微发泡注塑成型工艺 海绵发泡之垂直法发泡工艺

发布日期:2018-01-09 10:05:02 更新时间: 2018-01-09 编辑: 阿珂
海绵发泡之垂直法发泡工艺_宁静致远  _中国PU聚义堂

垂直法发泡工艺垂直法连续生产PU软泡的工艺技术,则是英国Hymon国衔有限公司于20世纪80年代开发并取得专利权的新技术。垂直法J艺之所以引起聚氨酯工业界的重视并取得迅速发展,是与其有突出的优点分不开的。

该工艺的特点是:

①地面积大大减少,仅需600㎡;

②物料总流量降到20、40kg/min;

③同一台设备可生产圆形泡沫块和矩形泡沫块,只需更换部分部件,即可交替生产;

④泡沫块的尺寸比较规整,修切的废料可降低至4%~6%;

⑤在同一横断面上,泡沫物性分布均匀;

⑥减少了开/停车的损失,次品长度在lm左右,此工艺适合于年产量500~4000t的中小型工厂。同时投资费用低,节省劳力。

垂直法工艺过程,由原料贮存、计量、混合、输入、发泡d、熟化、泡沫提升、切断、泡沫输送等几个步骤组成。

具体操作是先将各种化学:原料经计量泵计量后,输人混合头:合后,再送入发泡托盘,开始发泡。发泡过程是在聚乙烯薄膜围成的袋子内进行,随着横截面积的增大,发泡方向沿水平方向进有泡孔的长轴是在水平方向。在发泡室内,密度由下往上逐渐变小,有一个密度梯度。由于重力的作用,正在发泡的物料层与层之间研不会返混,在同一个横断面上重力的影响是等同的,所以在同一横断面上物理性能基本一致。经发泡后的泡沫体进入熟化段,熟化段有一个加热筒,加热筒外围有保温层,加热促使泡沫快速熟化。发泡之前先将加热筒预热到65°C左右,正常运行之后,可停止加热,靠发泡热维持此温度。

熟化后的泡沫再进入提升段,由板条组成传送带,板条上有小针(针长约1.Scm),小针刺入泡沫的外表皮,带着泡沫连续上升,由10条传送条围成一个圆形。切割锯是按顶先给定的长度影响垂直法PU块状泡沫的工艺因素很多,但最重要的还是掌握好发泡机运行过程中配方的平衡与稳定性。应随时观察,了解原料温度、熟化温度、环境温度以及各物料的流量、压力、混合因素(搅拌速度、混合头压力、空气注入量)、催化剂用量等,及时在发泡过程中将以调整、控制,以制得优级产品。

垂直发泡机在运行过程中常出现一些非正常现象,应及时采取措施解决,才能保持正常生产。

其中最普遍遇到的有以下几点。

(1)泡沫“发紧”或收缩:发泡时,当泡沫升起到最高点的时候,泡孔破裂,有吐泡现象,这是正常发泡,如果不是这种情况,泡沫就会“发紧”或者闭孔。这种原因主要是锡催化剂过量,凝胶快孔壁结实;或泡沫稳定剂太多,泡孔过于稳定而吹不开,造成闭孔大。

(2)泡沫破裂:主要是运行配方有误,各计算泵出现误差,造成配方不准、失控。其中锡催化剂及泡沫稳定剂不足或活性下降均是造成泡沫破裂的主要原因。其它机械因素也会造成泡沫破裂现象,如泡孔过细、外来杂质、油污、传送带速度不平稳或波动、聚乙烯袋子的形状大小不合适等均会导致破裂泡沫。

(3)泡沫下滑:当针板传送带抓不住泡沫的时候就会发生这种情况,一般是在“起动环”取掉的时候。泡沫停止上升,甚至下滑,在泡沫表面可以看到划印。分析原因有升起时间太长、熟化段温度太低、泡沫未充满整个截面、泡沫闭孔高、“发紧”、传送带速度太快或安装不合适都会引起泡沫下滑现象。

(4)压缩线:是指泡沫块内有明显的白色分界面,在切开的横断面上就明显地出现白线。在白线上的泡沫强度很差,属于不合格产品。这种白线叫作压缩线。若传送带的速度太慢,就发生这种情况,或降低吐出量保持传送带的速度不变,或者逐渐增加传速带的速度,以排除这种压缩线。消除压缩线的做法是估计一下泡沫在全升起的时候进入熟化段有多远,如果是刚进入熟化段就全升起了,最好只增加传送带的速度;如果全升起时已进入熟化段较远了,最好减少吐出量,保持传送带速度不变。

微发泡注塑成型工艺

发泡注塑成型工艺,是一种革新的精密注塑技术,微发泡注塑成型工艺 突破了传统注塑的诸多局限,可显著减轻制件的重量、缩短成型周期,并极大地改善了制件的翘曲变形和尺寸稳定性。在生产高质量要求的精密制品上,微发泡注塑成型工艺具有很大的优势。在注塑成型领域中,Trexel公司的MuCell微发泡 成型工艺表现得尤为突出,也是精密成型技术中发展最快、应用最广泛的成型技术之一。

原材料价格不断飙升,对制造相对低廉的亚洲市场带来了巨大的冲击,很多加工商已经开始意识到,即使在中国也不再是廉价制品的产地。但是另一方面,为了占据有利市场先机,越南、印尼和其他一些国家的供应商却又不得不通过削减价格的方式适应消费者的需求。

然而,随着产品越来越复杂,制件的公差要求和表面外观质量要求也越来越高,采用传统的注塑加工技术生产这些制件,往往会出现多种质量问题,如制品存在较大的内应力、由于收缩不均而导致产品变形等,达不到要求的品质或成本要求。可以说,塑料加工商遇到了前所未有的挑战,他们迫切需要寻求新的加工技术来改变困境。

精密注塑成型技术越来越受到人们的关注。微发泡注塑成型工艺,这种技术可以将制件的生产尺寸精度控制在0.01~0.001mm之间,有时甚至能够达到0.001mm以下。与传统的注塑工艺 相比,由该技术生产的制件具有良好的力学性能以及尺寸稳定性,而且制件的尺寸精度和重复精度高,公差范围小。

由于其自身的多种性能优势,加上塑料加工领域的“突变”,为该技术提供了广阔的发展空间。在对制品规格要求很高的医疗和电子电器领域,精密注塑成型已经发展成为一种非常成熟和完善的注塑工艺。随着汽车市场的异军突起,司机们在寻找油耗更小的汽车的同时,也更需要配置高精度的汽车配件和修饰件,而这些精密部件的生产同样离不开精密注塑成型工艺。[1]

MuCell微发泡成型工艺 加快了充模和冷却的速度,同时去掉了保压过程,有效改善了制件的成型周期。同时,该工艺还使得注塑生产朝着自动化的方向发展,更有利于提高生产效率。[5]

MuCell微发泡成型工艺 可将制件的公差控制在要求的区间范围内,保证制件的尺寸稳定性。对于模具开发的前阶段,这还能够减少模具设计的反复修改,节约生产成本。

日本已经采用MuCell工艺 生产出了一种小型打印机的支架。这是一种重量非常轻的部件,可在打印机的表面来回移动,因此,对制件的重量和公差要求非常高。采用该工艺进行生产后,该部件的成本、精密度、重量以及成型周期都得到了改进。并且,该部件的公差仅为30μm。

2.改善翘曲变形

翘曲变形是传统注塑生产中常见的较难解决的制品缺陷之一,它主要是制品由于应力和收缩不均匀而产生的。由于在整个MuCell微发泡成型工艺中,制件始终处于平均的压力下,保证了不同位置的均匀收缩,使得这一问题得以解决。以导纸板为例,采用传统的注塑工艺所得的实心制件的翘曲变形程度为0.807mm,而采用MuCell发泡成型工艺得到的制件其翘曲变形程度仅为0.429mm,比前者提高了47%。

另一个典型的应用实例是,采用该工艺来生产汽车上的牵引控制连接器外壳。该部件采用的是30%玻璃纤维增强的PBT材料,该材料在增强后由于横纵方向上的收缩率不一致,因此,采用传统的注塑工艺进行生产时,非常容易发生翘曲变形。实心制件的变形程度为1.1cm,而采用MuCell微发泡 成型得到的该部件的翘曲变形情况有了显著的改善,其翘曲变形程度仅为0.27cm,较前者降低了约75%。

3.减轻重量

MuCell工艺 在减轻重量方面的优势也是显而易见的。选用PBT、填充尼龙和ABS等不同树脂材料来生产制件,该工艺能够在保证制件结构强度不发生很大变化的前提下,将其重量减少10%。通过表2可以看出,不同材料制得的微发泡成型件的重量均比由相同材料制得的实心制件低。

与结构发泡不同,MuCell的微孔结构更加规整,同时微孔的分布也更加均匀。对于小型的薄壁制品,MuCell微发泡成型工艺 的注射速度非常快,而且晶核都是瞬间形成的,因此,这些微孔并不会出现人们所不愿看到的微孔融合的现象。”

值得一提的是,聚碳酸酯材料虽然可以得到很好的微发泡,但是由该材料制得的制件会出现抗冲击强度下降的情况,所以还不适用于该工艺

参考资料

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