擠出成型和注射成型.ppt

擠出成型 擠出成型 擠出成型是借助螺桿的擠壓作用 使塑化均勻的塑料強行通過機頭而成為具有恒定截面的連續(xù)制品 如管 板 絲 薄膜 電線電纜等 擠出成型是塑料成型加工中重要方法之一 擠出成型制品舉例 塑料擠出成型工藝流程 擠出過程 加料 在螺桿中熔融塑化 機頭口模擠出 定型 冷卻 牽引 切割 擠出成型的特點 連續(xù)化 效率高 質(zhì)量穩(wěn)定 應用范圍廣 設(shè)備簡單 投資少 見效快 生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生 勞動強度低 適于大批量生產(chǎn) 適用的樹脂材料 絕大部分熱塑性塑料及部分熱固性塑料 如PVC PS ABS PC PE PP PA 丙烯酸樹脂 環(huán)氧樹脂及密胺樹脂等應用 塑料薄膜 網(wǎng)材 帶包覆層的產(chǎn)品 截面一定長度連續(xù)的管材 板材 片材 棒材 打包帶 單絲和異型材等等 還可用于粉末造粒 染色 樹脂摻和等 一 擠出設(shè)備 由 擠出機機頭口模輔機等組成 一 擠出設(shè)備組成 單螺桿擠出機的結(jié)構(gòu) 單螺桿擠出機主要由傳動系統(tǒng) 加料系統(tǒng) 塑化系統(tǒng) 加熱與冷卻系統(tǒng) 控制系統(tǒng)等組成 擠出系統(tǒng)是最主要的系統(tǒng) 它由料筒 螺桿 多孔板和過濾網(wǎng)組成 雙螺桿擠出機的結(jié)構(gòu) 二 擠出機的工作過程 普通單螺桿擠出機的工作過程 雙螺桿擠出原理 雙螺桿擠出機的結(jié)構(gòu) 雙螺桿擠出的特點 與單螺桿擠出機相比 雙螺桿擠出機具有以下特點 1 較高的固體輸送能力和擠出產(chǎn)量 2 自潔能力 3 混合塑化能力高 4 較低的塑化溫度 減小分解可能 5 結(jié)構(gòu)復雜 成本高 三 螺桿的幾種形式 常用的是等距不等深螺桿 二 熔體輸送理論 a 正流 正流 拖曳流 Qd cm3 h 是物料沿螺槽向機頭方向的流動 它是由于螺桿轉(zhuǎn)動 物料在螺桿根部與機筒間形成相對運動而形成的流動 正流決定擠出量大小 b 逆流 逆流 反流 Qp 與Qd相反的流動 由機頭 多孔板等阻力元件對熔體的反壓力造成 也叫壓力流 隨機頭壓力的升高而增加 熔體有四種形式的流動 c 環(huán)流 橫流 環(huán)流 Qt 由分速度Vbx引起的在螺槽內(nèi)與正流垂直的流動 對總擠出量影響不大 可忽略不計 但對熔體的混合 塑化 熱交換起重要作用 d 漏流 漏流Ql 是物料由于機頭阻力元件引起的反向流動 漏流沿螺桿與料筒間隙向加料口方向流動 可降低擠出量 正常情況Ql很小 為0 1 0 6mm 當磨損嚴重時 Ql的急劇大 熔體輸送能力的分析 熔體的輸送Q Qd Qp Ql 實際的流動形式為 熔體沿螺槽螺旋前進 類似彈簧纏繞在螺槽內(nèi) 忽略Ql 經(jīng)計算熔體輸送能力為 機頭阻力加大P Q 產(chǎn)量下降 轉(zhuǎn)速N Q 提高 螺桿直徑增加D Q 產(chǎn)量明顯增加 所以要得到高的產(chǎn)量 增大螺桿直徑是最有效的手段之一 螺桿長度L Q 擠出穩(wěn)定性增加 螺槽深度h增加 擠出穩(wěn)定性下降 三 普通三段式單螺桿存在的問題 目前 一般單螺桿多采用等距不等深螺桿 加料段常和均化段螺槽深度不變 壓縮段螺槽逐漸變淺 這種螺桿可以滿足一般的擠出成型 但存在以下幾方面的問題 1 熔融效率低熔融段熔體與固體床共同存在于一個螺槽中 減小了料筒壁與固體床的接觸面積 固體床隨著熔融解體 部分碎片進入熔體中 很難從剪切獲得熱量 這樣 固體床不能徹底熔融 另外 已熔物料與料筒壁接觸 從料筒壁和熔膜處獲取熱量 溫度繼續(xù)升高過熱 2 壓力 溫度和產(chǎn)量波動大固體輸送時又與螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較高頻率的波動 由于熔融過程的不穩(wěn)定性產(chǎn)生低頻波動 溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性差或環(huán)境因素的變化引起的波動 3 混合效果差不能很好適應一些特殊塑料的加工或混煉 著色工藝過程 四 新型螺桿 用于含水和易產(chǎn)生揮發(fā)組分的物料排氣原理 物料到排氣段時已基本塑化 由于該段螺槽突然加深 壓力驟降 氣體從熔體中逸處 從排氣口排出 1 排氣式螺桿 2 分離型 屏障型 螺桿 原理 在螺桿熔融段再附加一條螺紋 將原來一個螺紋所形成的螺槽分為兩個 將已熔物料和未熔物料盡早分離 促進未熔料盡快熔融 不同類型屏障型螺桿舉例 3 銷釘型螺桿 原理 物料流經(jīng)過銷釘時 銷釘將固體料或未徹底熔融的料分成許多細小料流 這些料流在兩排銷釘間較寬位置又匯合 經(jīng)過多次匯合分離 物料塑化質(zhì)量得以提高 銷釘設(shè)置在熔融區(qū) 排列形狀有人字形 環(huán)形等 銷釘形狀有圓柱形 菱形 方形等 4 混合螺桿 在熔融段末或均化段增設(shè)置混合 混煉 剪切 均化等作用的元件 可以提高混合的均勻性 混煉效果好 混色均勻 分散性好 注射成型 一 成型方法簡介 注射成型也稱注塑 是塑料的一種重要的間歇式成型方法 成型過程 注射成型是將粒狀或粉狀塑料從注射成型機的料斗送入機簡內(nèi)加熱熔融塑化后 在柱塞或螺桿加壓下 物料被壓縮并向前移動 通過機簡前端的噴嘴 以很快的速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi) 經(jīng)過一定時間的冷卻定型后 開啟模具即得制品 這種成型方法是一種間歇式的操作過程 原料 除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外 幾乎所有的熱塑性塑料都可用此法成型 注射成型也能加工某些熱固性塑料 如酚醛塑料等 4 成型周期注射成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等 周期的長短取決于制品的壁厚 大小 形狀 注射成型機的類型以及所采用的塑料品種和工藝條件等 5 產(chǎn)品注射成型可生產(chǎn)各種形狀 尺寸 精度滿足各種要求的制品 注射成型制品的重量從一克到幾十公斤不等 視需要而定 注塑成型特點 生產(chǎn)周期短 生產(chǎn)效率高 能成型形狀復雜 尺寸精確或帶嵌件的制品 成型塑料品種多 易于實現(xiàn)自動化 因此廣泛用于各種塑料制品的生產(chǎn) 其成型制品占目前全部塑料制品的20 30 注射成型是一種比較先進的成型工藝 目前正繼續(xù)向著高速化和自動化方向發(fā)展 注射成型產(chǎn)品示例 二 注射成型原理 注射機的分類 根據(jù)塑化方式不同分為 柱塞式注射機螺桿式注射機 螺桿式注射機 柱塞式注射機特點 結(jié)構(gòu)簡單 但壓力損失大 塑化不均勻以 不適合熱敏性塑料 實際應用 目前工廠中廣泛使用的是螺桿式注射機 60g以下的小型制件多用柱塞式 根據(jù)排列方式不同分類 臥式 立式 角式 注射機的組成 注射系統(tǒng) 作用 將物料塑化 并在很高的壓力和較快的速度下 通過柱塞 螺桿的推擠 將熔融塑料注射入型腔組成 料斗 加料裝置 料筒 螺桿 柱塞和分流梭 噴嘴 一 塑化裝置 料斗 加料計量裝置 料筒 螺桿與擠出裝置大致相同2 注射螺桿與擠出螺桿的不同 注射螺桿在旋轉(zhuǎn)的同時有軸向運動 有效長度是變化的 長徑比小 只需塑化 不需穩(wěn)定 螺槽深以提高生產(chǎn)率 加料段較長 螺桿頭部多為尖頭 有的加止逆環(huán) 螺桿頭部結(jié)構(gòu) 要注意防止出現(xiàn)熔融塑料積存 回流現(xiàn)象 一般 大的塑料 用錐行尖頭 小的塑料 必須裝止逆環(huán)以防回流 噴嘴 作用 保持較高注射壓力和速度 使物料進一步塑化 類型 直通式 自鎖式 杠桿針閥式等 物料粘度大 熱穩(wěn)性差 用大口徑直通式 粘度小 用自鎖式和杠桿針閥式 自鎖式噴嘴 自鎖式噴嘴的原理 合模裝置 組成 導柱 固定模板 調(diào)模裝置 頂出裝置 分類 機械式 液壓式 機械 液壓式 作用 開啟 閉合模具 鎖模 脫出 模具 液壓和電器控制系統(tǒng) 注射成型機是由塑料塑化 模具閉合 注射入模 壓力保持 制品固化定型 開模取出制品等多道工序組成的連續(xù)生產(chǎn)過程 液壓