《塑料成型工藝與設(shè)備》課件-項(xiàng)目二 擠出成型技術(shù)

1.擠出成型法生產(chǎn)板（片）材擠出成型法可生產(chǎn)厚度介于0.02~20mm的薄膜、片材和板材。擠出成型法生產(chǎn)板（片）材

<0.25mm稱為薄膜；0.25~1mm稱為片材；>1mm稱為板材。按產(chǎn)品厚度劃分：擠出機(jī)將物料熔融塑化，而后熔融物料在狹縫機(jī)頭中成型為所需規(guī)格的板坯，經(jīng)三輥壓光機(jī)壓光，冷卻定型，再經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)一步冷卻，然后由切邊機(jī)切邊，經(jīng)二輥牽引機(jī)牽引后切割成所需規(guī)格的板材。擠出成型法生產(chǎn)板（片）材目錄生產(chǎn)設(shè)備01成型工藝02目錄生產(chǎn)設(shè)備01成型工藝02一、生產(chǎn)設(shè)備機(jī)筒應(yīng)加過濾網(wǎng)和分流板。機(jī)頭與擠出機(jī)機(jī)筒之間用連接器連接。連接器的內(nèi)孔，進(jìn)料端呈圓錐形，出料端由圓錐形過渡成矩形。兩端用法蘭與機(jī)筒和機(jī)頭模具連接。機(jī)頭為扁平機(jī)頭。出料口寬而薄，熔體從料筒擠到機(jī)頭內(nèi)，流道由圓形變成狹縫形，物料沿著機(jī)頭寬度方向均勻分布，經(jīng)模唇擠出板材。1機(jī)頭1機(jī)頭01020304支管式機(jī)頭魚尾式機(jī)頭衣架式機(jī)頭分配螺桿機(jī)頭一、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)關(guān)鍵：在機(jī)頭流道的整個寬度上物料流速相等。（1）支管式機(jī)頭1機(jī)頭

特點(diǎn)機(jī)頭內(nèi)有一個與模唇口平行的圓筒形槽，可貯存一定量的料，起分配物料和穩(wěn)壓作用，使料流穩(wěn)定，以便均勻地將物料擠出。一、生產(chǎn)設(shè)備熔體從支管中部進(jìn)入，充滿支管后，再由支管縫隙擠到模唇。結(jié)構(gòu)簡單能夠調(diào)節(jié)幅度，可生產(chǎn)寬幅制品。適合PP、PE塑料的生產(chǎn)。熔融物料在支管停留時間過長，易分解。缺點(diǎn)1機(jī)頭（1）支管式機(jī)頭一、生產(chǎn)設(shè)備（2）魚尾式機(jī)頭1機(jī)頭一、生產(chǎn)設(shè)備阻流器的作用是增大物料在型腔中部的阻力，使物料沿機(jī)頭全寬方向流速均勻一致；限制模腔中部塑料熔體的流速。（3）衣架式機(jī)頭1機(jī)頭吸取了支管式和魚尾式兩者的優(yōu)點(diǎn)。它有支管但不大；有魚尾似的扇形但擴(kuò)張角很大，160~170°。由于支管小，縮短了塑料熔體在機(jī)頭內(nèi)的停留時間；由于有扇形部分，而提高了制品厚薄的均勻性，所以衣架式機(jī)頭越來越廣泛地得到應(yīng)用。生產(chǎn)幅寬1~2m，最寬可達(dá)4~5m。一、生產(chǎn)設(shè)備制造困難；價格高；適用于PVC塑料。缺點(diǎn)1.機(jī)頭相當(dāng)于在支管機(jī)頭的支管內(nèi)放入一根螺桿的扁平機(jī)頭。螺桿由電機(jī)驅(qū)動，使物料不能停滯在支管中，并均勻地將物料分配在機(jī)頭整個寬度上，使厚度均勻。（4）分配螺桿機(jī)頭1機(jī)頭一、生產(chǎn)設(shè)備三輥壓光機(jī)1牽引裝置2冷卻輥3切割裝置4自動測厚儀52輔機(jī)一、生產(chǎn)設(shè)備熔融物料由機(jī)頭擠出后立即進(jìn)入三輥壓光機(jī)進(jìn)行壓光、熱處理和冷卻定型，同時三輥壓光機(jī)還起一定的牽引作用，調(diào)整板片各點(diǎn)速度一致，以保證板片平直。有三個輥筒，中間的輥是固定的，上下兩輥可上下移動，調(diào)整輥隙以調(diào)整板片的厚度。2輔機(jī)1）三輥壓光機(jī)一、生產(chǎn)設(shè)備三輥輥筒的溫度取決于所加工的物料，一般為35~100℃之間。輥筒是中空的，且?guī)в袏A套，通入蒸汽、油、熱水或冷水進(jìn)行控溫。輥筒長度比口模寬度略寬，其表面鍍硬鉻。2輔機(jī)1）三輥壓光機(jī)一、生產(chǎn)設(shè)備2）牽引裝置從壓光輥出來的板材在導(dǎo)輥的引導(dǎo)下進(jìn)入牽引裝置。2輔機(jī)牽引裝置的作用：將板材均勻地牽引至切割裝置，防止在壓輥處積料，而造成板材彎曲變形，并且將板材壓光、壓平。一、生產(chǎn)設(shè)備2從壓光機(jī)出來的板材并不能完全冷卻，通常要用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)才能使板材完全冷卻。在壓光機(jī)與牽引裝置之間設(shè)置冷卻輥10~20個。2輔機(jī)3）冷卻輥?zhàn)饔弥С猩形赐耆鋮s的板材，防止板材彎曲變形，并把從壓光機(jī)出來的板材充分冷卻使其完全固化，輸送到牽引裝置。一、生產(chǎn)設(shè)備4）切割裝置板材的切割包括切邊與切斷。切邊多用圓盤切刀；切斷多用電熱切、鋸切（硬板）和剪切（軟板）。5）自動測厚儀采用射線自動測厚，測試時不直接與板材接觸，不損傷板材；可沿板材橫向移動，并自動記錄數(shù)據(jù)；精度可達(dá)0.002mm，快而準(zhǔn)。2輔機(jī)一、生產(chǎn)設(shè)備目錄成型工藝02生產(chǎn)設(shè)備01二、成型工藝1擠出溫度機(jī)頭溫度比料筒高，因?yàn)闄C(jī)頭相當(dāng)寬，熔料必須均勻分布，溫度高，粘度低，流動性好，分布均勻。機(jī)頭溫度分段控制，兩邊高，中間低。從機(jī)頭擠出的板材溫度較高，為使板材緩慢冷卻，防止板材產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而翹曲，三輥壓光機(jī)三個輥筒應(yīng)加熱。輥筒溫度應(yīng)高到足以使熔融物料和輥筒表面完全貼緊；過低造成板材產(chǎn)生斑點(diǎn)，表面無光澤，透明度差且產(chǎn)生小細(xì)紋。2三輥壓光機(jī)輥筒溫度二、成型工藝通過機(jī)頭溫度與模唇開度控制配合，調(diào)整板材厚度的均勻性。二、成型工藝3板材厚度與模唇間隙模唇間隙一般等于或稍小于板材要求的厚度；三輥間隙一般等于或稍大于板材規(guī)定的厚度；板材最終厚度一般由三輥壓光機(jī)轉(zhuǎn)速來控制。2.擠出成型設(shè)備概述目錄擠出成型過程01擠出成型特點(diǎn)02擠出成型設(shè)備組成03擠出成型設(shè)備分類04目錄擠出成型過程01擠出成型特點(diǎn)02擠出成型設(shè)備組成03擠出成型設(shè)備分類04也稱擠出模塑或擠塑成型，是塑料成型加工的重要成型方法之一，大部分熱塑性塑料和橡膠都能用此法進(jìn)行加工。一、擠出成型過程擠出成型:（1）熱塑性塑料，由擠出制成的產(chǎn)品都是連續(xù)的型材，如管、棒、絲、板、薄膜、電線電纜等。（2）熱固性塑料，僅限于少數(shù)幾種塑料，且擠出制品的種類也有限。應(yīng)用:一、擠出成型過程擠出成型過程分為兩個階段：一、擠出成型過程第一個階段是使固態(tài)塑料塑化（即變成粘性流體），并在加壓情況下使其通過特殊形狀的口模而成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)體；0102第二個階段則是用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄊ箶D出的連續(xù)體失去塑性狀態(tài)而變?yōu)楣腆w，即得所需制品。目錄擠出成型特點(diǎn)02擠出成型設(shè)備組成03擠出成型設(shè)備分類04擠出成型過程01與其它成型方法相比，擠出成型有下述特點(diǎn)：二、擠出成型特點(diǎn)生產(chǎn)過程是連續(xù)的，因而其產(chǎn)品都是連續(xù)的，可連續(xù)化生產(chǎn)；生產(chǎn)效率高，一臺φ200擠出機(jī)700kg/小時，德國φ500擠出機(jī)20t/小時；應(yīng)用范圍廣，能生產(chǎn)管材、棒材、板材、薄膜、單絲、電線、電纜、異型材、中空制品等；投資少，收效快；結(jié)構(gòu)簡單，易操作；擠出成型在擠出機(jī)上進(jìn)行，擠出機(jī)是塑料成型加工機(jī)械的重要機(jī)臺之一。目錄擠出成型設(shè)備組成03擠出成型特點(diǎn)02擠出成型設(shè)備分類04擠出成型過程01為使成型過程得以順利進(jìn)行，一臺擠出成型設(shè)備一般由下列各部分組成：三、擠出成型設(shè)備組成主機(jī)輔機(jī)控制系統(tǒng)1.主機(jī)三、擠出成型設(shè)備組成擠壓系統(tǒng)：主要由料筒和螺桿組成。塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立的壓力下，被螺桿連續(xù)地定壓、定量、定溫地擠出機(jī)頭。加料系統(tǒng)傳動系統(tǒng)：它的作用是給螺桿提供所需的扭矩和轉(zhuǎn)速。加熱冷卻系統(tǒng)：其功用是通過對料筒(或螺桿)進(jìn)行加熱和冷卻，保證成型過程在工藝要求的溫度范圍內(nèi)完成。三、擠出成型設(shè)備組成1.主機(jī)2.輔機(jī)三、擠出成型設(shè)備組成機(jī)頭(口模、芯架等)：它是制品成型的主要部件，熔融塑料通過它獲得一定的幾何截面和尺寸。定型裝置：它的作用是將從機(jī)頭中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來．并對其進(jìn)行精整，從而得到更為精確的截面形狀、尺寸和光亮的表面。通常采用冷卻和加壓的方法達(dá)到這一目的。冷卻裝置：由定型裝置出來的塑料在此得到充分的冷卻，獲得最終的形狀和尺寸。牽引裝置：其作用為均勻地牽引制品。并對制品的截面尺寸進(jìn)行控制，使擠出過程穩(wěn)定地進(jìn)行。三、擠出成型設(shè)備組成2.輔機(jī)3.控制系統(tǒng)（檢測和控制）三、擠出成型設(shè)備組成它由各種電器、儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)自動化水平的高低，可控制擠出機(jī)的主機(jī)、輔機(jī)的拖動電機(jī)、驅(qū)動油泵、油（汽）缸和其它各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)按所需的功率、速度和軌跡運(yùn)行，以及檢測、控制主輔機(jī)的溫度、壓力、流量，最終實(shí)現(xiàn)對整個擠出機(jī)組的自動控制和對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。我們一般稱由以上各部分組成的擠出裝置為擠出機(jī)組。目錄擠出成型設(shè)備分類04擠出成型設(shè)備組成03擠出成型特點(diǎn)02擠出成型過程01四、擠出成型設(shè)備分類單螺桿式擠出機(jī)按工作原理分螺桿式擠出機(jī)無螺桿式擠出機(jī)雙螺桿式擠出機(jī)普通型高速自熱型按排氣狀況分排氣式擠出機(jī)非排氣式擠出機(jī)按裝配結(jié)構(gòu)分整體式擠出機(jī)組合式擠出機(jī)目前應(yīng)用得最廣泛的是臥式單螺桿和雙螺桿擠出機(jī)。四、擠出成型設(shè)備分類按安裝位置分立式擠出機(jī)臥式擠出機(jī)按用途分造粒擠出機(jī)混煉擠出機(jī)超高分子量擠出機(jī)3.螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù)目錄螺桿擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)01螺桿的主要參數(shù)02目錄螺桿擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)01螺桿的主要參數(shù)02普通螺桿擠出機(jī)的性能特征通常用以下幾個主要技術(shù)參數(shù)表示：一、螺桿擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)螺桿直徑：指螺桿外徑，用D表示，單位mm。螺桿長徑比：用L/D表示；其中L為螺桿的有效長度，即有螺紋部分的長度（工藝上將L定義為由加料口中心線到螺紋末端的長度），D為螺桿直徑。螺桿轉(zhuǎn)數(shù)范圍：用n表示，單位為rpm，分為下限值nmin和上限值nmax。驅(qū)動電機(jī)功率：用P表示，單位kW。一、螺桿擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)對機(jī)筒加熱的溫控段數(shù)，用B表示。料筒加熱段數(shù)：用E表示，單位kW。料筒加熱功率：用Q表示，單位kg/h。擠出機(jī)生產(chǎn)率：一、螺桿擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)用H表示，指螺桿中心線到地面的高度，單位mm。機(jī)器中心高度：長、寬、高，表示為長×寬×高，單位mm。機(jī)器外形尺寸：用W表示，單位為t或kg。機(jī)器質(zhì)量(重量)：目錄螺桿擠出機(jī)的技術(shù)參數(shù)01螺桿的主要參數(shù)02二、螺桿的主要參數(shù)D—螺桿外徑；d—螺桿根徑；t—螺距；W—螺槽寬度；e—螺紋寬度；h—螺槽深度；Φ—螺旋角；L—螺桿長度；螺桿是螺桿擠出機(jī)的關(guān)鍵性部件。通過它的轉(zhuǎn)動，料簡內(nèi)的物料才能發(fā)生移動，得到增壓和部分的熱量（摩擦熱）。螺桿的幾何參數(shù)，諸如直徑、長徑比、各段長度比例以及螺槽深度等，對螺桿的工作特性均有重大的影響，一般螺桿的結(jié)構(gòu)如圖所示。二、螺桿的主要參數(shù)指螺桿外徑，代表擠出機(jī)的規(guī)格。隨著直徑增大，生產(chǎn)能力提高。螺桿直徑D:螺桿長徑比L/D:螺桿的有效長度與螺桿直徑之比。L/D大，溫度分布好，混合均勻，影響擠出機(jī)的產(chǎn)量和擠出質(zhì)量（衡量塑化效率）；L/D愈大，物料的停留時間愈長，混合塑化效果愈好，但加工的難度增大。二、螺桿的主要參數(shù)指加料段第一螺槽的容積與均化段最后一個螺槽容積之比。一般為2~5。螺桿壓縮比A:A＝螺桿第一螺槽的容積/螺桿最后螺槽的容積。A的獲得：等距變深、等深變距、變深變距。二、螺桿的主要參數(shù)H＝KDK＝0.02～0.06，H為均化段的螺槽深度。二、螺桿的主要參數(shù)螺槽深度H:H小，產(chǎn)生的剪切速率大，塑化效果好，但生產(chǎn)率低。螺槽深度與物料的穩(wěn)定性有關(guān)，對剪切比較敏感的塑料如PE、PA，適合選擇較淺的螺槽；對剪切速率不太敏感的塑料如PVC、PC等，應(yīng)選擇較深螺槽。二、螺桿的主要參數(shù)螺旋角θ:θ是螺紋與螺桿橫截面之間的夾角，通常在100~300之間。隨著θ增大，出料快，生產(chǎn)能力提高，但擠壓剪切作用減少，停留時間短，塑化效果下降。螺紋棱寬度e:e大，動力消耗大；e小，漏流增加。一般e=0.08~0.12D。螺桿與料筒的間隙δ:δ值大生產(chǎn)效率低，δ值過小時，強(qiáng)烈剪切，會引起過熱降解，一般δ與螺桿直徑之比為0.0005~0.002左右。其作用是將松散的物料逐漸壓實(shí)并送入下一段；減小壓力和產(chǎn)量的波動，從而穩(wěn)