Twin screw extruder design literature review/pt

▼Grupo de Pesquisa em Tecnologia de Sustentabilidade Apropriada e Livre (FAST) da Western University

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The main goal of this literature review is to define a standardized step-by-step procedure for designing a twin-screw extruder. This page is dedicated to Fast's plastic waste to food project under supervision of Prof.Joshua M Pearce.

The twin-screw extruder is composed of the following components: hopper, barrel, variable screw speed and temperature control, electrical motor, and replaceable dies for producing products with varying sizes and forms. The schematic diagram of a twin-screw extruder is illustrated in figure 1.

Summarize: Schneider^[1] historically reviewed the evolution progress of the counter-rotating twin-screw extruder, which was originally developed in the early 1950s by Anton and Wilhelm Anger, who built a twin-screw extruder with a length of 12*D by overcoming the problem of joining pipes by means of plastic. After two decades of advancement in twin-screw extruder technology, the two most active companies namely Thyssen and Rheinstahl merged in 1972 and Thyssen Plastik Maschinen (TPM) was started its work by developing a new parallel model of twin-screw extruder series in 1976 with screw diameters of 50, 60, 85, 107, 130 as well as 160 mm. To resolve the issue of safely, adjusting the radial and axial forces in parallel models, and conical twin-screw extruders were developed that had design benefits for shaping the distributor drive. The first model was designed by Anger (AGM) in 1964, which was called single conical screws. A double conical screw was introduced by Krauss-Maffei In 1974, in which the flight depth declines constantly from the feed section to the metering section, and consequently, the output rate will increase. A little later, Krauss-Maffei proposed a multi-screw extruder in 1974, which was suitable for producing large pipe with approximately output rates ranged from 800 to1000 kg/h. Some multi-screw designs were invented by combining two pairs of screws as one twin-screw. Smaller screw diameters provide a greater percentage of surface area to throughput, allowing a great heated energy to be input from the outside. Throttle designs were developed to provide better material compression in addition to heat and shear energy input. Six brand new parallel twin-screw extruders with diameters ranging from 50 to 160 mm were presented in 1976. The profile screws, rather than the breaker plate, were outfitted with a double flighted, closely intermeshing throttle, and the pelletizing and pipe screws were equipped with baffles.

Resumo: Arvind et al. ^{[ 2 ]} fabricaram uma extrusora de parafuso básica para a produção de filamentos para impressoras 3D, um componente vital na indústria de impressão 3D. O transportador de parafuso, o sistema de acionamento, a unidade de alimentação, o sistema de aquecimento, a carcaça e o cabeçote de extrusão são componentes essenciais de qualquer extrusora de parafuso. Nossa abordagem para a escolha das propriedades ideais da extrusora de parafuso projetada foi baseada em entrevistas com especialistas da indústria e em uma revisão da literatura. A metodologia foi então organizada em cinco etapas, incluindo coleta de dados, seleção de parâmetros, determinação de restrições, aquisição de materiais e desenho. Na etapa de desenho, o Autodesk Inventor foi utilizado para montar os diversos componentes da extrusora de parafuso em um projeto completo. Finalmente, o projeto final da extrusora foi fabricado e testado para garantir seu funcionamento adequado na obtenção do filamento plástico através do bico. Para obter uma boa extrusão, foram realizados cálculos de expansão térmica tanto do aço carbono quanto do aço inoxidável durante sua utilização na estrutura da extrusora de parafuso.

O aço carbono médio EN-8 (Euro Standard 8) é utilizado para fabricar a haste roscada, que possui um passo constante de 40 mm e um diâmetro central variável de 20 a 32 mm. A rosca tem um diâmetro externo de 37,8 mm. O ângulo da hélice é de 18° e a largura da rosca é de 4 mm. Uma única barra de aço carbono médio EN-8 (Euro Standard 8) é utilizada para fabricar a haste roscada (aço não ligado fornecido por trefilação a frio). Um bloco cilíndrico de aço para matrizes foi montado em um torno equipado com uma placa de quatro castanhas. O bloco de aço para matrizes foi alinhado com o centro do eixo do torno para garantir a concentricidade do material antes e durante todo o processo de usinagem. O bocal é construído em latão e fixado à cabeça de extrusão. A peça de latão foi obtida com um diâmetro padrão de 25,4 mm e, em seguida, submetida a diversos procedimentos de usinagem. Os testes, observações e análises iniciais foram realizados para examinar a extrusora de rosca fabricada. A partir dessas observações, constatou-se o aquecimento da tremonha e a baixa temperatura na região do bico. A extrusora de rosca fabricada foi submetida a testes, observações e análises preliminares, que revelaram que a tremonha estava aquecendo cada vez mais e que a temperatura na região do bico estava diminuindo. Assim, a modificação final foi aplicada à extrusora de rosca fabricada para obter um diâmetro adequado dos filamentos.

Resumo: Justino Netto e Silveira ^{[ 3 ]} propuseram uma técnica de procedimento metódico para segmentos de extrusora de dupla rosca corrotantes que fornece informações valiosas para o projeto de uma cabeça de impressão intercambiável na Manufatura Aditiva. Seus resultados mostraram que as roscas podem girar corretamente, sem falhas, e o material é transferido conforme previsto em direção à matriz. Seu método se baseia no projeto de uma microextrusora de dupla rosca destinada a processar pequenos volumes de material em pó (cerca de 100 g), de acordo com Pahl et al. ^{[ 4 ]} ,cujo processo de projeto inclui o pré-dimensionamento, que ocorre após as etapas de coleta de informações e projeto conceitual. Após a confirmação da configuração do modelo padrão, os aspectos do projeto, incluindo dimensões e tolerâncias, procedimentos de fabricação e custos, foram finalizados.

Nota 1: Para aumentar a velocidade de forma constante ao longo do canal de fluxo, aspectos fundamentais devem ser considerados durante o projeto da matriz para evitar pontos mortos; portanto, o parâmetro de resistência ao fluxo ( _Kp ) foi calculado pela Equação 13 em seu artigo.

Nota 2: Os resultados mostraram que a abordagem de design desenvolvida é adequada para ser utilizada como uma mini extrusora de compostos de polímeros e cabeçote de impressão 3D.

Resumo: Sun et al. ^{[ 5 ]} revisaram os trabalhos publicados no contexto de " impressão de alimentos por meio de técnicas de extrusão " para identificar os problemas e desenvolvimentos nessa área de pesquisa. As configurações multieixos, incluindo Cartesiana, Delta, Polar e Braço Robótico de Montagem Seletiva e Flexível (SCARA), são as principais utilizadas no processo de impressão de alimentos. A estrutura Cartesiana possui eixos X, Y e Z para movimentos da esquerda para a direita, da frente para trás e de cima para baixo. Na configuração Delta, uma plataforma de impressão circular é instalada e a cabeça de impressão é posicionada sobre ela por três braços triangulares. Uma impressora de alimentos Polar inclui uma plataforma giratória, bem como uma cabeça de impressão que pode se mover para cima e para baixo para cobrir o eixo Z e para a esquerda e para a direita para cobrir os eixos X e Y tangencialmente. A configuração SCARA consiste em um braço robótico que se move no plano XY e um atuador adicional que se move ao longo do eixo Z. Devido à maior proporção do volume do componente alimentar impresso em relação ao tamanho da impressora, ao menor tempo de produção e ao menor custo, observa-se um crescente interesse no desenvolvimento de impressoras com estruturas Delta ou Polar. Embora a precisão de impressão seja importante para uma fabricação consistente e repetível, ela é geralmente menos exigente na impressão de alimentos do que na impressão de plástico ou na impressão médica. Em diversas impressoras de alimentos, são utilizados três mecanismos de extrusão: seringa, ar comprimido e parafuso. A unidade de extrusão baseada em seringa consiste em uma seringa para armazenar os suprimentos e um motor de passo para alimentar a operação de extrusão. Uma bomba pneumática e um cartucho de alimento encapsulado compõem um dispositivo de extrusão acionado por ar comprimido, com a bomba pneumática empurrando o material dentro do cartucho de alimento encapsulado para fora do bico. Os materiais alimentícios são carregados no cartucho e transferidos para o bico por um parafuso sem-fim na extrusão por parafuso para impressão contínua.

Guo et al. ^{[ 6 ]} realizaram uma pesquisa computacional para estudar a diferença entre impressoras 3D de alimentos baseadas em seringa e em parafuso, sendo que ambas utilizam principalmente a extrusão 3D na indústria alimentícia. Os modelos de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) foram discutidos neste estudo para avaliar e comparar as características do fluido nos dois tipos de impressão 3D. Além disso, uma avaliação experimental de impressão 3D foi realizada para comparar as duas impressoras 3D de alimentos. As simulações de CFD foram realizadas utilizando o software COMSOL Multiphysics, um programa comercial baseado em elementos finitos (FEM). As características de rotatividade e fluxo laminar do módulo CFD foram utilizadas neste estudo para analisar as características do fluido nos dispositivos de impressão 3D por extrusão com parafuso e por seringa, respectivamente. A tinta para impressão 3D foi feita a partir de purê de batatas. Durante todo o experimento, a temperatura permaneceu constante em 26 graus Celsius. O fluido foi considerado monofásico e incompressível, com interface de fluxo laminar.

Nota: Uma investigação com modelo simulado revelou que a impressora 3D de alimentos com extrusora de parafuso apresentava características de fluido complexas, com alguns refluxos detectados no espaço entre as paredes e as espiras da rosca no tubo de extrusão. A impressora 3D de alimentos com extrusora de seringa, por outro lado, apresentou características de fluido mais básicas e facilmente ajustáveis. Além disso, a impressão 3D experimental sugeriu que as impressoras 3D de alimentos com extrusora de parafuso são inadequadas para a extrusão de tintas viscosas. O presente estudo fornece dados para a seleção da estratégia de impressão adequada, uma base teórica e um guia especializado para pesquisa avançada em impressão 3D e para o projeto de impressoras modernas.

Resumo: Porpíglio et al. ^{[ 7 ]} desenvolveram um procedimento integrado baseado no método de variantes de solução e no método axiomático, aplicado a uma cabeça de impressão 3D modular. O método de variantes de solução é determinado pela atribuição de um número positivo entre 0 e 1 a qualquer critério, de acordo com sua importância. Ao avaliar a estrutura de transmissão de uma cabeça de extrusão vertical de parafuso duplo acoplada a uma impressora 3D de teste, o método proposto foi testado em um cenário de problema real. A impressora 3D do estudo de caso utilizou pó como matéria-prima em pequenas quantidades (cerca de 200 g) ^{[ 8 ]} para experimentos de impressão 4D, incluindo a definição de compostos e misturas de polímeros, bem como a geração de filamentos. Os resultados mostraram que o par de engrenagens helicoidais foi a melhor opção para acionar a estrutura (maior valor obtido na avaliação da variação da solução). Em relação ao instrumento de sincronização dos eixos (parafusos duplos correlacionais), a avaliação da variação da solução escolheu uma estrutura com uma engrenagem sincronizadora conectando as duas extrusoras, o que indicou um aumento nos valores ponderados totais para 7,55. Os resultados foram complementados por listas de reangularidade e semangularidade, que apresentaram valores de 0,838 e 0,500, respectivamente, confirmando a escolha do par de engrenagens helicoidais combinadas como estrutura de acionamento com alto grau de flexibilidade de projeto.

Resumo: Ji et al. ^{[ 9 ]} criaram uma extrusora de dupla rosca para materiais energéticos, proporcionando condições seguras. Neste trabalho, uma simulação numérica precisa, baseada na abordagem de elementos finitos, foi utilizada para prever o momento explosivo de materiais energéticos em cilindros de dupla rosca com diversas configurações de alívio de pressão. As especificações geométricas dos elementos da rosca são as seguintes: o diâmetro externo da rosca é de 50,4 mm, sua distância entre centros é de 40,8 mm, seu diâmetro externo e o cilindro são separados por uma folga de 0,5 mm, e seus passos são de 50 mm e 75 mm, respectivamente. Além disso, o modelo de Bird-Carreau foi utilizado para caracterizar as propriedades de fluxo do canal de alimentação. ^{[ 10 ]} Um cilindro específico foi projetado para resistir a ondas explosivas, considerando dois orifícios de alívio de pressão no modelo do cilindro. Os resultados mostraram que o topo da rosca e a zona de interpenetração apresentam a maior pressão e taxa de cisalhamento durante a fabricação de materiais energéticos por extrusoras de dupla rosca. Portanto, acidentes com explosões e detonações são mais prováveis ​​de ocorrer nesses pontos. A pressão dentro do cano dividido horizontalmente é visivelmente menor do que em um cano convencional. Observa-se que a pressão secundária desaparece e a deformação do cano é significativamente reduzida.

Resumo: Li et al. ^{[ 11 ]} propuseram um projeto otimizado de rosca extrusora para modelagem por deposição fundida (FDM), uma das tecnologias de impressão 3D mais utilizadas no mundo. Nesta pesquisa, o software de elementos finitos ANSYS foi aplicado para prever os parâmetros de fluxo na rosca extrusora. O método de teste ortogonal foi utilizado para investigar os efeitos do passo da rosca, profundidade da rosca, largura da ranhura da rosca, largura da borda da rosca e comprimento da seção de dosagem no campo de velocidade, campo de pressão, campo de temperatura e taxa de cisalhamento. Além disso, o software SolidWorks foi utilizado para gerar o modelo 3D da rosca e o material ABS com propriedades específicas foi utilizado durante a simulação. Finalmente, a eficácia do modelo proposto foi examinada para cada parâmetro utilizando o software Minitab versão 17. Após determinar os fatores ideais, a rosca otimizada foi examinada e validada. Os resultados mostraram que a extrusora de arame proposta funciona com eficiência quando o passo da rosca, a profundidade da ranhura da rosca, a largura da aresta da rosca e o comprimento da seção de medição são de 15 mm, 1,3 mm, 1,5 mm e 85 mm, respectivamente. A rosca otimizada pode aumentar a eficiência de fusão do material ABS.

Resumo: Zheng et al. ^{[ 12 ]} estudaram o processo de granulação por extrusão de dupla rosca (TSG) utilizando o método de elementos discretos (DEM). Neste estudo, uma unidade de processamento gráfico (GPU) foi utilizada como base para o desenvolvimento do DEM, visando obter insights macroscópicos e microscópicos. Os movimentos de translação e rotação de cada partícula no DEM são determinados pela segunda lei de Newton. O raio da rosca (R _s ), a distância entre as linhas centrais (C _l ), ​​a folga entre as duas roscas (s), a folga entre o cilindro interno e a rosca (b) e o número de canais paralelos (e) são as principais características geométricas. As duas roscas são ortogonais. Inicialmente, as geometrias do granulador de dupla rosca foram geradas utilizando um software de desenho assistido por computador (CAD) e salvas como um arquivo no formato de estereolitografia padrão (STL) para processamento posterior. Em seguida, o arquivo STL foi carregado no BlazeDEM-GPU, onde o modelo DEM para o granulador de dupla rosca foi criado. Para avaliação do desempenho do sistema, a distribuição do tempo de residência (RTD) foi determinada pela velocidade da rosca, configuração da rosca e parâmetros do material. A função de distribuição do tempo de residência (curvas E) apresentou uma dispersão reduzida para partículas de maior tamanho e velocidades de rosca mais altas, indicando que as partículas tiveram um tempo de residência considerável no granulador de rosca dupla. Por fim, os resultados mostraram que o DEM pode fornecer uma base confiável para a modelagem de granulações de rosca dupla. No entanto, os efeitos do arranjo das roscas e dos parâmetros de formulação (como formato das partículas e adição de aglutinante líquido) no comportamento da granulação de rosca dupla devem ser examinados em trabalhos futuros.

Resumo: Kowalski et al. ^{[ 13 ]} desenvolveram um novo método para otimizar o processo de projeto do perfil da rosca utilizando uma combinação de um modelo de algoritmo genético e uma função de aptidão de rede neural. Características específicas dos perfis de rosca para diversos produtos-alvo foram consideradas em condições necessárias. Diversas grandezas foram previstas para o desempenho ideal da extrusão de alimentos com rosca dupla, incluindo pressão, torque do motor, energia mecânica específica (EME), taxa de expansão (TE), absorção de água (AA) e solubilidade em água (SA). Neste estudo, foi utilizada farinha de trigo ceroso vermelho de primavera (var. Sagitario), obtida do Laboratório de Qualidade de Trigo Ocidental do USDA (Pullman, WA, EUA). A farinha continha 14,1% de proteína (em base seca), que foi hidratada a 4 °C em um misturador para atingir o teor de umidade especificado. A ausência de amilose foi verificada por exame colorimétrico com solução de iodo. O processo de extrusão foi realizado com uma extrusora de dupla rosca corrotativa de 20 mm de diâmetro (Modelo TSE 20/40, CW Brabender Instruments Inc., South Hackensack, NJ, EUA). A extrusora operou com uma relação L/D de 20:1 e quatro zonas de temperatura controlada. Foram implementados modelos de algoritmo genético e de rede neural utilizando o MATLAB (R2015b, MathWorks, Inc., Natick, MA, EUA). Para as respostas de pressão, torque do motor e efeito de memória de forma (EMF), os modelos de rede neural demonstraram altos valores de R² (>0,979), enquanto as respostas dos produtos para expansão (ER) (0,935), índice de espalhamento de água (WSI) (0,900) e índice de área de contato ⁽ WAI) (0,847) demonstraram valores de R² significativamente menores ^. Cinco produtos-alvo diferentes foram gerados em cinco ensaios independentes utilizando o modelo de algoritmo genético. Entre os ensaios 1, 3, 4 e 5, com dois desvios padrão, o ensaio 2 apresentou uma expansão ligeiramente maior do que a prevista. Nos ensaios 1, 2 e 4, o índice de absorção de água ficou dentro de dois desvios padrão. Nos ensaios 1, 3, 4 e 5, o índice de solubilidade em água ficou dentro de dois desvios padrão. A variância prevista foi especialmente significativa no índice de absorção de água, que apresenta uma faixa de variabilidade mais ampla. Por fim, os resultados mostraram que o método proposto possui eficiência suficiente para prever as características ideais do projeto do perfil da rosca, proporcionando um processo de extrusão mais eficiente.

Resumo: Kumar et al. ^{[ 14 ]} construíram um sistema de extrusão para produzir filamentos a partir de plásticos recicláveis, o que é uma parte vital do projeto de impressoras 3D. Neste trabalho, uma máquina de extrusão foi construída para gerar fibras para impressão 3D a partir de grânulos de garrafas PET. O projeto final foi uma máquina de baixo custo e alto desempenho que tritura, dissolve e mistura garrafas de água de plástico de tereftalato de polietileno após expelir as fibras homogêneas. O procedimento principal do sistema de extrusão projetado consiste em uma rosca que transporta os grânulos de plástico reciclável de um suporte através de um ponto de aquecimento em uma linha metálica, onde o plástico é liquefeito por alta temperatura. Em seguida, os grânulos de plástico liquefeito são movidos do suporte para a rosca para serem comprimidos através de um bocal em direção à extremidade da linha, formando uma fibra. O processo de extrusão possui cinco etapas distintas, incluindo a instalação do bico extrusor, o ajuste da temperatura do material, a alimentação do material, a guia do filamento e a medição do diâmetro do filamento, onde a temperatura pode ser alterada para obter filamentos de tamanhos diferentes. O processo de projeto foi realizado em sete fases, incluindo cilindro, funil, bico, haste helicoidal, lâmina trituradora, fundição do triturador e conjunto de extrusão. Os resultados mostraram que o desempenho ideal pode ser alcançado fixando-se a faixa de temperatura entre 230 e 250 °C, e uma alta taxa de eficiência pode ser obtida reduzindo-se a condução de calor. Com uma maior separação entre o recipiente e a zona aquecida, um volume maior de plástico pode ser incluído, permitindo que a extrusora descarregue mais fibras sem o risco de obstruir a derivação da linha de aquecimento.

Resumo: Sun et al. ^{[ 15 ]} desenvolveram um projeto estrutural para melhorar a qualidade de análogos de carne à base de plantas, semelhantes à carne animal. Neste estudo, a tecnologia de extrusão com alta umidade foi utilizada para avaliar formulações e otimizar as condições de extrusão, e a relação entre estrutura e formulação/processamento foi explicada. A importância de componentes estruturais importantes, como proteínas, polissacarídeos e suas misturas, na produção de estruturas fibrosas em análogos de carne foi investigada. Em seguida, a influência da temperatura do cilindro, do projeto da matriz de resfriamento e do nível de umidade da alimentação na obtenção da qualidade desejada do análogo de carne foi explorada. Os resultados demonstraram que a extrusão com alta umidade é um método de processamento realista e econômico para a produção de análogos de carne à base de plantas. Além disso, as qualidades desejadas do produto final podem ser alcançadas regulando-se fatores do processo, como a temperatura do cilindro e o teor de umidade da alimentação.

Resumo: Bernardo et al. ^{[ 16 ]} sugeriram um método de monitoramento óptico on-line para avaliar o desempenho global de mistura de extrusoras de dupla rosca corrotantes, considerando diversas geometrias. A tecnologia proposta baseia-se na dispersão e no retardo da luz causados ​​por partículas da fase dispersa, que podem ser usados ​​para obter informações sobre o número de partículas (como turbidez) e sua forma (como birrefringência de forma). Em seguida, em vários pontos axiais ao longo de três blocos de amassamento separados e sob diversas velocidades de rosca, foram formadas curvas de distribuição do tempo de residência (DTR). Os parâmetros K (uma constante na curva de pulso relacionada à área sob uma curva de DTR) e a variância das curvas de DTR foram utilizados para descrever os índices de mistura dispersiva e distributiva. Demonstrou-se que K é um indicador preciso de mistura dispersiva, enquanto a variância pode ser utilizada para avaliar a mistura distributiva. Os resultados dos experimentos indicaram que esses índices de mistura são sensíveis a mudanças nas condições de processamento e refletem o comportamento previsto para cada geometria de bloco de amassamento.

Resumo: Emin ^{[ 17 ]} estudou o estado da arte dos desenvolvimentos tecnológicos no processamento por extrusão, que possui um papel valioso na indústria alimentícia devido à sua flexibilidade na utilização de diversas matérias-primas para a produção de alimentos adaptáveis. Os estudos sobre esse processo são divididos principalmente em duas seções essenciais: a rosca e a matriz, que lidam com a matéria-prima extrudada e conferem a forma e a textura desejadas aos produtos. Após essas duas seções, o produto estará pronto para consumo. Para garantir a qualidade dos produtos desenvolvidos, foram realizadas análises, incluindo as propriedades de reação e as propriedades reológicas. Na análise das propriedades de reação, são consideradas não apenas as interações moleculares, mas também fatores como temperatura, tempo, tensão de cisalhamento, componentes, proporção de mistura e teor de água. Nas propriedades reológicas, são examinadas as propriedades de mistura, o perfil de tensão térmica e mecânica na seção da rosca, ou a expansão e texturização na seção da matriz. A análise das condições de processamento é outra etapa crítica que inclui a análise do perfil de tensão térmica, o perfil de tensão termomecânica e a análise das características de mistura. Para a primeira análise (perfil de tensão térmica), é fundamental coletar informações sobre a temperatura do material e seu tempo de residência. Para a segunda análise (perfil de tensão termomecânica e características de mistura), realiza-se uma análise numérica, principalmente pelo método dos elementos finitos (MEF) utilizando o software ANSYS POLFLOW, para obter informações essenciais sobre o perfil de tensão termomecânica e as características de mistura. As informações coletadas podem então ser utilizadas para ajustar o processo e, assim, obter o produto desejado ou produtos em diferentes escalas preferenciais.

Resumo: Este procedimento de projeto foi utilizado por Sobowale et al. ^{[ 18 ] [ 19 ]} para fabricar uma extrusora de dupla rosca. A extrusora foi projetada para resolver todos os problemas mencionados na construção de uma extrusora de dupla rosca realizada por Senanayake e Clarke ^{[ 20 ]} e Yamsaengsung e Noomuang ^{[ 21 ]} .Neste trabalho, o desempenho da extrusora projetada foi investigado utilizando diversos instrumentos, incluindo farinha de inhame, diferentes teores de umidade da alimentação (FMC) e velocidades da rosca (SS). Diversos fatores, como taxa de expansão, tempo de residência (TR), vazão e eficiência funcional, foram analisados ​​para garantir que todas as partes da extrusora fossem montadas adequadamente e funcionassem corretamente com alta eficiência. A extrusora construída operou de forma admirável, com os produtos expandindo-se muito bem. Exceto pela descoloração do extrudado de inhame em temperaturas elevadas, que resultou em um produto indesejável, não houve problemas sérios durante a operação. Isso influenciou a temperatura do cilindro e o FMC utilizado, sugerindo que a extrusão a frio é mais adequada para o extrudado de inhame. Ao inserir uma matriz de substituição de diferentes formatos na máquina, os testes comprovaram sua capacidade como extrusora multifuncional, gerando inúmeros itens extrudados de diversos formatos e tamanhos.

Os cálculos de projeto foram realizados com base nos trabalhos de Senanayake e Clarke, ^{[ 20 ]} Harold et al. , ^{[ 22 ]} Khurmi e Gupta, ^{[ 23 ]} Singh e Heldman, ^{[ 24 ]} e Sobowale et al. [ ^{25 ] [ 26 ] [ 19 ] Os} vários parâmetros de uma extrusora de dupla rosca projetada estão listados na Tabela I. Valores essenciais foram definidos e outros valores de menor importância foram obtidos durante os cálculos de projeto. Esses parâmetros são críticos para atender aos objetivos do projeto de uma extrusora de dupla rosca adequada em termos de comercialização, produção em massa e produtos extrudados de precisão. Portanto, a definição dos valores dos parâmetros e a relação entre eles devem ser cuidadosamente consideradas durante o projeto da extrusora de dupla rosca.

Resumo: Justino Netto e Silveira ^{[ 27 ]} projetaram uma cabeça de impressão 3D (Fig. 2) aplicando o conceito de extrusão de dupla rosca, no qual ambas as abordagens de mistura de múltiplos materiais em processo e deposição direta do produto foram organizadas simultaneamente para a criação adequada de objetos 3D. Sua metodologia foi estabelecida com base no livro de Kohlgrüber sobre o projeto de extrusoras de dupla rosca corrotativas ^{[ 28 ]} .Para avaliar a correção do procedimento formalizado, uma cabeça de impressão em escala real de ABS foi produzida utilizando uma impressora 3D. O experimento de prototipagem revelou que a fabricação de pequenos elementos de rosca é desafiadora, embora viável. Além disso, suas descobertas revelaram que procedimentos alternativos devem ser considerados para compactar ainda mais o sistema de transmissão. Ademais, a estrutura utilizada pode ser aplicada em outros projetos que lidam com projetos em pequena escala e fornece uma abordagem sistemática útil para definir claramente os fatores de influência no projeto de cabeças de impressão 3D.

A Tabela II mostra os parâmetros de projeto de uma cabeça de impressão tridimensional baseada em extrusão de dupla rosca, proposta por Netto e Silveira. ^{[ 27 ]} Trabalhos similares na literatura ignoram a apresentação dessas informações valiosas. Neste trabalho, uma abordagem sistemática para aspectos do procedimento de projeto foi relatada precisamente para fornecer um guia completo para trabalhos futuros. Além disso, os modelos analíticos deste trabalho são muito úteis para adaptar o processo de tomada de decisão em outras extrusoras de pequena escala em trabalhos similares.