Полное руководство по инструментам для экструзионного формования

Пресс-формы для литья пластмасс - это разновидность пресс-форм, используемых для формования изделий из пластмасс. Экструзионные пресс-формы принимают расплавленный материал из экструдера и в условиях экструзии пропускают его через свою полость, где структура, форма и размер пресс-формы соответствуют технологическим требованиям заготовки, которая становится изделием после охлаждения и формования. Люди часто называют этот тип пресс-формы для изделий, соединенной со стволом экструдера, "головкой фильеры".

Экструзионные пресс-формы в основном используются для производства пластиковых изделий, таких как трубы, листы и профили. Этот тип пресс-форм обычно состоит из нескольких частей, включая головку машины, форму для формования, систему охлаждения и т. д. Экструзионные пресс-формы отличаются простотой конструкции, высокой эффективностью производства и стабильными размерами изделий. В качестве примера мы рассмотрим формовочную головку для экструзии труб:

1: Принцип и характеристики экструзионного формования

Принцип и характеристики экструзионного формования

Принципы и характеристики подробно описаны в другой статье.

Что такое линия экструзии пластика - одношнековый тип?

Процесс и основные элементы экструзионного формования

1. Подготовка сырья
2. Фаза пластификации
3. Этап формовки
4. Калибровка
5. Стягивание, скручивание или разрезание пластиковых деталей

Ключевые элементы, влияющие на экструзионное формование:

1. Температура
2. Давление
3. Скорость экструзии
4. Скорость тяги

2. Обзор экструзионной головки для экструзионного формования труб:

Головки для экструзионного формования труб обычно называют "фильерными головками".

Функции штамповочных головок:

• Преобразование расплава пластмассы из спирального в линейное движение
• Создание необходимого давления формования для плотных изделий
• Дальнейшая пластификация материала
• Придание материалу требуемого профиля поперечного сечения

• Классификация штамповочных головок:
  • По форме: кольцевые и плоские штампы
  • По направлению подачи и выгрузки: горизонтальный и прямой угол
  • По назначению: головки для выдува пленки, головки для труб, головки для профилей, головки для стержней и головки для листов
• Принципы дизайна:
  • Обтекаемая внутренняя полость
  • Достаточная степень сжатия для устранения швов и уплотнения материала
  • Правильная форма поперечного сечения
  • Компактная конструкция с соответствующим выбором материала (износостойкий, коррозионностойкий)

Структурный состав головки экструзионной фильеры:

1. Умри:

• Штамп формирует внешнюю поверхность изделия. Прямая часть фильеры является определяющей длиной, увеличивая сопротивление потоку при прохождении материала, обеспечивая плотность и равномерность потока продукта.
• Размерная длина L1 = (0,5~3)D, где D - номинальный размер наружного диаметра изделия. Меньшие значения используются для больших диаметров, большие значения - для мягких труб, а меньшие - для жестких.
• Размерная длина L1 = nt, где t - толщина стенки изделия, а n - коэффициент, варьирующийся для различных пластиковых материалов (HPVC: 18~33, SPVC: 15~25, PA: 13~23, PE: 14~22, PP: 14~22).
• Внутренний диаметр фильеры, Dm, равен D = k ds, где ds - наружный диаметр пластиковой трубы в мм; k - коэффициент компенсации, изменяющийся в зависимости от материала.

2. Стержень:

• Стержень образует внутреннюю поверхность изделия. Основные размеры включают внешний диаметр стержня, длину сегмента сжатия и угол сжатия.
• Внешний диаметр стержня равен внутреннему диаметру матрицы минус удвоенный зазор между матрицей и стержнем, и (0,83~0,94) раз больше толщины стенки изделия.
• Длина L2 стержня равна или немного больше длины L1 фильеры.
• Сжатая длина стержня образует зону сжатия с соответствующей конической частью матрицы, обеспечивая устранение проточных линий перед входом в зону определения размеров.
• Угол сжатия стержня зависит от вязкости пластика (низкая вязкость: 45~60 градусов, высокая вязкость пластика: 30~50 градусов).

3. Дистрибьютор:

• Кронштейн распределителя поддерживает распределитель и стержень. Оребрение распределителя должно быть обтекаемым. Для маленьких головок используется 3 ребра, для средних - 4 ребра, а для больших - 6-8 ребер.

4. Устройство для калибровки:

• Используется для определения наружного и внутреннего диаметра.
• Метод внутреннего давления для определения наружного диаметра предполагает подачу сжатого воздуха в трубу с давлением 0,02~0,10 МПа и длиной калибровочной гильзы, примерно в три раза превышающей ее внутренний диаметр.
• Вакуумный метод измерения внешнего диаметра требует уровня вакуума 53~66 кПа внутри калибровочной гильзы. Диаметр вакуумного отверстия составляет от 0,6 до 1,2 мм.
• Гильзы с внутренним диаметром имеют конусность по длине, обычно в пределах 0,6~1,0:100.

5. Коэффициент тяги и коэффициент сжатия:

• Это технологические параметры, связанные с размерами матрицы и стержня. Размер поперечного сечения зазора в матрице определяется на основе размеров участка трубы.
• Обычные коэффициенты вытяжки для пластиковых материалов: HPVC: 1,0~1,08. SPVC: 1,1~1,35. ABS: 1,0~1,10. HDPE: 1.20~1.50. LDPE: 1.10~1.20. PA: 1.30~2.00. PC: 0.90~1.05.
• Коэффициент сжатия - это отношение максимальной площади поперечного сечения подаваемого материала на стыке головки фильеры и многодырчатой пластины к площади поперечного сечения зазора между фильерой и стержнем (пластики низкой вязкости: 4~10. Пластики высокой вязкости: 2,5~6,0).

3. Качество продукции и фактор экструзионного формования

1. Пожелтение поверхности продукта и частые следы от ожогов: Если температура ствола экструдера контролируется в пределах технологического диапазона и стабильна, рассмотрите этот вариант:
   • Распределительный конус в пресс-форме может иметь большой угол расширения, что приводит к высокому сопротивлению течению расплава.
   • В канале подачи расплава в пресс-форму могут быть застойные зоны, затрудняющие поток материала.
   • Препятствия в канале потока.
2. Непрерывные продольные канавки на поверхности изделия: Это происходит в основном из-за засорения канала подачи расплава в форму:
   • Возможно, в части проточного канала застряли посторонние предметы, а в зоне формовки имеются царапины, заусенцы или сильный износ.
3. Нестабильность геометрии пластиковых изделий и значительные погрешности размеров: Это может быть вызвано:
   • Малая степень сжатия в полости пресс-формы.
   • Небольшой отрезок секции определения размера мундштука пресс-формы.
   • Деформация рукава или неравномерная температура корпуса пресс-формы.

Общие проблемы качества производства труб и дефекты пресс-форм:

1. Шероховатая и тусклая поверхность изделия
   • Возможные проблемы:
     1. Слишком короткая длина секции определения размеров (прямого участка).
     2. Высокое значение шероховатости внутренней поверхности штампа.
     3. Недостаточная гладкость внутренней поверхности охлаждающей гильзы.
     4. Низкая температура изготовления пресс-формы.
   • Решения:
     1. Увеличьте длину прямого участка.
     2. Уменьшите шероховатость внутренней поверхности секции для снятия размеров штампа.
     3. Отполируйте внутреннюю окружность втулки для улучшения гладкости.
     4. Соответствующим образом увеличьте температуру изготовления формы.
2. Следы от ожогов или линии на поверхности продукта
   • Возможные проблемы:
     1. Высокая степень сжатия в полости формы, чрезмерное сопротивление течению расплава, длительное пребывание расплава в форме, приводящее к его разложению.
     2. Высокая температура изготовления пресс-формы.
     3. Застой в канале течения расплава в пресс-форме.
     4. Посторонние предметы, засоряющие полость пресс-формы.
   • Решения:
     1. Изменение конструкции для соответствующего уменьшения степени сжатия или угла конуса распределителя.
     2. Понизьте температуру изготовления формы.
     3. Отремонтируйте и разгладьте застойные участки в пресс-форме.
     4. Устраните препятствия.
3. Большие погрешности в толщине стенок труб
   • Возможные проблемы:
     1. Неравномерный зазор между матрицей и стержневым валом.
     2. Низкая точность изготовления штампов и стержневых валов, вызывающая несоосность.
     3. Неравномерное распределение температуры в пресс-форме, большие перепады температуры.
     4. Нестабильный поток расплава из устья формы.
   • Решения:
     1. Отрегулируйте зазор между матрицей и стержневым валом.
     2. Осмотрите и при необходимости переделайте.
     3. Выявите и замените поврежденные нагревательные элементы.
     4. Проблема в основном связана с нестабильной скоростью вращения шнека или большими колебаниями температуры в бочке; также на проблему может влиять неравномерная температура пресс-формы.
4. Низкая прочность и хрупкость трубы
   • Возможные проблемы:
     1. Неправильный выбор сырья.
     2. Малая степень сжатия.
     3. Недостаточная длина сегмента определения размера.
   • Решения:
     1. Заново подберите подходящее сырье.
     2. Увеличьте степень сжатия в полости пресс-формы; возможно, потребуется перепроектирование пресс-формы.
     3. Увеличьте длину сегмента определения размера.
5. Труба легко гнется и деформируется, показывая водопроводные линии
   • Возможные проблемы:
     1. В основном из-за нестабильного контроля температуры формы.
   • Решения:
     1. Замените поврежденные нагреватели и элементы управления.
6. Линии расплава на поверхности трубы
   • Возможные проблемы:
     1. Малая степень сжатия в полости расплава пресс-формы.
   • Решения:
     1. Перепроектируйте пресс-форму, чтобы увеличить степень сжатия.

Заключение

Понимание сложностей, связанных с инструментами для экструзионного формования, является ключом к производству высококачественных пластмассовых изделий. Сосредоточившись на точном проектировании инструмента и контроле процесса, производители могут преодолеть общие проблемы и достичь совершенства в своих экструзионных операциях.

Теги:

Процесс экструзии (2) Экструзия из полиамида (1) Экструдеры для пластмасс (4) Усиленный шланг (2) Проекты успеха (1) Экструзия полиэтилена (1) Устранение неполадок (1)