38所述的装配件，其特征在于，所述存储腔室位于所述模具腔体上和所述挤出机相对的一侧。

40.根据权利要求34所述的装配件，其特征在于，所述隔离部件包括阀门。

41.根据权利要求34所述的装配件，其特征在于，所述隔离部件包括在所述模具腔体和所述挤出机之间的冷却腔室，由此操作所述增压部件之前液化挤出物在所述冷却腔室中被固化。

42.根据权利要求33-41中任一项所述的装配件，还包括模具加热器。

43.一种操作挤出机和具有模具腔体的模塑装配件的方法，所方法包括使用所述挤出机以第一压力填充所述模具腔体的至少大部分，并且使用在所述挤出机的其他位置流体地连接于所述模具腔体的增压部件，以填充所述模具腔体的剩余部分。

44.根据权利要求43的方法，进一步包括在使用所述增压部件之前，将包括螺杆的所述挤出机的内部从所述模具腔体隔离。

45.根据权利要求43或44的方法，进一步包括当填充所述模具时以1-500psi的压力操作所述挤出机，并且在高于500psi的压力下操作所述增压部件以填充所述模具腔体的剩余部分。

46.根据权利要求43或44的方法，进一步包括当填充所述模具时以10-200psi的压力操作所述挤出机，并且在高于1000psi的压力下操作所述增压部件以填充所述模具腔体的剩余部分。

47.根据权利要求43-46中任一项所述的方法，其特征在于，所述挤出机的操作还填充位于所述增压部件和所述模具腔体之间的存储腔室，并且所述增压部件的操作将材料从所述存储腔室推入所述模具腔体。

48.根据权利要求47的方法，其特征在于，所述挤出机的操作在填充所述模具腔体的同时填充所述存储腔室。

49.根据权利要求43-48中任一项所述的方法，其特征在于，在操作所述增压部件之前，液化的挤出物在位于所述挤出机和所述模具腔体之间的冷却腔室被固化。

50.根据权利要求43-49中任一项所述的方法，其特征在于，以所述第一压力下至少大部分所述模具腔体的至少一部分填充期间加热所述模具。

51.根据权利要求43-49中任一项所述的方法，其特征在于，在以所述第一压力填充至少大部分所述模具腔体的期间，所述模具处于升高的温度，由此当所述增压部件致动时，挤出到所述模具的塑料处于流动状态。

52.一种挤出机和模塑装配件，包括：

a)模具，所述模具具有模具腔体和从模具入口延伸到所述模具腔体的通路，所述通路限定了模具环形间隔；和，

b)挤出机，所述挤出机位于所述模具上游，所述挤出机具有机筒出口和螺杆，所述螺杆从所述机筒内表面隔开，以在设置在所述螺杆上的螺节的横向外部范围和所述机筒的内表面之间限定机筒环形间隔；

其特征在于，所述机筒环形间隔的尺寸和所述模具环形间隔的尺寸大致相同。

53.根据权利要求52所述的装配件，其特征在于，所述通路不具有多脚架。

54.根据权利要求52或53所述的装配件，其特征在于，所述模具为用于管道的模具。

55.根据权利要求52或53所述的装配件，其特征在于，所述模具为用于大于0.5英寸的直径的管道的模具。

56.一种操作挤出机和具有模具腔体的模塑装配件的方法，该方法包括将挤出物大致线性地从所述挤出机的机筒出口流入到所述模具腔体。

57.根据权利要求56所述的方法，进一步包括使用所述模具腔体生产一段管道。

58.根据权利要求56所述的方法，进一步包括使用所述模具腔体生产具有大于0.5英寸的直径的一段管道。

59.一种塑料模塑零件，其中，所述零件的一部分塑料不具有应变取向线，其中，所述零件没有进行后模塑应力释放操作。

60.根据权利要求59所述的塑料模塑零件，其特征在于，所述零件的至少75％不具有应变取向线。

61.根据权利要求59所述的塑料模塑零件，其特征在于，所述零件的至少90％不具有应变取向线。

62.一种模塑塑料零件的方法，包括以第一压力和速率将所述塑料的第一部分引入到模具腔体，使得所述塑料的第一部分不具有应变取向线，其特征在于，所述零件没有进行后模塑应力释放操作。

63.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，至少75％的所述塑料以第一压力和速率引入所述模具腔体，使得所述塑料的第一部分不具有应变取向线。

64.根据权利要求62所述的方法，其特征在于，至少90％的所述塑料以第一压力和速率引入所述模具腔体，使得所述塑料的第一部分不具有应变取向线。

65.根据权利要求62-64中任一项所述的方法，其特征在于，至少50％的所述塑料以低于400psi的压力引入所述模具腔体。

66.根据权利要求62-64中任一项所述的方法，其特征在于，至少75％的所述塑料以低于400psi的压力引入所述模具腔体。

67.根据权利要求62-64中任一项所述的方法，其特征在于，至少90％的所述塑料以低于400psi的压力引入所述模具腔体。

68.根据权利要求62-67中任一项所述的方法，其特征在于，剩余的塑料以大于500psi的压力引入所述模具腔体。

69.根据权利要求62-67中任一项所述的方法，其特征在于，剩余的塑料以大于1000psi的压力引入所述模具腔体。