В технологичната система за формоване под налягане цилиндърът и винтът съставляват основната единица за пластифициране и транспортиране. Техните принципи на проектиране се въртят около процеса на трансформация на пластмасови суровини от твърдо в разтопено състояние, интегрирайки знания от множество дисциплини като термодинамика, механика на флуидите и механична трансмисия. Целта е да се постигнат ефективни, еднакви и контролируеми пластични ефекти, за да се отговори на изискванията за формоване на различни материали и продукти.
Дизайнът на цевта първо подчертава прецизната конструкция на топлинната среда. Това е цилиндрична структура с голямо съотношение на дължина-към-диаметър (дължина към вътрешен диаметър), образуваща запечатана пластифицирана кухина между вътрешната стена и винта. По аксиалната посока той е функционално разделен на зони за контрол на температурата, съответстващи на секцията за захранване, секцията за компресиране и секцията за хомогенизиране. Всяка секция е оборудвана с независимо нагревателно устройство и може да бъде допълнена от охладителна система, образуваща градиентно разпределение от ниска температура към висока температура и след това към температура на хомогенизиране. Този сегментиран принцип на контрол на температурата може да предотврати преждевременното омекване на суровината, което би довело до лошо транспортиране, и може да осигури достатъчно топлина в секциите за компресиране и хомогенизиране, насърчавайки пълното топене на материала при срязване и топлопроводимост. Едновременно с това охлаждането предотвратява локализирано прегряване, което може да доведе до разграждане на материала. Конструкцията на структурната твърдост на тялото на цевта също е от решаващо значение, изисквайки от него да издържа на вътрешно високо налягане и термично напрежение. Обикновено се използва-коване или центробежно леене от легирана стомана с висока якост, а вътрешната стена може да бъде подобрена с биметален композит или устойчиви-на износване покрития за подобряване на издръжливостта.
Ядрото на дизайна на винта се крие в геометричните параметри и функционалното съвпадение на резбата и жлеба. Въз основа на движението на материала върху винта, той е разделен на секция за подаване, секция за компресиране и секция за хомогенизиране. Захранващата секция има по-дълбоки канали и умерен ъгъл на спиралата, плавно приемащи и уплътняващи насипни суровини с по-ниска сила на срязване. Компресионната секция има постепенно намаляващ обем на жлеба, използвайки вариации на стъпката или дълбочината на жлеба за компресиране на материала, изтласкване на въздуха и увеличаване на плътността, като същевременно повишава топлината на срязване, за да насърчи топенето. Секцията за хомогенизиране има по-плитки и по-равномерни канали, стабилизиращи налягането на стопилката и скоростта на потока, за да се осигури равномерна дозирана производителност. Ъгълът на спиралата влияе върху ефективността на транспортирането и якостта на срязване, което изисква оптимизиране въз основа на вискозитета на материала и изискванията на процеса. Формата на повърхността на винта и повърхностната обработка също са в обхвата на дизайна; специфичните форми на зъбите или издатините могат да подобрят ефектите на смесване, докато повърхностното втвърдяване подобрява устойчивостта на износване.
Конструкцията на монтиране между цевта и винта следва принципа на контрол на хлабината. Подходящата хлабина гарантира уплътняване на стопилката, предотвратява обратен поток и намалява работното съпротивление и топлината от триене. Твърде малката хлабина увеличава консумацията на енергия и риска от износване, докато твърде голямата хлабина намалява ефективността на пластифициране и причинява изтичане. Конструкцията на опорната и натискната структура в края на задвижването трябва да гарантира коаксиалността и аксиалната стабилност на винта при висок въртящ момент, за да се избегне необичайно износване, причинено от неравномерно натоварване.
Като цяло принципът на проектиране на цевта и винта се основава на термично управление, като се използва механично транспортиране и срязващо пластифициране като средство. Чрез систематично оптимизиране на структурата, параметрите и материалите се постига ефективно превръщане на пластмасовите суровини в еднородна стопилка при контролирани условия, осигурявайки основна гаранция за прецизността и качеството на шприцоването.
