Entre tots els components bàsics d'una màquina d'emmotllament per injecció, el cargol és l'element crític que determina l'eficàcia de la plastificació, la qualitat del producte modelat i la vida útil de la pròpia màquina. Moltes persones se centren únicament en el tonatge o la força de tancament de la màquina mentre passen per alt la selecció del cargol; en conseqüència, es troben amb una sèrie de problemes com ara marques de flux, cremades, degradació del material, variacions de color, plastificació desigual i producció estancada. En realitat, mentre que el motlle dicta la forma externa del producte, el cargol governa les propietats del propi material plàstic. El processament de diferents matèries primeres o la fabricació de diferents tipus de productes requereix l'ús d'un cargol especialitzat corresponent; per tant, la selecció adequada del cargol és un requisit previ fonamental per garantir una producció estable d'emmotllament per injecció.
Com a component bàsic de la unitat d'injecció d'una màquina d'emmotllament per injecció, el cargol realitza principalment les funcions de transport de plàstic, escalfament i cisalla-fonant el material, mesurant i acumulant la fosa i injectant el plàstic fos a alta pressió. Després que els pellets de plàstic entren al barril des de la tremuja, es fonen uniformement des d'un estat sòlid en un fluid mitjançant els efectes combinats de la propulsió rotacional del cargol, l'escalfament de la paret exterior del barril i la calor de cisalla generada pel propi cargol. El diàmetre del cargol, la relació longitud-a-diàmetre, la profunditat de vol, la duresa del material, el tractament superficial i l'estructura de transport de la fusió-influeixen directament en l'eficiència de la plastització, la uniformitat de la fusió i l'estabilitat tèrmica del material-, així com la susceptibilitat a problemes com la descomposició tèrmica, la carbonització, la acumulació de carboni i la acumulació de carboni.
En seleccionar un cargol per a la producció diària general, el primer pas és distingir les propietats de les matèries primeres. Per als plàstics-propòsits generals-com ara PP, PE i PS-que presenten una fluïdesa excel·lent, punts de fusió baixos i una gran estabilitat tèrmica, un cargol d'ús general-estàndard és suficient per satisfer els requisits de producció. Aquests cargols asseguren una plastificació suau i ofereixen una àmplia finestra de processament, cosa que els fa adequats per a la gran majoria de les necessitats diàries, cistelles, accessoris de canonada i productes de plàstic normals. L'ABS, d'altra banda, es classifica com a plàstic d'enginyeria de grau mitjà-; presenta un rang de temperatura de modelat moderat i una baixa corrosivitat, el que significa que també es pot processar amb un cargol-de propòsit general. No obstant això, per a tirades de producció a llarg termini-alt-volums elevats, s'aconsella optar per un cargol actualitzat i resistent al desgast-per minimitzar la generació d'impureses de pols de plàstic causades per l'abrasió.
Quan es processen plàstics d'enginyeria i polímers especials-com ara PC, PA (niló), POM, PMMA i PVC-, la selecció del cargol adequat comporta requisits rigorosos. El PC es caracteritza per una alta transparència, una alta viscositat i una dificultat inherent a la plastificació; a més, no pot suportar una exposició prolongada a altes temperatures dins del barril. En conseqüència, necessita un cargol especialitzat amb una alta relació de compressió, altes capacitats de cisalla i un acabat de superfície molt polit per garantir una fusió uniforme i transparent, evitant així defectes com ara ratlles platejades, marques de flux, punts negres i una claredat insuficient. El niló (PA) és altament higroscòpic i presenta canvis significatius en el comportament del flux en fondre's; també exigeix extremadament la resistència al desgast del cargol, de manera que requereix un cargol dissenyat per suportar tant la corrosió com l'abrasió. El PVC és un plàstic-sensible a la calor que es descompon fàcilment a altes temperatures i genera gasos corrosius. Per tant, és imprescindible utilitzar cargols i barrils especialitzats resistents a la corrosió-per evitar la degradació de l'equip, alhora que es manté un control estricte de la calor induïda per la cisalla-per evitar la descomposició i la decoloració del plàstic.
En segon lloc, el diàmetre del cargol s'ha de seleccionar en funció del volum de producció del producte i del pes de tir necessari. Un diàmetre de cargol més gran dóna com a resultat un volum-de tret més gran i una velocitat de plastització i descàrrega més ràpida, cosa que el fa adequat per a productes grans, peces de paret-gruixuda i producció de gran-volum i alta-velocitat. Per contra, un diàmetre de cargol més petit ofereix una major precisió de mesura, el que el fa ideal per a components petits i de precisió, peces de paret-fines i accessoris electrònics d'alta-precisió. Una directriu general de la indústria dicta que el pes total del producte acabat hauria de situar-se dins del rang del 20% al 75% de la capacitat d'injecció teòrica del cargol; L'ús d'un pes de granalla massa petit fa que el plàstic resideixi al canó durant períodes prolongats, provocant cremades, groguencs o descomposició, mentre que l'ús d'un pes de granalla massa gran provoca una plastificació insuficient, un farcit de motlle dèbil i defectes del producte, com ara trets curts o contracció.
La relació longitud-a-diàmetre (L/D) del cargol és un altre factor crític en el procés de selecció. Una relació L/D més alta dóna lloc a un camí de transport més llarg del plàstic dins del barril, facilitant un escalfament i una fusió més exhaustius, així com una eficiència de mescla superior; això el fa ideal per processar plàstics modificats, plàstics reforçats amb-fibra-de vidre i productes que requereixen una barreja de colors. Per contra, un cargol amb una relació L/D més baixa ofereix velocitats de plastificació més ràpides i temps de residència més curts, cosa que el fa apte per a plàstics sensibles a la calor-al minimitzar el risc de degradació a alta-temperatura. Tot i que les proporcions estàndard de L/D que es troben a les màquines d'ús general-són totalment adequades per als productes plàstics de consum típics, el processament de materials modificats-fibra-reforçats amb fibra de vidre o productes que requereixen una barreja intensa requereix una actualització a un cargol especialitzat amb una relació L/D més alta.
Pel que fa a la composició del material i la resistència al desgast, els cargols nitrurats estàndard són adequats per processar plàstics purs-específicament aquells que no contenen additius ni fibres de vidre. Tanmateix, quan es produeixen PA reforçat amb-fibra-de vidre, PP{-fibra-reforçat amb fibra de vidre o plàstics modificats-omples de minerals, l'extrema duresa de les fibres de vidre internes provoca una ràpida abrasió dels filets del cargol. Això comporta un augment de l'espai lliure, una injecció inestable, un retorn de material intern i desviacions dimensionals significatives en els productes acabats. En conseqüència, és imprescindible seleccionar un conjunt de cargol i canó bimetàl·lic. Aquests conjunts presenten una duresa general superior, així com una resistència millorada tant al desgast com a la corrosió, allargant així significativament la vida útil i reduint els costos de producció associats amb la substitució freqüent de components.
A més, l'estructura de plastificació del cargol, l'anell anti-retorn que l'acompanya i el broquet d'injecció s'han de seleccionar com a sistema integrat i cohesionat. Només quan els components de plastificació s'ajusten amb precisió a les especificacions del cargol, es pot garantir una mesura precisa d'injecció, evitar el reflux de la fosa, estabilitzar la pressió de retenció i minimitzar les fluctuacions en el pes del producte. Moltes instal·lacions de fabricació sovint es troben amb problemes com ara el pes erràtic del producte, la contracció inconsistent i la formació de flaix impredictible. A part dels possibles problemes amb els paràmetres d'ajust de la màquina, les causes fonamentals d'aquests problemes solen derivar d'un desajustament del cargol, un desgast excessiu que supera els límits de tolerància o una selecció inadequada de components.
En resum, la selecció d'un cargol de màquina d'emmotllament per injecció no s'ha de tractar mai com una qüestió d'escollir una peça estàndard genèrica-disponible-. En canvi, la matèria primera dicta el tipus de cargol; el pes del producte determina el diàmetre del cargol; els requisits de producció defineixen la relació longitud-a-diàmetre; i la presència de farciments o modificadors determina el grau de material requerit. Només quan el fabricant de l'equip original personalitza el cargol-basant-se en les matèries primeres específiques del client, les dimensions del producte, els requisits de volum de producció i si hi ha un reforç de fibra-, el sistema pot aconseguir una plastificació uniforme, una descàrrega estable i un rendiment elevat, tot mantenint l'eficiència energètica-. A més, aquest enfocament a mida minimitza el mal funcionament dels equips i redueix els costos de manteniment a llarg termini{10}, i serveix com a requisit previ fonamental perquè una màquina d'emmotllament per injecció ofereixi el millor rendiment absolut.
