U sistemu tehnologije brizganja, cijev i vijak čine jezgru plastifikacije i transporta. Njihovi principi dizajna vrte se oko procesa transformacije plastičnih sirovina iz čvrstog u rastopljeno stanje, integrirajući znanja iz više disciplina kao što su termodinamika, mehanika fluida i mehanički prijenos. Cilj je postići efikasne, ujednačene i kontrolisane efekte plastificiranja kako bi se zadovoljili zahtjevi oblikovanja različitih materijala i proizvoda.
Dizajn cijevi prvo naglašava preciznu konstrukciju termalnog okruženja. To je cilindrična struktura sa velikim odnosom-prema-prečnika (dužine prema unutrašnjem prečniku), formirajući zapečaćenu plastifikacionu šupljinu između unutrašnjeg zida i vijka. Duž aksijalnog smjera, funkcionalno je podijeljen na zone kontrole temperature koje odgovaraju sekciji za dovod, kompresijskoj sekciji i sekciji za homogenizaciju. Svaka sekcija je opremljena nezavisnim uređajem za grijanje i može biti dopunjena sistemom za hlađenje, formirajući gradijentnu distribuciju od niske temperature do visoke temperature, a zatim do temperature homogenizacije. Ovaj princip segmentirane kontrole temperature može spriječiti prerano omekšavanje sirovog materijala, što bi dovelo do lošeg transporta, i može osigurati dovoljno topline u dijelovima kompresije i homogenizacije, promovišući potpuno topljenje materijala pod smicanjem i provodljivost topline. Istovremeno, hlađenje sprječava lokalizirano pregrijavanje koje može dovesti do degradacije materijala. Konstrukcijska krutost tijela cijevi također je ključna, zahtijevajući da izdrži unutrašnji visoki pritisak i termičko opterećenje. Obično se koristi-kovanje od legiranog čelika visoke čvrstoće ili centrifugalno livenje, a unutrašnji zid se može poboljšati bimetalnim kompozitnim ili{10}}premazima otpornim na habanje kako bi se poboljšala izdržljivost.
Srž dizajna vijaka leži u geometrijskim parametrima i funkcionalnoj usklađenosti navoja i utora. Na osnovu kretanja materijala na vijku, on se dijeli na dio za dovod, dio za kompresiju i dio za homogenizaciju. Sekcija za hranjenje ima dublje žljebove i umjereni ugao spirale, glatko prima i sabija labave sirovine sa manjom silom smicanja. Kompresijski dio ima postupno smanjenje volumena žljebova, koristeći varijacije koraka ili dubine žljebova za komprimiranje materijala, izbacivanje zraka i povećanje gustine, dok istovremeno povećava toplinu smicanja kako bi se potaklo topljenje. Sekcija za homogenizaciju ima pliće i ujednačenije žljebove, stabilizirajući pritisak taline i brzinu protoka kako bi se osigurao ujednačen učinak doziranja. Ugao spirale utiče na efikasnost transporta i čvrstoću na smicanje, što zahteva optimizaciju na osnovu viskoznosti materijala i zahteva procesa. Oblik vijčane površine i površinska obrada također su u okviru projektiranja; specifični oblici zuba ili izbočine mogu poboljšati efekte miješanja, dok tretman površinskog očvršćavanja poboljšava otpornost na habanje.
Dizajn pristajanja između cijevi i vijka slijedi princip kontrole zazora. Odgovarajući zazor osigurava zaptivanje taline, sprečava povratni tok i smanjuje radni otpor i toplotu trenja. Premali zazor povećava potrošnju energije i rizik od habanja, dok preveliki zazor smanjuje efikasnost plastificiranja i uzrokuje curenje. Dizajn potporne i potisne konstrukcije na kraju pogona mora osigurati koaksijalnost i aksijalnu stabilnost vijka pod visokim okretnim momentom kako bi se izbjeglo abnormalno trošenje uzrokovano neravnomjernim opterećenjem.
Sve u svemu, princip dizajna cijevi i vijka zasniva se na upravljanju toplinom, koristeći mehaničko transportiranje i plastifikaciju smicanjem kao sredstva. Kroz sistematsku optimizaciju strukture, parametara i materijala, postiže efikasnu konverziju plastičnih sirovina u ujednačenu talinu pod kontrolisanim uslovima, pružajući temeljnu garanciju za preciznost i kvalitet brizganja.
