異型擠出技術(shù)及常見制品研究

王 蕾 黃建娜

摘 要: 介紹了異型擠出的幾種技術(shù),簡(jiǎn)述了開式、中空和實(shí)心異型擠出的方法和要點(diǎn),對(duì)異型材的生產(chǎn)有一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞: 異型擠出;開式;中空;實(shí)心

中圖分類號(hào): F276.44

1 開式異型擠出

1.1 開式異型材及其種類

開式異型材可廣泛應(yīng)用于土木、建筑、家俱、汽車、雜貨和機(jī)器零件等領(lǐng)域。合成木材的低發(fā)泡異型材也是開式異型材的一種,多用作建材。較早研制的典型制品有住宅用天花板四周的廊緣、住宅壁腳板、天花對(duì)型材、窗框用畫框、體育長(zhǎng)凳及環(huán)頂器材、落水槽及配線槽等硬質(zhì)PVC制品。

1.2 軟質(zhì)PVC槽形密封材

(1)槽形密封材的JIS規(guī)格。

此規(guī)格是對(duì)用鋼及鋁合金制窗框及門等,規(guī)定安裝固定玻璃用的軟質(zhì)PVC制槽形密封材的依據(jù)。

基本結(jié)構(gòu)大致有槽形密封材和卷邊密封材。槽形密封材是由嵌入窗框玻璃槽寬尺寸及裝玻璃厚度組合決定的,是由窗框與玻璃之間間隙來(lái)區(qū)分的。

(2)槽形材擠出機(jī)頭和成形。

使用帶有魚雷形分流梭形式的機(jī)頭時(shí),可防止高速樹脂的層流,而且縮小樹脂的體積,保持均勻的凝膠狀,在模具平坦部分以前再一次集中,在樹脂壓力均勻的狀態(tài),通過短成形面部分?jǐn)D出,可以均勻而且高速擠出軟質(zhì)PVC開式槽形較小的異型材。

低發(fā)泡的軟質(zhì)PVC密封襯墊柔軟性大,所以玻璃厚度在2、3、4毫米均可使用。這種低發(fā)泡的軟質(zhì)PVC密封襯墊的擠出成形可以使用使壓力平緩加至?？诘耐藫苁綑C(jī)頭。

1.3 硬質(zhì)PVC槽形材

硬質(zhì)PVC開式異型材的擠出是最基本的擠出成形之一。近來(lái),以提高制品精度和高速成形為目的,可以使用真空吸引冷卻定形,以下就此簡(jiǎn)單說(shuō)明。

首先,成形厚度從6毫米急劇縮小到2毫米的結(jié)構(gòu),寬向收縮率9%,高度收縮率10%,厚度相同。機(jī)頭噴嘴用電焊絲導(dǎo)向加工最近正在普及,但為了用簡(jiǎn)單形狀而設(shè)分模結(jié)構(gòu)。

其次,定形模用水套冷卻和真空吸引模。真空吸引孔不一定有效,然而切口式吸引孔是有效的。

此外,在冷卻過程中,當(dāng)產(chǎn)生彎曲等現(xiàn)象時(shí),可以調(diào)節(jié)水套的水量(冷卻彎曲面)。該法是用緩冷方式真空吸引,不僅制品精度高,而且彎曲、翹曲等缺點(diǎn)少,能高速成形。

2 中空異型擠出

2.1 硬質(zhì)PVC窗框

使用雙層玻璃的硬質(zhì)PVC制窗框是中空異型擠出的典型制品之一,這種做法可以節(jié)省資源措施,需求也迅速增大了。 因?yàn)閺挠操|(zhì)PVC窗框基材制品設(shè)計(jì)階段將壁厚設(shè)均勻,所以該機(jī)頭的修正容易。為使真空有效作用,可設(shè)2—5個(gè)真空區(qū)段,使冷卻區(qū)段與真空區(qū)段交互設(shè)置著。真空定形模的長(zhǎng)度根據(jù)制品的厚度、擠出速度和冷卻速度等不同而異,一般是使用2—5個(gè)200—400毫米長(zhǎng)度的區(qū)段串聯(lián)起來(lái)的。

以下就硬質(zhì)PVC窗框的擠出成形裝置略加說(shuō)明。

機(jī)頭是由水冷室和真空室組成,因?yàn)槌尚纹肥侵苯佑伤鋮s,所以不產(chǎn)生變形,可以得到優(yōu)質(zhì)制品。真空定形機(jī)頭的真空孔位置,常在全段等距設(shè)真空間隙,但在一處集中設(shè)3-4條間隙,保持較強(qiáng)的吸引力。為了各壁面的冷卻效果均勻,需要設(shè)Z字形的冷卻水路。

2.2 中空板材與雙層板

提高絕熱效果、遮音效果及采光性,而且輕量的中空板材或雙層板可用硬質(zhì)PVC、PC及PMMA等制造,可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)天花板或園藝室、太陽(yáng)能集熱器等各種建筑物。

成形中空板材用機(jī)頭設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是自模口的收縮率設(shè)在5%左右。當(dāng)加強(qiáng)筋的厚度與外壁厚同樣或者超過時(shí),易產(chǎn)生變形,所以加強(qiáng)筋的厚度要薄約10%—20%。

真空定形模的吸引口有間隙式和小孔式。本裝置用小孔式。真空孔需要將1—1.3毫米的孔以1.5—2毫米的間距均布在周圍。真空孔的剖面積盡可能小,增大真空室,吸引力大而均勻。

其次,有采取冷卻室盡可能接近真空室外側(cè),而提高冷卻效果的方法。并且,為了使冷卻均勻,水路如蛇行,而且分成幾個(gè)部分,冷卻調(diào)節(jié)容易。因?yàn)殡p層板的壁較薄,機(jī)頭受很大壓力,所以不得不用過厚型的機(jī)頭。

2.3 中空波紋板及其制法

關(guān)于塑料波紋板的制造技術(shù),下面就波紋與格子詳細(xì)說(shuō)明。這里先簡(jiǎn)單說(shuō)明中空異型擠出的一個(gè)例子。

一種方法是通過有板狀開口及變形板狀開口并列的機(jī)頭,在此機(jī)頭端與其連接配置一個(gè)集中的壓接用機(jī)頭,將HDPE、PP或HIPS等熱塑性樹脂擠出,制成一塊一塊的板狀體與變形板狀體。在這兩者的板狀體的間隙中流入空氣或氣體,壓接成一體的波紋板。

若用此法,則可以制造一塊板狀體與——面波狀體結(jié)合的波紋板和在兩面板狀體之間夾波狀板的波紋板,或三塊、四塊板的波紋板。

另一種方法是由兩塊平行的板和連接這些板的許多隔壁構(gòu)成,而且各隔壁與兩塊板的交線為大致波紋狀,連接成形為由蛇行狀線組成的異型板材。

3 實(shí)心異型材的擠出

3.1 實(shí)心異型材的種類與用途

典型的實(shí)心異型材有圓棒、超厚壁管或厚板材等,還有以方棒為主的適應(yīng)各種用途的厚壁異型材。這些實(shí)心異型材往往作為各機(jī)械零件的原材料,或者原狀用作建材、機(jī)械零件。

3.2 實(shí)心異型材擠出的原理

實(shí)心圓棒或異型材擠出成形的主要問題是產(chǎn)生巢穴,中心部分形成空孔,以及剖面形的不整等。為了解決這些問題,必須采取與一般擠出成形不同的加壓和緩冷方式。

在實(shí)心內(nèi)部,熔融樹脂殘存在圓錐體中,在其前部形成細(xì)小的針狀熔體,在此針狀熔體頂點(diǎn),不可能供給熔融樹脂,由于隨著樹脂凝固的收縮,在棒材中心殘余穴孔。因此,熔融樹脂圓錐的頂點(diǎn)與擠出壓力的波動(dòng)就變重要了。在用縮醛樹脂時(shí),圓錐的頂角最適為1—2度。若從此角度計(jì)算圓錐部分的長(zhǎng)度,直徑在25毫米約120毫米,直徑100毫米約480毫米。在此距離,中心部分受完全冷卻,此部分應(yīng)無(wú)巢孔。

3.3 實(shí)心擠出成形法

實(shí)心異型材的擠出成形法有連續(xù)法與半連續(xù)法,加壓方式有機(jī)械法和液壓法等。

成形實(shí)心異型材的成形筒內(nèi)部與異型材的形狀相合,而且內(nèi)面研磨加工,入口部分與加熱裝置連接。其他需要在外側(cè)設(shè)水冷套,套管設(shè)螺旋折流板,提高水的循環(huán),并且冷卻水以流向擠出方向較好。

成形筒的強(qiáng)度,對(duì)于圓棒或方棒都不太成問題,而對(duì)于寬幅的板材或異型材,因不耐高壓,往往在厚度方向彎曲,所以需要大大增強(qiáng)。并且,為了減少成形筒的內(nèi)壁與樹脂之間的摩擦,在內(nèi)面貼涂復(fù)氟樹脂的玻璃纖維布,或采用從油口注入潤(rùn)滑劑的方法。

總之,在擠出成形操作中,為了得到優(yōu)質(zhì)的實(shí)心異型材,樹脂的熔融溫度與冷卻速度、擠出壓力于牽引速度之間的組合必須最合適。

參考文獻(xiàn)

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