挤出成型技术[业界优制]
挤出成型工艺—挤出成型原理(塑料成型加工课件)
二、挤出成型过程
既有混合过 程，也有成 型过程
树脂原料 加热黏流 塑料熔体
助剂
混合过程
加压 挤出连续体
一定规格的 制品
切割 成型连续体
冷却定型
成型过程
以 管 材 挤 出 原料 成型为例
挤出连续体
熔体
定型连续体
制品
三、挤出成型特点
1. 可以连续化生产，生产效率高。 2. 设备自动化程度高，劳动强度低。 3. 生产操作简单，工艺控制容易。 4. 原料适应性强，适用大多数热塑性树脂和少数热固性 树脂。 5. 可生产的产品广泛，同一台挤出机，只要更换不同的 辅机，就可以生产不同的制品。
挤出成型
挤出成型特点
一、挤出成概述
挤出成型又叫挤出模塑，是利用加热使塑料熔融塑化成 为流动状态，然后在机械力（螺杆或柱塞的挤压）的作用下， 使熔融塑料通过一定形状的口模制成具有恒定截面连续的制 品，适用于绝大部分热塑性树脂和部分热固性树脂。
除了用于挤出造粒、染色、树脂掺和等共混改性，还可用于塑 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、单丝和异型材等塑料制品的生产。
料表面接近或达到黏流温度，表面发黏。
要求：输送能力要稍高于熔融段和均化段。
2. 压缩段 （熔融段）
位置：螺杆中部一段。 作用：输送物料，使物料受到热和剪切作用熔 融塑化，并进一步压实和排出气体。 特点：物料逐渐由玻璃态转变为粘流态，在熔 融段末端物料为粘流态。 要求：螺杆结构逐渐紧密，使物料进一步压实。
（3）横流（环流） 由垂直于螺棱方向的分速
度引起的使物料在螺槽内产生翻 转运动。对生产能力没有影响， 但能促进物料的混合和热交换。
（4）漏流 由机筒与螺棱间隙处形成的
挤出成型工艺
四.异型口模
板接式,PP ,PE，结构简单， 但波动大；
流线型，硬PVC,造价高，
加工难度大。
第四节 挤出机的加热冷却系统
一.加热 料筒熔融段和机头外部 方式有电、液体和蒸汽加热。
二.冷却 螺杆加料段逆向通冷却水以加大输送能力
加料口下方用冷却水冷却，防止热量传向传动侧烧坏电机，并防止料斗 中“架桥”
第三节 常用机头和口模形式
机头：机头和口模常连为一体,通称机头,包括过滤网、多孔板、
分流梭（有时与模芯结合为一个部件）、模芯、口模等
机头的作用：
改变熔融物料的流动方向，使其由螺旋变为直线运动；
产生必要的压力使制品密实；使物料进一步塑化均匀；成型制品。
滤网screen，过滤机械杂质、未熔物料；增加料流阻力，
挤出成型extrusion molding
第一节 概述
挤出成型又叫挤塑、挤压、挤出模塑.是借助螺杆和柱 塞的挤压作用,使塑化均匀的塑料强行通过模口而 成为具有恒定截面和连续制品的成型方法.
1. 特点: ① 连续化,效率高,质量稳定 ② 应用范围广 ③ 设备简单,投资少,见效快 ④ 生产环境卫生,劳动强度低 ⑤ 适于大批量生产
4. 几种典型制品的生产线
挤出管材和异型材的生产、挤出片材、棒材生产、 电缆包覆、挤出吹塑薄膜、挤出中空吹塑
挤出管材生产
管材挤出的辅助设备
挤出片材生产
挤出线缆包覆成型
挤出吹塑薄膜
挤出中空吹塑成型
第二节 单螺杆挤出原理
挤出过程：预处理料加料——在螺杆中熔融塑化——口模挤
出——定型——冷却——牵引——切割 要使制品质量、产量稳定，须满足以下两个条件： ➢ 熔体的输送速率=固态物料的熔化速率 ➢ 沿螺杆轴向任一截面物料的质量流率=挤出机生产率
挤出成型技术
1 挤出成型的特点
（1）操作简单，工艺易控，可连续化、工业化、自动化生产， 生产效率高、应用范围广。 （2）挤出—吹塑成型，中空吹塑制品
挤出—拉幅成型，双轴拉伸薄膜 （3）产品形状多样 （4）设备简单，投资少，占地面积小
一般用于吸湿性塑料。干燥设备有烘箱或沸腾干燥器等。 有的干燥设备直接设置在加料斗上。 （2）挤出物的处理设备如用作冷却、牵引、卷取、切断和 检验设备。 （3）控制生产条件的设备指各种控制仪表，如温度控制器、 电动机启动装置、电流表、螺杆转数表和测定机头压力的 装置等。
挤出成型原理
根据塑料在挤出机中的物理状态变化和流动 行为，建立了 • 固体输送理论 • 熔化理论 • 熔体输送理论
L1—加料段长度
L2—压缩段长度
L= L1 + L2
+ L3
L3—均化段长度
螺杆长径比L/D
2 螺杆的几何参数
(1) 螺杆直径DS 外径：30-300mm之间，常见：60-150mm (2) 螺杆的长径比
一般15-25，以25居多，最大可达45 小：对塑料的混合和塑化不利 大：改善塑料的温度分布，混合均匀，减少挤出时的漏流 和逆流，提高挤出机的生产能力；适应性强，可用于多种塑料 的挤出。 过大：热敏性塑料因受热时间太长而容易分解，螺杆的自 重增加，制造和安装都困难，挤出机的功率消耗增大。
挤出机能够产生较大的压力，一般来说，其操作是间歇进 行，物料的塑化程度和均匀性不如螺杆式挤出机，因此应用 范围受限制。适用于聚四氟乙烯，超高相对分子质量聚乙烯 等塑料的挤出。
螺杆式挤出机
借助螺杆旋转时螺纹所产生的推动力将物料推向口模。 这种挤出机中通过螺杆强烈的剪切作用，促进物料的塑 化和均匀分散，同时使挤出过程连续进行，因此可以提 高挤出制品的质量和产量。适用于绝大多数热塑性塑料 的挤出。
挤出成型的优缺点
挤出成型的优缺点挤出成型是一种常见的塑料加工工艺，通常用于生产管道、板材、型材等产品。
这种工艺通过加热塑料原料使其软化，然后通过挤出机将软化的塑料强制挤压通过模具进行成型。
挤出成型有着独特的优点和缺点，下面将分别进行介绍。
优点：1.生产效率高：挤出成型生产效率较高，可以实现连续、自动化生产，节约人力成本，提高生产效率。
2.产品设计自由度大：挤出成型可根据产品的需求进行模具设计，易于定制各种形状和尺寸的产品，具有较大的设计自由度。
3.成本相对较低：挤出成型设备投资成本相对较低，且生产过程中原料利用率高，可以有效控制生产成本。
4.产品表面光滑：挤出成型产品表面光滑，无明显瑕疵，符合产品外观要求，适用于对外观要求较高的产品生产。
5.易于实现自动化生产：挤出成型可以与自动化生产线相结合，实现高度自动化生产，提高生产效率和产品质量一致性。
缺点：1.能耗较高：挤出成型生产过程需要较高的能耗，包括加热原料、挤出机运转等，能耗成本较高。
2.产品厚度不易控制：挤出成型在控制产品厚度方面存在一定难度，产品容易出现厚薄不均匀的情况，需要加强控制。
3.废品率较高：挤出成型过程中由于各种因素影响，容易产生废品，废品率相对较高，需要加强生产管理和技术控制。
4.对原料要求高：挤出成型对原料的要求较高，需要选用合适的塑料原料，影响生产成本和产品质量。
5.生产周期较长：挤出成型生产周期相对较长，从加热原料到成型需要一定时间，不适合对生产周期要求较短的产品。
综上所述，挤出成型作为一种常见的塑料加工工艺具有一定的优点和缺点，生产厂家在选择加工工艺时需根据产品特点和需求进行合理选择，充分发挥挤出成型工艺的优势，同时加强技术改进和管理控制，以提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
挤出成型案例
挤出成型案例
挤出成型是一种常见的塑料加工方法，通过挤出机将塑料加热融化后，通过模
具挤出成型，成为我们生活中常见的塑料制品。
下面我们就来看几个挤出成型的案例，了解一下这种加工方法的应用。
首先，我们来看汽车领域中的挤出成型案例。
在汽车制造过程中，很多塑料零
部件都是通过挤出成型来制造的，比如汽车门的密封条、车窗的密封条、车身外饰件等。
挤出成型可以保证这些零部件具有良好的密封性和外观质量，而且生产效率也比较高，符合汽车制造的大批量生产需求。
其次，建筑领域也有很多挤出成型的应用案例。
比如在建筑门窗的制造过程中，很多塑料型材都是通过挤出成型来生产的，这种型材具有轻质、隔热、防水等优点，可以满足建筑物对门窗的性能要求。
同时，挤出成型还可以生产各种建筑装饰材料，比如各种线条、装饰板等，为建筑物提供美观的外观装饰。
除此之外，挤出成型在日常生活用品领域也有广泛的应用。
比如塑料管道、塑
料桶、塑料包装盒等，都是通过挤出成型来生产的。
这些产品具有质量稳定、成本低廉、生产效率高的特点，可以满足日常生活用品对质量和价格的双重需求。
总的来说，挤出成型是一种非常常见的塑料加工方法，其应用领域非常广泛，
涵盖了汽车制造、建筑领域、日常生活用品等多个领域。
通过挤出成型，可以生产出质量稳定、外观美观的塑料制品，满足不同领域对塑料制品的需求。
随着科技的不断发展，相信挤出成型技术会有更多的创新和应用，为我们的生活带来更多便利和美好。
《挤出成型技术》课件
根据制品形状和尺寸进行结构设计，确保制品成型质量、提高生产 效率。
冷却系统
设计合理的冷却系统，控制模具温度，减小制品成型后的收缩率。
挤出成型设备的操作与维护
01
操作规程
制定严格的设备操作规程，确保 操作人员熟悉设备性能和安全操 作要求。
维护保养
02
03
故障排除
定期对设备进行维护保养，检查 各部件磨损情况，及时更换易损 件。
高分子材料在挤出成型技术中的优势在于其可塑性强、加工温度低、成型周期短 等，使得制品具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优良性能。同时，高分子材料在挤 出成型过程中易于实现自动化和智能化生产，提高了生产效率和产品质量。
新型挤出成型技术的研发与推广
随着科技的不断发展，新型挤出成型技术不断涌现，如微孔塑料挤出技术、异型截面管材挤出技术、 反应挤出技术等。这些新型技术的研发和应用，极大地丰富了挤出成型制品的种类和性能，满足了不 同领域的需求。
挤出成型技术的应用领域
挤出成型技术广泛应用于塑料加工行业，如管材、型材、薄膜、板材等产品的生产 。
除了塑料加工行业，挤出成型技术还应用于橡胶、陶瓷、玻璃纤维等材料的加工。
随着科技的发展，挤出成型技术的应用领域不断扩大，如3D打印技术的出现，使得 挤出成型技术也可以用于制造个性化的定制产品。
02
挤出成型设备
挤出成型工艺的控制要素
温度控制
温度是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包括 机筒温度、模具温度等。温度的控制直接影响着 塑料的塑化和产品质量。
速度控制
速度控制包括挤出速度、注射速度等，它影响着 产品的产量和质量。合理地调整速度参数，可以 提高生产效率和产品质量。
压力控制
压力也是挤出成型工艺的重要控制要素之一，包 括挤出压力、注射压力等。压力的控制对于塑料 的流动性和产品的致密性至关重要。
挤出成型法
挤出成型法在工业生产中，挤出成型法是一种常见的工艺方法，用于制造各种不同形状和尺寸的产品。
这种方法通过将材料塑料化然后挤压出来，使得材料能够在模具中形成所需的形状。
挤出成型法被广泛应用于塑料、橡胶、金属等材料的加工领域，为生产高质量、高效率的制品提供了重要支撑。
在挤出成型法中，首先需要将原材料经过一定的处理使之具有一定的粘性和流动性，以便在挤出机中顺利进行挤出操作。
然后，将处理后的材料加热至一定温度，使其变成熔融状态。
接着，将熔融的材料送入挤出机的进料口，经过螺杆的旋转和加压，在模具的压力下逐渐挤出形成所需的产品。
挤出成型法可以制作出具有不同截面形状的产品，如圆形、方形、槽形等，且生产效率高，成本相对较低。
这种制造方法的优点之一是生产过程相对简单，只需要一台挤出机和相应的模具即可完成，操作方便，生产效率高。
另外，挤出成型法所制造的产品表面光滑、尺寸精确，可靠性高，适用于大规模生产。
同时，挤出成型法还可以加工各种不同种类的材料，包括塑料、橡胶、金属等，具有较广泛的应用范围。
然而，挤出成型法也存在一些缺点。
例如，挤出过程中可能会产生内部应力，导致产品变形或者出现裂纹，需要通过合适的工艺控制来避免这种情况的发生。
另外，挤出成型法的模具制造成本较高，且生产周期较长，而且对于复杂形状的产品，模具设计和制造更加困难。
因此，在选择挤出成型法时需要充分考虑产品形状、材料特性以及生产要求，以便达到最佳的加工效果和经济效益。
总的来说，挤出成型法作为一种重要的加工工艺，在工业生产中发挥着重要作用。
通过挤出成型法，可以制造出各种不同形状和尺寸的产品，满足市场需求，提高生产效率，降低生产成本。
随着技术的不断发展和创新，挤出成型法在工业生产中的应用将会越来越广泛，为各类制造行业带来更多便利和效益。
1。
挤出成型应用领域
挤出成型应用领域挤出成型是一种常见的塑料加工工艺，通过将加热的塑料料料挤出成型，可以制造各种各样的产品。
挤出成型技术在不同领域有着广泛的应用，为各行各业提供了高效、经济的生产解决方案。
医疗行业在医疗行业中，挤出成型技术被广泛应用于生产医疗器械和医疗用品。
例如，医用塑料管道、输液管道等产品常常采用挤出成型工艺加工制造，具有良好的生物相容性和化学稳定性，可以满足医疗器械的严格要求。
此外，通过挤出成型，还可以生产手术器械、医疗包装等产品，为医疗行业提供高品质的塑料制品。
包装行业在包装行业中，挤出成型技术被广泛用于生产各种类型的包装制品。
例如，塑料薄膜、塑料袋、泡沫包装等产品都可以通过挤出成型工艺制造。
这些产品具有轻便、防水、防潮等特点，可以有效保护包装物品，延长货物的保质期。
挤出成型技术为包装行业提供了多样化、高效的包装解决方案。
建筑行业在建筑行业中，挤出成型技术被广泛应用于生产建筑材料和构件。
例如，挤出型材、塑料管道、塑料排水系统等产品都是建筑行业常见的挤出制品。
这些产品具有重量轻、耐腐蚀、易加工等优点，可以用于各种建筑结构和设施中，提高建筑物的质量和耐久性。
汽车行业在汽车行业中，挤出成型技术被广泛应用于生产汽车零部件和车身构件。
例如，挤出型材可以制作汽车门窗框、车身骨架等部件，塑料管道可以用于汽车冷却系统、油路系统等。
挤出成型的产品具有优异的强度、耐磨性和耐腐蚀性，可以满足汽车行业对材料性能的高要求，提高汽车的安全性和舒适性。
综上所述，挤出成型技术在医疗、包装、建筑、汽车等各个领域均有着重要的应用。
通过挤出成型，可以生产出各种高品质的塑料制品，满足不同行业的需求，推动产业的发展和进步。
随着科技的不断进步和挤出成型技术的不断创新，相信挤出成型在更多领域将展现出更广阔的应用前景。
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料筒
作用：输送、塑化、压缩 工作温度：180-290℃ 压力：≤55MPa 设有分段加热和冷却装置 制造材料：耐磨、耐腐蚀、高强度的合金钢等 料筒除了可以用45号钢、40Cr、38CrMoAL外，还可以 用铸钢和球墨铸铁制造。带衬套的加料段可以用优质 铸铁制成。
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螺杆
（1）作用：输送、挤压、剪切 （2）用耐热、耐腐蚀、高强度的合金钢制作 （3）表面高硬度、高光洁度 （4）转速10-120 rpm、无级变速
加料装置、料筒、螺杆、机头、口模 • 加热系统：采用电阻丝加热，也可电感应加热，
蒸汽或油加热。 • 冷却系统：空冷或水冷，其作用是防止进料口处
的物料过热发粘，出现搭桥现象，使 物料供料不足。另外在紧急停车时， 避免物料过热降解。
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机头和口模 螺杆
料筒
加料装置 传 动 装 置
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加料装置及作用
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柱塞式挤出机 借助柱塞的推挤压力，将事先塑化好的或由挤出机料筒加
热塑化的物料从机头口模挤出成型的。物料被挤完后柱塞退 回，再进行下一次操作，挤出机对物料没有搅拌混合作用。
挤出机能够产生较大的压力，一般来说，其操作是间歇进 行，物料的塑化程度和均匀性不如螺杆式挤出机，因此应用 范围受限制。适用于聚四氟乙烯，超高相对分子质量聚乙烯 等塑料的挤出。
挤出成型加工技术
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主要内容
概述 单螺杆挤出机基本结构及作用 挤出成型原理 挤出机的发展
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概述
• 挤出成型是使高聚物熔体（或粘性流体）在挤出 机的螺杆
或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，制品
为具有恒定断面形状的连续型材。
• 用于挤出塑料制品，如管材、片材、各种异型材以及塑料和
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1 螺杆的结构
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如下图
H2
S
H1
θ 计量段 L 3
压料段 L2 螺杆长度 L
H 1 加料段螺槽深度 H 2 计量段落槽深度 θ 螺旋角
D 螺杆直径 e 螺棱宽度 S 螺距
加料段 L1
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表征螺杆结构的基本参数
螺杆直径D：Db—螺杆外径 Ds—螺杆根径 D —螺杆平均直径
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挤出成型工艺流程
加料——在螺杆中熔融塑化——机头口模挤出 ——定型——冷却——牵引——切割（卷曲）
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3 挤出成型设备 螺杆式挤出机 连续成型，用途最多。 柱塞式挤出机 间歇成型，一般不用。
螺杆式挤出机
单螺杆 双螺杆 多螺杆
单螺杆挤出机 双螺杆挤出机 行星螺杆挤出机
其中以单螺杆最常用，也较为简单。
• 有些加料斗还配备真空装置或加热装置，以便防止物料从空 气中吸收水分。有些料斗有振动搅拌器，并能自动上料与加 料。
• 料斗底部有冷却夹套，防止“架桥”。 • 主要是指料斗，大多数设备用的加料斗是圆锥形的，其容量
至少要求能容纳1h的用料。底部有截断装置，以便调整和切 断料流。侧面有玻璃视镜和标定计量的装置。
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（3）螺杆的压缩比A
定义：加料段第一个螺槽容积：均化段最后一个螺槽 容积，表示物料通过螺杆的全过程被压缩的程 度一般是2－5
获得方法：采用等距变深、等深变距、变深变距螺槽 （4）螺槽深度H
决定塑料的塑化及挤出效率 小：剪切速率高，利于传热和塑化，但挤出生产效率低 热敏性塑料——深槽螺杆 热稳定性较高、熔体粘度低——浅槽螺杆 H1≥0.1 DS H3=0.02－0.06 DS
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其它材料的复合物等，也常用于塑料的着色、混炼、塑化、
造粒及塑料的共混改性等。
• 橡胶挤出——压出
合成纤维——螺杆挤出纺丝
塑料挤出——主要以热塑性塑料为主
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1 挤出成型的特点
（1）操作简单，工艺易控，可连续化、工业化、自动化生产， 生产效率高、应用范围广。 （2）挤出—吹塑成型，中空吹塑制品
螺杆长度L：L —螺杆有效工作部分长度
L1—加料段长度 L2—压缩段长度 + L3 L3—均化段长度 螺杆长径比L/D
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L= L1 + L2
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2 螺杆的几何参数
(1) 螺杆直径DS 外径：30-300mm之间，常见：60-150mm (2) 螺杆的长径比
一般15-25，以25居多，最大可达45 小：对塑料的混合和塑化不利 大：改善塑料的温度分布，混合均匀，减少挤出时的漏流 和逆流，提高挤出机的生产能力；适应性强，可用于多种塑料 的挤出。 过大：热敏性塑料因受热时间太长而容易分解，螺杆的自 重增加，制造和安装都困难，挤出机的功率消耗增大。
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螺杆式挤出机
借助螺杆旋转时螺纹所产生的推动力将物料推向口模。 这种挤出机中通过螺杆强烈的剪切作用，促进物料的塑 化和均匀分散，同时使挤出过程连续进行，因此可以提 高挤出制品的质量和产量。适用于绝大多数热塑性塑料 的挤出。
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单螺杆挤出机基本结构及作用
• 传动系统 • 挤出系统——挤出成型系统的关键部分
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（6）螺杆与料筒的间隙 δ
δ大，生产效率低，剪切作用小，不利于热传导， 不利于物料的熔融和混合 δ小，剪切作用大，容易引起物料热力学降解 小直径螺杆δ＝0.005 DS 大直径螺杆δ＝0.002 DS δ＝0.1-0.65mm
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3 螺杆的作用
• 连续稳定地运输（固体、熔体） • 熔融、塑化（固体→熔体） • 混合、均化（温度、组成分布均匀） • 增压—有利于排气、传热，使制品密实
挤出—拉幅成型，双轴拉伸薄膜 （3）产品形状多样 （4）设备简单，投资少，占地面积小
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2 挤出成型基本过程
（1）塑化：在挤出机内将固体塑料加热并依靠塑料之间 的内摩擦热使其成为粘流态物料。
（2）成型：在挤出机螺杆的旋转推挤作用下，通过具有 一定形状的口模，使粘流态物料成为连续的型材。
（3）定型：用适当的方法，使挤出的连续型材冷却定型 为制品。
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（5）螺旋角 θ＝10°－30°
• 定义：螺纹与螺杆横截面之间的夹角 • θ大，挤出机的生产能力提高，但螺杆对塑料的
剪切挤压作用减小 • θ＝10°－30° • 实验证明： • θ＝30°适合细粉状物料；均化段的挤出产率
提高 • θ＝15°适合方块状物料 • θ＝17°适合圆柱状物料 • 常用螺杆的θ＝17.7°