微型單螺桿拉絲系統(tǒng)是一種常見的微納加工技術(shù)，用于制造微細(xì)型號和高精度零部件。該系統(tǒng)由螺桿、電機、控制器等組成，可以將金屬線材通過螺桿的旋轉(zhuǎn)運動進行拉伸加工。在微型單螺桿拉絲系統(tǒng)中，金屬線材首先經(jīng)過預(yù)處理，包括表面清潔、對齊等步驟。然后，將其送入系統(tǒng)并固定在夾持裝置上。接下來，通過調(diào)節(jié)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度和進給速度來控制拉絲過程。在拉絲過程中，金屬線材受到拉力，逐漸變細(xì)，并最終形成所需的微細(xì)型號。
1、喂料系統(tǒng)（Feeding System）
功能：將原料（顆粒、粉末或預(yù)混料）均勻、可控地送入擠出機。
組成：
料斗：儲存原料，通常配有干燥空氣入口，防止吸濕性材料受潮。
計量喂料器（可選）：如失重式或體積式喂料機，實現(xiàn)高精度、恒定的進料速率，確保擠出穩(wěn)定性。
特點：微型系統(tǒng)常采用小容量料斗，適合少量材料試驗。
2、單螺桿擠出機（Single-Screw Extruder）
核心部件，負(fù)責(zé)物料的輸送、熔融、塑化和均化。
組成：
螺桿（Screw）：在機筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過螺槽輸送物料。螺桿設(shè)計（長徑比L/D、螺紋深度、壓縮比）直接影響塑化效果。微型系統(tǒng)L/D通常為20:1~30:1。
機筒（Barrel）：容納螺桿，外部配有加熱和冷卻裝置。
加熱系統(tǒng)：通常采用電加熱圈（如陶瓷加熱器），分段控溫（3~5區(qū)），確保溫度精確。
冷卻系統(tǒng)：在進料段常設(shè)風(fēng)冷或水冷套，防止物料過早熔融導(dǎo)致架橋。
驅(qū)動系統(tǒng)：伺服電機或直流電機，配合減速箱，提供穩(wěn)定可調(diào)的螺桿轉(zhuǎn)速（RPM），是控制擠出速率的關(guān)鍵。
3、過濾與增壓系統(tǒng)（可選）
換網(wǎng)器（Screen Changer）：安裝在機頭前，用于過濾熔體中的雜質(zhì)，保持絲材純凈。
熔體泵（Gear Pump，可選）：提供穩(wěn)定、脈動小的熔體輸送壓力，提高擠出均勻性，尤其適用于高精度拉絲。
4、擠出模頭（Die/Spinneret）
功能：將熔融物料成型為特定截面的初生絲條（通常為圓形）。
類型：
毛細(xì)管模頭：最常見，出口為微小圓孔（直徑可從0.1mm起）。
環(huán)形模頭：用于中空纖維。
多孔模頭：可同時擠出多根絲。
特點：微型系統(tǒng)模頭尺寸小，易于更換，常采用快換式設(shè)計。
5、冷卻定型系統(tǒng)（Quenching/Cooling System）
功能：使擠出的高溫熔體絲快速冷卻固化，保持形狀穩(wěn)定。
方式：
空氣冷卻：使用環(huán)形風(fēng)環(huán)或側(cè)吹風(fēng)裝置，向絲條吹送常溫或冷卻空氣。適用于熱塑性塑料。
水浴冷卻：絲條通過冷卻水槽，冷卻效率高，適用于高產(chǎn)量或高結(jié)晶材料。
低溫氣體冷卻（如氮氣）：用于特殊材料或防止氧化。
關(guān)鍵參數(shù)：冷卻速度影響絲的結(jié)晶度、取向和力學(xué)性能。
6、牽引（拉伸）系統(tǒng)（Haul-Off/Drawing System）
功能：以恒定速度牽引絲條，并通過拉伸（Drawing）過程使分子鏈取向，提高絲的強度和均勻性。
組成：
導(dǎo)輥（Guide Rolls）：引導(dǎo)絲條走向。
牽引輥（Pulling Rolls）：由伺服電機驅(qū)動，精確控制牽引速度。
拉伸單元（Drawing Unit）：可為單輥或多輥組合，通過調(diào)節(jié)輥速差實現(xiàn)拉伸比（Draw Ratio）控制。
特點：速度可調(diào)范圍寬，精度高（±0.1 rpm），是控制絲徑和性能的關(guān)鍵。
7、卷繞系統(tǒng)（Winding System）
功能：將成品絲材均勻、整齊地卷繞到絲筒（Bobbin）上。
類型：
直角卷繞（Precision Winding）：導(dǎo)絲器橫向移動，實現(xiàn)精密排線。
交叉卷繞（Spooling）：適用于大卷裝。
組成：卷繞頭、排線器（Traversing Mechanism）、張力控制器。
8、控制系統(tǒng)（Control System）
大腦，集成所有參數(shù)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)。
功能：
精確控制各加熱區(qū)溫度（PID調(diào)節(jié)）。
調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速、牽引速度、卷繞速度。
設(shè)定拉伸比、冷卻風(fēng)量等工藝參數(shù)。
實時顯示數(shù)據(jù)，存儲工藝配方，支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出。
形式：通常為PLC+觸摸屏或PC上位機軟件，界面友好，操作簡便。
9、輔助系統(tǒng)
通風(fēng)與排氣：在機筒前段設(shè)排氣口，排出物料中的水分或揮發(fā)物。
安全保護：過載保護、超溫報警、緊急停止按鈕。
支架與機架：支撐整個系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于移動和操作。
