拉挤成型工艺

拉挤成型工艺第一节原料配制（一）胶液的配制方法配胶是拉挤生产过程中关键的工序之一其操作是否合理，配料是否准确，将决定着最终产品的质量。

因此，应加强对这一工序的过程控制，要做到操作准确，记录清楚，具有可追溯性。

拉挤产品配方中所用到的原材料，主要有：树脂、低收缩剂、引发剂、脱模剂、填料、色浆及辅助剂（如消泡剂、分散剂等）。

配胶时应严格按以下列步骤进行：1．填料装在托盘里放入温度(110士5℃）烘箱里烘干约0. 5h。

2.校正称量器具如：磅秤、天平等。

3.按工艺文件要求量取或称取树脂。

4.按拉挤工艺配方的比例加入分散剂等组分，搅拌5-l0min;5.依次加入低收缩剂、色浆等组分，搅拌约5-l0min：同时称取内脱模剂、固化剂；6．加入内脱模剂，再加入固化剂，保持搅拌机的搅拌状态；7.从烘箱中取出烘过的填料，称量并加入后，继续搅拌约5-l0min;8.最后关闭搅拌机，清理配胶现场。

以上所提到的搅拌时间，仅是一个参考时间，操作者可以根据所使用的搅拌器的转速大小、配方的实际情况、配胶量的多少进行调整。

搅拌时间过短，不利于各种原材料的均匀混合，搅拌时间过长，会导致胶液温度的升高，影响胶液的储存期。

在产品正常生产的情况下，视产品大小，一般以10-15kg的树脂量配置为宜。

如果一次配置树脂量过大，会增加操作人员的负担，影响操作效率。

在搅拌过程中，要严格按照搅拌机操作规程进行操作，注意安全。

每次倒入液体组分时要尽可能将称量容器中的液体倒尽。

并且在生产过程中，待胶槽中的胶液快被用完之前应及时准备好下一桶胶，以免造成生产的停顿。

在配胶过程中要学会正确操作和使用天平。

首先要保持砝码和托盘的清洁，如粘有树脂、色浆等要将其擦拭干净；在称量前一定要调整天平的水平，使指针对准刻度盘的。

刻度或左右摇摆幅度一致：将要称量的物体放在左托盘上（一般通过烧杯来盛装），在右托盘上放砝码，放砝码时按照从大到小的顺序，最后调整横梁上的游砝，直至天平平衡，累计砝码总重量，减去烧杯的重量，所得差即为所称量物体重量。

表5-1配制胶液过程中必备的工器具第二节拉挤成型（一）拉挤机操作步骤和要领以一台3吨的小型拉挤设各为例，其操作步骤如下：1.打开总电源，此时机器上的总电源指示灯会亮起。

2.按下设备上的加热按钮，按照设备说明的操作，进行模具温度的设置。

3.按拉挤工艺作业指导书的要求，依次进行模具前区、中区、后区的温度设置，然后按确下认键，进行模具的加热。

4.当温控表测量温度显示在设定值左右时，即可开机进行生产，此时将拉过模具的白纱集结成束，放入牵引上下夹具之间后，按下控制面板上的牵引按键，启动牵引装置，开始纤维的连续牵引。

同时还可以按照工艺单上的规定，进行牵引速度的调整。

5.牵引拉力的调整一般根据拉制产品的大小和阻力进行调节，在履带式设备和气动往复式设备的控制面板上都会设置拉力的显示仪表，但无法直接调节，一般通过夹紧力来增强牵引的力度。

在液压式拉挤设备黔上有专门的拉力和夹紧调节阀，可以很方便地分别调整。

6.在生产过程中，应时刻注意拉力仪表的显示值，当其超过一定的是否有异常情况发生，包括在线的工艺是否正常，并果断停机排查，以免拉力超出设备负荷，导致损依次关闭加热控制按键、动力控制按键，最后关闭围的环境卫生。

7.生产结束后，依次关闭加热控制按键、动力控制按键，最后关闭总电源。

8.清理设备及周围的环境卫生。

（二）排纱、接纱操作步骤和要领排纱就是将增强材料放置在纱架上并将这些材料按照设计要求引出。

只有增强材料放置在正确的位置，才能保证拉挤生产的顺利进行，并发挥拉挤产品的综合性能，实现产品的设计目的。

完成这一工序的主要设备就是送纱装置，送纱装置包括纱架和集束器。

纤维从纱架上引出的方式有两种，一种以纤维内退方式引出，另一种以纤维外退方式引出。

前者的纱筒是静止地放在纱架上的，当纤维从内壁引出时，必然产生加捻现象，大部分情况下，玻璃纤维都是采用这种方式引出。

而后者的纱筒是放置在旋转芯轴上的，它可以避免纤维加捻现象，这种方式适用于碳纤维、芳纶纤维等特种纤维的引出。

不论哪种方式的引出，在进行穿纱操作时，都必须遵循一个原则，即不管在一层纱架上要穿多少束纤维，引出的纤维都不能互相之间产生缠结现象，必须严格独立，互不干扰。

这样才能保证生产的连续进行，而不发生由于纤维打结、乱纱而产生的中断。

纤维从纱架的一侧引出后，通过专用的导纱环进入下一道生产工序。

为了提高拉挤制品的横向性能，从原材料架上引出进入浸渍工序的还有各种形式的织物，如缝编毡、针刺毡、表面毡、多轴向织物、连续毡等。

（三）预成型与固化预成型的主要作用是引导浸胶后的呈扁平带状纤维逐渐演变成最接近拉挤产品的形状。

同时挤去增强材料中多余的树脂，并排除带入材料中的气泡，以获得结构致密的拉挤制品。

预成型过程是依靠预成型模来完成的，而且预成型模是从简单到复杂逐渐过渡的，其一系列模板所占用的长度约为0.6-1.2m.增强材料在预成型中逐渐成型为所设计的形状，并使纤维在制品中的分布符合设计要求。

通常，拉挤成型棒材时般使用管状预成型模，最简单的设计是在一块板上制作一定数量的、呈放射性分布的过纱孔。

生产管材则需使用芯轴预成型模。

制造异型材时大多需要制作2到6块左右的预成型模，以保证纤维与毡材能够较为顺利地合理过渡到合适的形状，与型材截面形状接近。

预成型模的设计是拉挤工艺中非常值得研究的学问，它非常灵活，需要设计者具有开阔的思路和丰富的经验，还需要很强的动手能力。

一件复杂拉挤制品的正常拉制，离不开设计合理，思路新颖的预成型体系。

只要理解好预成型的重要作用，可以不必局限于任何一种预成型模式，开拓创新，自成体系。

以下为拉挤槽钢预成型的一种设计方式：材料从预成型模具中拉出后，进入加热模具，在模具中固化成型后从模具中拉出。

这一过程是拉挤工艺过程中最重要也是主要的工艺过程。

固化成型模具的长度一般为0. 5m-1. 55m，其具体长度取决于产品厚度、拉挤速度及树脂体系的化学反应特性等因素。

成型模一般用模具钢制造，然后将其表面进行镀铬或渗氮处理，以提高硬度，减少磨损，降低牵引力，延长模具寿命。

模具的加热方式有蒸汽加热、导热油加热、电加热等加热方式，其中电加热易于控制模具长度方向不同区域的温度较为常见。

拉挤机的模具通常包含一到四个加热区，加热区数目通常由树脂体系、拉挤速度以及模具的长度等因素决定。

在成型模具的设计中，除了考虑截面的任何尺寸外，还应主要考虑以下二个主要因素：一是树脂体系固化反应的化学及物理特性；二是拉挤材料与模具壁的摩擦性能。

在很多情况下根据树脂反应特性及相关物料性能，将模具设计成三个不同的加热区，即预热区、凝胶区及固化区，三区的温度又是相互协调一致的。

树脂纤维混合材料首先进入预热区、使树脂粘度降低，提高树脂的流动性并使树脂进一步浸润增强材料；然后材料进入凝胶区，树脂开始反应，树脂从粘稠液体变成凝胶状态：最后材料进入固化区使材料充分固化；树脂的反应主要发生在凝胶区。

树脂在较高温度下进行反应至凝胶状态的位置被称为“凝胶点”，在凝胶区内的固化反应的过程为放热反应的过程，反应放热速率最快的点称之为“放热峰”；当树脂固化为固体时，因固化收缩而压力下降，制品从模具表面脱离下来，该点称为“脱离点”。

成功的拉挤工艺是使凝胶点、放热峰及脱离点靠近而且集中在凝胶区，否则可能出现产品力学性能差以及粘膜等现象。

（四）牵引操作步骤和要领当制品在模具中固化后，就需要一个牵引力将制品从模具中拉出，这种牵引力来自牵引装置。

为了满足拉挤工艺的需求，对牵引装置有如下几个基本要求：在拉挤过程中，牵引装置必须保证连续牵引，如果停止牵引制品，或停机时间过长，就会破坏模具内的热平衡，造成堵模等严重的工艺事故；牵引力、牵引速度可调，因此不同截面不同尺寸及不同材料的制品所需的牵引力的大小也各不相同，而牵引速度则应根据树脂基体化学反应特性、模具温度分布、模具长度等因素调节，牵引速度过慢，树脂在模具内停留时间长，凝胶点和脱离点靠前，会造成脱模困难，反之则会使树脂固化不完全而影响制品的性能；夹持力可调，因为牵引力是靠夹持力产生的摩擦力传递给制品的，因此不同牵引力其夹持力也不同；夹头可随意更换，并在夹持时夹头需设计衬垫，以增强摩擦力，并减少对产品外表面的损伤。

在拉挤工艺中广泛使用的牵引装置有两种。

一种是往复式夹持牵引装置，它具有两对可以在拉挤方向前后交替运动的牵引装置。

当一对牵引夹紧制品向前运动时，另一对牵引夹松开并向后移动到起始位置。

两者相互补充，轮流夹紧制品，实现连续的拉挤过程。

第三节制品的切割及设备工作原理与操作（一）切割机的开停步骤和操作要领当产品达到生产所需尺寸时，进行定长切割，切割有两种方式，设备自动切割和手动切割。

对于没有切割系统的设备，可以采用手工切割，一般使用云石机作为切割工具，切割过程中右手握住切割机的手柄，左手把住产品与锯片保持一定的距离，注意安全。

要求产品不能有劈头，尺寸误差不得超过允许范围。

将切割好的产品整齐码放在指定地点，同时注意保护产品表面。

在产品上要标明产品名称、数量、批次及生产班次，以便在产品出现问题时，能够通过这些标识有效的发现和处理。

其技术要求:1．能根据工艺文件在拉挤机控温仪表上设置各区温度，能根据工艺文件设定拉挤机牵引速度、清模时间、清模频率。

2．能根据工艺文件调整搅拌速度与运转时间，能在生产完毕后清洗叶轮。

3．能在切割机使用前进行试运转，检查电器系统、机械传动系统动作是否安全可靠，能将毡卷安装在芯上，能安装和更换切割刀具。

（二）拉挤机结构和操作规程1.拉挤成型设备由以下部分组成：(1)增强材料传送系统：如纱架、毡铺展装置、纱孔等。

(2)树脂浸渍区：直槽浸渍法最常用，在整个浸渍过程中，纤维和毡排列应整齐有序。

(3)预成型区域：浸渍过的增强材料依次穿过预成型装置，以渐变方式行进，逐渐接近制品的最终形状，并挤出多余的树脂，然后再进入模具，成型固化。

(4)模具放置及加热区：根据树脂固化放热曲线及物料与模具的摩擦性能。

将模具分成2一3个不同的加热区，其温度由树脂系统的性能确定。

模具是拉挤成型工艺中最关键的部分，典型模具的长度范围在0.5m-1.2m之间。

(5)牵引区：牵引装置本身可以是一个履带型拉出器或两个往复运动的夹持装置，以便确保连续运动。

(6)切割区：在自动化程度较高的拉挤设备上，该区由一个自动同步移动的切割锯按需要的长度对产品进行切割，考虑到成本原因，大部分的拉挤设备更多的是采用人工进行切割。

（三）搅拌机工作原理及操作搅拌机，又称为分散机，是化工、食品、建筑等行业中的常用机械，其核心部件是转子结构，转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来强劲的动能，使物料受到强烈的机械剪切、液力剪切、离心挤压、液层磨擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，使不相溶的固相、液相瞬间均匀地分散，经过高频的循环往复，最终得到稳定的混合物。