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単軸スクリューと二軸スクリューのパイプ押出機の違いは何ですか？
パイプ押出機はプラスチックパイプの製造において不可欠な装置であり、原材料を溶融・成形し、さまざまな仕様のパイプに加工します。この種の機械には、単軸スクリューや二軸スクリューモデルが最も一般的です。しかし、多くのパイプ押出機メーカーはこの二つの定義上の違いを十分に理解しておらず、生産プロセスに最適な機械を選定する際に混乱を招いています。本記事では、単軸スクリュー式と二軸スクリュー式のパイプ押出機の主な相違点について、運転原理、生産効率、材料適用における汎用性、その他の関連するパラメータを中心に解説し、皆様の購入判断に役立つ情報を提供します。
差異1：単軸ねじ式と二軸ねじ式パイプ押出機の運転原理
単軸ねじ式と二軸ねじ式のパイプ押出機を区別する最も重要な点はその運転原理にあり、これが機械の材料処理能力に影響を与える。単軸ねじ式パイプ押出機には、シリンダー内に回転する単一のねじが装備されている。
このプロセスは非常に簡単です。ねじが回転してプラスチックの原料を供給口から押出ダイまで搬送します。材料はシリンダーの熱とねじのせん断力によって溶融状態に加熱されます。溶けた材料はダイを通ってパイプになります。これとは異なり、二軸押出成形機には互いに噛み合う2本のねじがあります。2本のねじは同じ方向または反対方向に回転できます。設計に関わらず、この構造によりねじが材料を搬送し、加熱およびせん断することが可能となり、相互の押出とせん断作用によって材料の混合および可塑化が向上します。これが、2種類のパイプ押出成形機が材料の可塑化品質において異なる理由です。
違い2：パイプ押出成形機の生産効率と生産能力。
パイプ押出機の生産能力および生産効率に関しては、メーカーの選択が二軸スクリューデザインと単軸スクリューデザインにおけるこれらの2つのパラメータによって大きく影響される。二軸スクリュー型と単軸スクリュー型の間では、生産効率および生産能力の差が顕著である。
単軸スクリューパイプ押出機は製造が容易ですが、最大回転速度が制限される（一般的に30～60rpm）という欠点があります。また、1本のスクリューでは水平方向の搬送能力およびプラスチック化能力がさらに低いため、生産能力も低下します。例えば、単軸スクリューパイプ押出機は1時間あたり50～100kgの直径50mmのPVCパイプを生産します。一方、二軸スクリューパイプ押出機はスクリュー同士の相乗効果により、より高い最大回転速度（100～150rpm）と大きな材料搬送能力を実現しています。たとえば、二軸スクリューパイプ押出機は1時間あたり150～300kgの50mm PVCパイプを生産でき、単軸タイプの2～3倍の生産能力を持ちます。大量生産においては、二軸スクリューパイプ押出機の方が全体的により高効率です。
単軸スクリューパイプ押出機は、通常のPVC、PE、PPなどの純粋で低粘度のプラスチック原料の処理に適しています。この設計は、さまざまな原料を投入して処理できるよう柔軟に対応可能です。ただし、ほとんどの場合、二軸スクリューパイプ押出機の方がこうした処理を行うのに容易です。
炭酸カルシウムを多量に充填したパイプやガラス繊維入りプラスチック管などの複合材料のように、特に充填率の高い材料の処理能力は限定的である。これは、一軸スクリュー押出機では成分の混合能力が不十分であり、フィラーおよび添加剤を基材中に均一に分散させることが困難なためであり、完成品パイプの品質が損なわれる可能性がある。一方、二軸スクリュー押出機は混合性とせん断能力が向上しており、より幅広い加工が可能である。これにより、基本的なプラスチック原料だけでなく、高充填強化材や高度に改質されたプラスチック材料も処理できる。例えば、炭酸カルシウムを40％充填してプラスチック管を製造する場合、二軸スクリュー押出機では炭酸カルシウムの均一な充填と濃度分布が可能であるのに対し、一軸スクリュー押出機では濃度のばらつきが生じ、強度低下や構造的耐久性の劣化を引き起こす。
製造されるパイプの品質と安定性は、メーカーの市場での優位性を決定づけるものであり、この点においても、2種類のパイプ押出機は大きく異なっている。
単軸ねじ式パイプ押出機の動作原理から、原材料を完全に溶かしきれず、均一に加熱できない場合があり、その結果として不良品のパイプが生産される可能性があります。これには、気泡の発生、壁厚のばらつき、表面の滑らかさの欠如などが含まれます。また、ねじの搬送安定性が低いという問題もあり、ねじや材料投入量のランダムな変動により、製造されるパイプの寸法が変化し、最終製品の均一性に影響を与えます。一方、二軸ねじ式パイプ押出機は、プラスチック化および均一な混合において優れており、表面が滑らかで壁厚が均一なパイプを確実に生産できます。さらに、より高度な搬送機構により、二軸ねじはパイプの寸法の変動を最小限に抑え、バッチ全体での均一性を保証します。パイプ製品の製造業者にとって、二軸ねじ式パイプ押出機は最適な選択です。
パイプ押出機に関しては、2つのモデルが設備投資や運転コストにおいて明確に異なっており、これらはメーカーにとって重要な検討事項です。
設備投資に関しては、二軸押出機はその複雑な構造（すなわち2本のスクリュー、高度な伝動システム、強化されたバレル）により、単軸押出機に比べて2〜4倍以上のコストがかかる。このため、予算が比較的限られている中小規模の製造業者にとっては、単軸押出機の方が魅力的である。運用面では、二軸押出機は2本のスクリューを駆動する必要があることや、複雑なメンテナンスサイクルが必要となるため、より高いメンテナンス費用とエネルギー費用が発生する。しかし、生産されるパイプの単価が低く、大量生産が可能であるため、製品品質を犠牲にすることなく、二軸押出機への投資を正当化できる場合が多い。最終的には、製造業者は生産規模を考慮し、設備投資と長期的な運用コストの両立を図る上で費用対効果のバランスを検討する必要がある。
まとめ
前述のセクションで概説したように、単軸スクリューパイプ押出機と二軸スクリューパイプ押出機は、動作原理が異なります。これにより、生産効率、材料適応性、製品パイプの品質、および全体的な生産コストに差が生じます。
単軸スクリューパイプ押出機は、小規模な生産ロットや基本的な材料の使用、予算に制約のある小規模メーカーに最適です。一方、二軸スクリューパイプ押出機は、大規模な生産ロットや高度な材料の取り扱い、高品質と高い効率を追求するメーカーに適しています。これらの違いを理解することで、自社の生産ニーズに合った適切なパイプ押出機を選定できます。価値向上につながる単軸および二軸スクリューパイプ押出機についてさらに詳しい情報が必要な場合は、以下のサイトをご確認ください。 https://www.bxkm.com/当社のプロフェッショナル製品およびカスタマイズサービスの詳細についてはこちら。
