挤出成型和注射成型

挤出成型 挤出成型 挤出成型是借助螺杆的挤压作用 使塑化均匀的塑料强行通过机头而成为具有恒定截面的连续制品 如管 板 丝 薄膜 电线电缆等 挤出成型是塑料成型加工中重要方法之一 挤出成型制品举例 塑料挤出成型工艺流程 挤出过程 加料 在螺杆中熔融塑化 机头口模挤出 定型 冷却 牵引 切割 挤出成型的特点 连续化 效率高 质量稳定 应用范围广 设备简单 投资少 见效快 生产环境卫生 劳动强度低 适于大批量生产 适用的树脂材料 绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料 如PVC PS ABS PC PE PP PA 丙烯酸树脂 环氧树脂及密胺树脂等应用 塑料薄膜 网材 带包覆层的产品 截面一定长度连续的管材 板材 片材 棒材 打包带 单丝和异型材等等 还可用于粉末造粒 染色 树脂掺和等 一 挤出设备 由 挤出机机头口模辅机等组成 一 挤出设备组成 单螺杆挤出机的结构 单螺杆挤出机主要由传动系统 加料系统 塑化系统 加热与冷却系统 控制系统等组成 挤出系统是最主要的系统 它由料筒 螺杆 多孔板和过滤网组成 双螺杆挤出机的结构 二 挤出机的工作过程 普通单螺杆挤出机的工作过程 双螺杆挤出原理 双螺杆挤出机的结构 双螺杆挤出的特点 与单螺杆挤出机相比 双螺杆挤出机具有以下特点 1 较高的固体输送能力和挤出产量 2 自洁能力 3 混合塑化能力高 4 较低的塑化温度 减小分解可能 5 结构复杂 成本高 三 螺杆的几种形式 常用的是等距不等深螺杆 二 熔体输送理论 a 正流 正流 拖曳流 Qd cm3 h 是物料沿螺槽向机头方向的流动 它是由于螺杆转动 物料在螺杆根部与机筒间形成相对运动而形成的流动 正流决定挤出量大小 b 逆流 逆流 反流 Qp 与Qd相反的流动 由机头 多孔板等阻力元件对熔体的反压力造成 也叫压力流 随机头压力的升高而增加 熔体有四种形式的流动 c 环流 横流 环流 Qt 由分速度Vbx引起的在螺槽内与正流垂直的流动 对总挤出量影响不大 可忽略不计 但对熔体的混合 塑化 热交换起重要作用 d 漏流 漏流Ql 是物料由于机头阻力元件引起的反向流动 漏流沿螺杆与料筒间隙向加料口方向流动 可降低挤出量 正常情况Ql很小 为0 1 0 6mm 当磨损严重时 Ql的急剧大 熔体输送能力的分析 熔体的输送Q Qd Qp Ql 实际的流动形式为 熔体沿螺槽螺旋前进 类似弹簧缠绕在螺槽内 忽略Ql 经计算熔体输送能力为 机头阻力加大P Q 产量下降 转速N Q 提高 螺杆直径增加D Q 产量明显增加 所以要得到高的产量 增大螺杆直径是最有效的手段之一 螺杆长度L Q 挤出稳定性增加 螺槽深度h增加 挤出稳定性下降 三 普通三段式单螺杆存在的问题 目前 一般单螺杆多采用等距不等深螺杆 加料段常和均化段螺槽深度不变 压缩段螺槽逐渐变浅 这种螺杆可以满足一般的挤出成型 但存在以下几方面的问题 1 熔融效率低熔融段熔体与固体床共同存在于一个螺槽中 减小了料筒壁与固体床的接触面积 固体床随着熔融解体 部分碎片进入熔体中 很难从剪切获得热量 这样 固体床不能彻底熔融 另外 已熔物料与料筒壁接触 从料筒壁和熔膜处获取热量 温度继续升高过热 2 压力 温度和产量波动大固体输送时又与螺杆旋转产生较高频率的波动 由于熔融过程的不稳定性产生低频波动 温控系统的稳定性差或环境因素的变化引起的波动 3 混合效果差不能很好适应一些特殊塑料的加工或混炼 着色工艺过程 四 新型螺杆 用于含水和易产生挥发组分的物料排气原理 物料到排气段时已基本塑化 由于该段螺槽突然加深 压力骤降 气体从熔体中逸处 从排气口排出 1 排气式螺杆 2 分离型 屏障型 螺杆 原理 在螺杆熔融段再附加一条螺纹 将原来一个螺纹所形成的螺槽分为两个 将已熔物料和未熔物料尽早分离 促进未熔料尽快熔融 不同类型屏障型螺杆举例 3 销钉型螺杆 原理 物料流经过销钉时 销钉将固体料或未彻底熔融的料分成许多细小料流 这些料流在两排销钉间较宽位置又汇合 经过多次汇合分离 物料塑化质量得以提高 销钉设置在熔融区 排列形状有人字形 环形等 销钉形状有圆柱形 菱形 方形等 4 混合螺杆 在熔融段末或均化段增设置混合 混炼 剪切 均化等作用的元件 可以提高混合的均匀性 混炼效果好 混色均匀 分散性好 注射成型 一 成型方法简介 注射成型也称注塑 是塑料的一种重要的间歇式成型方法 成型过程 注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机简内加热熔融塑化后 在柱塞或螺杆加压下 物料被压缩并向前移动 通过机简前端的喷嘴 以很快的速度注入温度较低的闭合模具内 经过一定时间的冷却定型后 开启模具即得制品 这种成型方法是一种间歇式的操作过程 原料 除极少数几种热塑性塑料外 几乎所有的热塑性塑料都可用此法成型 注射成型也能加工某些热固性塑料 如酚醛塑料等 4 成型周期注射成型周期从几秒钟到几分钟不等 周期的长短取决于制品的壁厚 大小 形状 注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等 5 产品注射成型可生产各种形状 尺寸 精度满足各种要求的制品 注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等 视需要而定 注塑成型特点 生产周期短 生产效率高 能成型形状复杂 尺寸精确或带嵌件的制品 成型塑料品种多 易于实现自动化 因此广泛用于各种塑料制品的生产 其成型制品占目前全部塑料制品的20 30 注射成型是一种比较先进的成型工艺 目前正继续向着高速化和自动化方向发展 注射成型产品示例 二 注射成型原理 注射机的分类 根据塑化方式不同分为 柱塞式注射机螺杆式注射机 螺杆式注射机 柱塞式注射机特点 结构简单 但压力损失大 塑化不均匀以 不适合热敏性塑料 实际应用 目前工厂中广泛使用的是螺杆式注射机 60g以下的小型制件多用柱塞式 根据排列方式不同分类 卧式 立式 角式 注射机的组成 注射系统 作用 将物料塑化 并在很高的压力和较快的速度下 通过柱塞 螺杆的推挤 将熔融塑料注射入型腔组成 料斗 加料装置 料筒 螺杆 柱塞和分流梭 喷嘴 一 塑化装置 料斗 加料计量装置 料筒 螺杆与挤出装置大致相同2 注射螺杆与挤出螺杆的不同 注射螺杆在旋转的同时有轴向运动 有效长度是变化的 长径比小 只需塑化 不需稳定 螺槽深以提高生产率 加料段较长 螺杆头部多为尖头 有的加止逆环 螺杆头部结构 要注意防止出现熔融塑料积存 回流现象 一般 大的塑料 用锥行尖头 小的塑料 必须装止逆环以防回流 喷嘴 作用 保持较高注射压力和速度 使物料进一步塑化 类型 直通式 自锁式 杠杆针阀式等 物料粘度大 热稳性差 用大口径直通式 粘度小 用自锁式和杠杆针阀式 自锁式喷嘴 自锁式喷嘴的原理 合模装置 组成 导柱 固定模板 调模装置 顶出装置 分类 机械式 液压式 机械 液压式 作用 开启 闭合模具 锁模 脱出 模具 液压和电器控制系统 注射成型机是由塑料塑化 模具闭合 注射入模 压力保持 制品固化定型 开模取出制品等多道工序组成的连续生产过程 液压