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  1. 塑料挤出成型Plastics Extrusion Molding异型材挤出成型 广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  2. 项目10:认识型材生产线 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  3. 主要训练过程 项目10:认识型材生产线 • 任务10-1:认识生产线,及拆装模头 • 任务10-2:设定材料工艺及试开机运行 • 今天的任务: 任务10-2:设定材料工艺及试开机运行 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  4. 1. 任务告知: 拟实现的能力目标 • 生产线开启关闭及调节能力; • 工艺参数设定能力; • 定型装置调试能力; • 牵引装置调试能力; • 应急处理能力; 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  5. 2. 任务的引入 引导课文: • 异型材加工对挤出设备的要求是什么? • ABS异型材的配方由哪些主要原料组成?各起什么作用? • 塑料异型材挤出成型多用哪几种类型挤出机?各自有什么优点? • 塑料异型材成型中模头的作用是什么 ? • 异型材冷却定型冷却方式有哪些 ? • 异型材挤出成型生产线上要控制哪些参数?控制要求有哪些 ? • 何为加工助剂?在异型材的加工中一般为何要加入加工助剂 ? 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  6. 3. 任务的实施 • 通过动手操作演示异型材生产线开机步骤 • 学生分组协同操作 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  7. 4. 任务深化 • 塑料异型材加工工艺参数设定方法 • 异型材定型、冷却、牵引的调试方法 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  8. 5.归纳总结 • 异型材生产线开启关闭及调节能力; • 异型材生产线工艺参数设定能力; • 异型材定型装置及调试能力; • 异型材牵引装置及调试能力; • 应急处理能力; • 方法能力 (主要学习技巧方面) • 社会能力 (主要职业精神、团结协作方面) 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  9. 6.拓展 如何保证小剂量物料均匀分散? 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  10. 7.作业布置 根据任务的学习,撰写总结报告。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  11. 1. 塑料异型材生产工艺控制 • 原料及配方:准确把握原料的质量配比及其内在性质,注意讲配方需确定各原料型号和厂家之后才有实际意义。 • 设备:混合设备,保证混合均匀;挤出设备,塑化良好。好的混料机可以弥补塑化效果差的挤出机。 • 模具:保证截面形状和壁厚尺寸;保证流道设计的差异。 • 工艺控制: • 混合:正确控制混合温度和剪切速率确保均匀分散 • 挤出成型:温度、压力、螺杆转速、加料及牵引速度、排气和真空冷却等诸多因素综合影响。结合理论及生产的经验反复实践验证。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  12. 2. ABS塑料成型工艺特性 • ABS在熔融状态下的流变性呈现假塑性流体,对剪切速率较敏感。改善加工流动性,通过提高压力(剪切速率)比提高温度更有效。 • ABS是无定形聚合物,熔融温度较低,熔程较宽,故易于加工,且在成型温度有较小波动时,影响也不大。成型后无结晶,收缩率不大。 • ABS树脂在成型前常需进行干燥处理,使吸水率降低到0.1%以下,防止因吸湿性较大造成制品中出现云纹、气泡等缺陷。 • 挤出加工对ABS树脂物性要求(选用挤出级):熔体指数(g/10min):0.3~0.5;含水量≤0.1%;拉伸强度≥40Mpa。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  13. 3. 生产线开机准备 • 物料预干燥到指定要求。 • 根据产品品种、尺寸,选定机头规格,按顺序安装:装机头法兰、多孔板及过滤网、模体、口模;根据需要确定是否更换过滤网。 • 调整口模各处间隙均匀,检查主机与辅机中心线是否对准。 • 检查水路、气路和各部件是否正常工作。 • 各部分达到设定温度时,对机头各衔接处的螺栓进行检查、拧紧,防止漏料。 • 检查加料斗,不得有异物存在,尤其是金属和其它坚硬杂物。 • 清理操作现场,保持主机、辅机、操作台及相关物品有序整洁。 • 整机各部位都达到预设温度后,稳定30分钟左右再投料试车。 • 启动运转设备,速度由快到慢,检查运转是否正常,观察仪表工作状态。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  14. 4. 开车注意事项 • 低速启动开车,空转,检查螺杆、电流表、压力有无异常(空转时间不能太长),切忌冷开车 • 逐渐少量加料,待塑料挤出口模时方可大量加料,将挤出物缓慢引至已开动的冷却及牵引设备。 • 依据控制仪表指示和制品的要求,对各部分进行调整至正常状态。 • 取样,检查制品外观、尺寸是否符合要求,进一步调整挤出工艺。 • 塑料未被挤出前,任何人不得处于口模正前方。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  15. 5. 生产线的调节方法 • 各运转设备正常运转后,就准备开机生产: • 挤出机螺杆转速由低逐渐调高,同时观察物料塑化状况和口模出料情况,视挤出情况调整各部温度,直至正常 生产状态。 • 在挤出物正常情况下,启动螺杆挤出排气段的真空系统,排除挥发物。 • 将挤出物引入定型模、水槽和牵引装置。调整定型模使之与机头同心、同线;调整牵引块的中心高度,并以适当压力压紧型材,调节牵引速度使制品壁厚符合要求。 • 打开冷水、真空泵,锁紧定型箱,使制品贴附于定型套上。观察型材的壁厚、尺寸是否合格,制品有无弯曲、翘曲,分析异常成因,进行相应调整。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  16. 6. 生产线关闭方法及应急处理 停止加料,挤完生产料(单螺杆挤出)或加入停车料顶替生产料(双螺杆挤出)再关闭料筒和机头电源。 关闭主机电源同时,关闭各辅机电源,然后关闭总电源和冷却水阀门。 意外情况需短时间停车时,应切断电源,故障排除后可重新加热,逐渐替换排除滞留物料,再进入生产状态。 机头拆装清理时应使用专用工具,通常应用铜制工具清理机头内部积料,机头内的结垢只能用上光砂纸磨光。 长时间停车,拆除机头、口模和过滤器,清理干净后涂防锈漆保管。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  17. 7.常见的故障及排除方法 • 金属异物或小的金属零部件如螺钉或小扳手等工具掉入加料口,导致停机或使螺杆及料筒损坏。 • 润滑系统发生故障,如缺油或严重漏油等,会导致轴承因过热卡死或齿轮因过热而严重磨损等。 • 加工PVC类物料特别容易产生过热分解,分解时产生的氯化氢气体会严重腐蚀料筒、螺杆及机头流道表面。 • 断电后需重新启动,但料温未达到所需温度就启动挤出机,轻者会使电机有过载保护而停车,重者使安全销、键破坏,更严重时会损坏螺杆或料筒。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  18. 8. 挤出成型工艺参数控制 挤出成型工艺参数的控制包括成型温度、螺杆转速及计量加料速度、牵引速度、挤出机工作压力、排气及真空冷却等诸多方面。然而挤出工艺条件又和配方体系、挤出机结构和性能、制品的形状及模具设计、产品的质量要求以及公用工程等设施有关,因此欲得到外观和内在质量兼忧的异型材制品,其挤出成型工艺的控制是十分重要而又很复杂的,需依据理论原理及实际生产的经验反复实践才能确定,操作时还需依实际操作的具体情况给予适当的调整。 阅读资料:赵义平等编著. 塑料异型材生产技术与应用实例. 化学工业出版社, 2006. P292-301 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  19. 主要工艺参数控制: • 成型温度控制,包括料筒、机头、模具、螺杆的温度以及保温等几方面温度综合设定和调整,实践性很强。 • 挤出压力控制,压力由螺杆特性线和口模特性线决定。 • 螺杆转速控制,根据制品截面形状和大小、冷却定型能力综合考虑。 • 挤出速度控制,与物料、机头和口模的设计以及螺杆转速有关。 • 计量加料速度控制,单螺杆无影响,双螺杆影响其剪切速率、成型温度及压力分布。 • 挤出机排气控制,双螺杆设真空排气装置,避免型材出现空隙和气泡。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  20. 图中S1表示工作转数n1下的螺杆特性线,S2表示工作转数n2下的螺杆特性线(n2>n1),K1和K2分别表示没有进行和进行压力调节时的口模特性线,Qu为用观察挤出制品的均化度来确定的质量线,Tmax和Tmin分别为最大允许和最小可能的熔体温度,W为对于特定的挤出机的经济挤出量下限。该图的核心部分(阴影部分,即有效工作区),由三条线组成:质量线Qu —它将塑化不充分的区域和塑化质量满意的区域分开;温度上限线Tmax以上,物料会因过热而分解、交联,或粘度太低难以控制;经济线W—低于它,用下档的较小规格的挤出设备比较合适,否则不经济。挤出机最佳工作点位于Qu、Tmax之间的S2线之上处。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  21. 9. 定型方法 9.1 多板式定型 • 结构:简单,数块金属定型板排列于水槽中,每块板上有与型材外型相仿的孔,沿型材前进方向依次减小。 • 方法:挤出物从第一块定型板进入并沿顺次缩小的孔通过,达逐级定型目的。 • 设计:最后一块定型板的定型孔尺寸必须比型材截面大2-3%,防止离水收缩,注意做好防漏防水倒灌。 • 应用:适用于各种异型材外定型。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  22. 9.2 滑移式定型 • 特点:定型膜与型材外部轮廓相一致。 • 方法:工作时挤出的型材在缝隙内边滑动边冷却定型。 • 设计:型材沿牵引方向保持笔直,截面形状不得变化,且冷却速度须恒定。冷却水须与挤出方向呈对流状态进行冷却。 • 应用:适用于开放式异型材、空腔式异型材及组合对称异型材的加工。 • 其它形式:波纹板滑移式定型;折弯型材滑移式定型 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  23. 将从平缝模挤出的板材在滑移式定型模中折弯成需要的截面形状,冷却定型。此法能用简单的模具制造出复杂的大型异型材。将从平缝模挤出的板材在滑移式定型模中折弯成需要的截面形状,冷却定型。此法能用简单的模具制造出复杂的大型异型材。 制造瓦楞板时,预先挤出的板材经波纹形辊筒压成粗波纹,接着通过上图所示的滑移式定型模,冷却定型成为所要求的波纹板。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  24. 9.3 真空(外)定型 • 特点:由于采用间接水冷方式,有效抑制了内应力和形变。 • 方法:定型模周围壁上的细孔或缝口抽真空产生负压区,使型材的外壁与真空 定型器的内壁紧密接触,以确保型材冷却定型。 • 设计:由内壁有吸附缝的真空定型区和冷却区两部分组成,两个区域是交替的。 • 应用:中空异型材,如窗框等。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  25. 9.4 内芯定型 • 特点:减小制品内应力,内部定型精度较高。 • 方法:芯模与可冷却的定型芯棒相连接,挤出的管坯环绕此定型芯棒周围被拉出的同时进行定型和冷却。 • 设计:定型结构较复杂,内面定型需用迂回管。 • 应用:常用于定型内径公差较小的圆形或方形管材。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  26. 10. 冷却定型装置 一般由冷却定型台、真空系统、水冷却系统、冷却定型台移动系统和操作控制盘等组成 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  27. 11. 牵引装置 • 作用:克服型材在定型模内的摩擦阻力而均匀地牵引型材,使挤出过程稳定进行。 • 由于异型材形状复杂,有效面积上摩擦阻力大,要求牵引力也较大,同时为保证型材壁厚、尺寸公差、性能及外观要求,必须使型材挤出速度和牵引速度匹配。 • 异型材挤出常用牵引机有辊轮式、履带式和皮带式三种。 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  28. 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  29. 广东轻工职业技术学院高分子教研室

  30. 12. 切割及卸料 牵引切割机 制品堆放架 广东轻工职业技术学院高分子教研室