I sprøytestøpingsteknologisystemet utgjør tønnen og skruen kjerneenheten for plastifisering og transport. Designprinsippene deres dreier seg om transformasjonsprosessen av plastråmaterialer fra en fast til en smeltet tilstand, og integrerer kunnskap fra flere disipliner som termodynamikk, fluidmekanikk og mekanisk transmisjon. Målet er å oppnå effektive, jevne og kontrollerbare mykningseffekter for å møte støpekravene til forskjellige materialer og produkter.
Tønnedesignet legger først vekt på den nøyaktige konstruksjonen av det termiske miljøet. Det er en sylindrisk struktur med et stort lengde-til-diameterforhold (lengde til indre diameter), som danner et forseglet mykgjørende hulrom mellom den indre veggen og skruen. Langs den aksiale retningen er den funksjonelt delt inn i temperaturkontrollsoner som tilsvarer fôringsseksjonen, kompresjonsseksjonen og homogeniseringsseksjonen. Hver seksjon er utstyrt med en uavhengig varmeanordning og kan suppleres med et kjølesystem, som danner en gradientfordeling fra lav temperatur til høy temperatur og deretter til homogeniseringstemperatur. Dette segmenterte temperaturkontrollprinsippet kan forhindre for tidlig mykning av råmaterialet, noe som vil føre til dårlig transport, og kan gi tilstrekkelig varme i kompresjons- og homogeniseringsseksjonene, noe som fremmer full smelting av materialet under skjær- og varmeledning. Samtidig forhindrer kjøling lokal overoppheting som kan føre til materialforringelse. Den strukturelle stivhetsdesignen til fatkroppen er også avgjørende, og krever at den tåler internt høyt trykk og termisk stress. Smiing av legert stål med høy-styrke eller sentrifugalstøping er ofte brukt, og den indre veggen kan forbedres med bimetallisk kompositt eller slitebestandig{10}}belegg for å forbedre holdbarheten.
Kjernen i skruedesignet ligger i de geometriske parametrene og funksjonell tilpasning av gjenger og spor. Basert på materialets bevegelse på skruen er den delt inn i en matedel, en kompresjonsseksjon og en homogeniseringsseksjon. Fôringsseksjonen har dypere riller og moderat spiralvinkel, som jevnt mottar og komprimerer løse råvarer med lavere skjærkraft. Kompresjonsseksjonen har gradvis avtagende rillevolum, ved å bruke stignings- eller rilledybdevariasjoner for å komprimere materialet, drive ut luft og øke tettheten, samtidig som den øker skjærvarmen for å fremme smelting. Homogeniseringsseksjonen har grunnere og mer jevne riller, stabiliserende smeltetrykk og strømningshastighet for å sikre ensartet utmålingseffekt. Helixvinkelen påvirker transporteffektiviteten og skjærstyrken, og krever optimalisering basert på materialviskositet og prosesskrav. Skruens overflateform og overflatebehandling er også innenfor designomfanget; spesifikke tannformer eller fremspring kan forbedre blandingseffekter, mens overflateherding forbedrer slitestyrken.
Passformen mellom løp og skrue følger prinsippet om klaringskontroll. En passende klaring sikrer smeltetetting, forhindrer tilbakestrømning og reduserer driftsmotstand og friksjonsvarme. For liten klaring øker energiforbruket og slitasjerisikoen, mens for stor klaring reduserer mykningseffektiviteten og forårsaker lekkasje. Støtte- og skyvekonstruksjonskonstruksjonen ved drivenden må sikre koaksialiteten og aksialstabiliteten til skruen under høyt dreiemoment for å unngå unormal slitasje forårsaket av ujevn belastning.
Samlet sett er designprinsippet til tønnen og skruen basert på termisk styring, ved bruk av mekanisk transport og skjærende plastisering som middel. Gjennom systematisk optimalisering av struktur, parametere og materialer oppnår den effektiv konvertering av plastråmaterialer til en jevn smelte under kontrollerbare forhold, og gir en grunnleggende garanti for presisjonen og kvaliteten på sprøytestøping.
