拉挤的工艺操作

拉挤成型工艺生产操作一、技能要求能够按工艺文件配置胶液及合理选择增加材料二、相关学问〔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，将打算着最终产品的质量。因此，应加强对这一工序的过程把握，要做到操作准确，记录清楚，具有可追溯性。引发剂、脱模剂、填料、色浆及关心剂〔如消泡剂、分散剂等。配胶时应严格按以以下步骤进展：填料装在托盘里放入温度(110士5℃〕烘箱里烘干约0.5h。校正称量器具如：磅秤、天公平。按工艺文件要求量取或称取树脂。按拉挤工艺配方的比例参加分散剂等组分，搅拌5-l0min;依次参加低收缩剂、色浆等组分，搅拌约5-l0min：同时称取内脱模剂、固化剂；参加内脱模剂，再参加固化剂，保持搅拌机的搅拌状态；从烘箱中取出烘过的填料，称量并参加后，连续搅拌约5-l0min;最终关闭搅拌机，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、配方的实际状况、配胶量的多少进展调整。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，会导致胶液温度的上升，影响胶液的储存期。在产品正常生产的状况下，视产品大小，一般以10-15kg的树脂量配置为宜。假设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，要严格依据搅拌机操作规程进展操作，留意安全。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准时预备好下一桶胶，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；在称量前肯定要调成天平的水平，使指针对准刻度盘的。刻度或左右摇摆幅度全都：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，放砝码时依据从大到小的挨次，最终调整横梁上的游砝，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一、技能要求能够对拉挤机、搅拌机等设备进展娴熟的启动或停顿操作，能完成毡、纱连接等操作。二、相关学问〔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：翻开总电源，此时机器上的总电源指示灯会亮起。按下设备上的加热按钮，依据设备说明的操作，进展模具温度的设置。按拉挤工艺作业指导书的要求，依次进展模具前区、中区、后区的温度设置，然后按确下认键，进展模具的加热。当温控表测量温度显示在设定值左右时，即可开机进展生按下把握面板上的牵引按键，启动牵引装置，开头纤维的连续牵引。同时还可以依据工艺单上的规定，进展牵引速度的调整。牵引拉力的调整一般依据拉制产品的大小和阻力进展调节，在履带式设备和气动往复式设备的把握面板上都会设置拉力的显示仪表，但无法直接调整，一般通过夹紧力来增加牵引的力度。在液压式拉挤设备黔上有特地的拉力和夹紧调整阀，可以很便利地分别调整。在生产过程中，应时刻留意拉力仪表的显示值，当其超过肯定的是否有特别状况发生，包括在线的工艺是否正常，并坚决停机排查，以免拉力超出设备负荷，导致损依次关闭加热把握按键、动力把握按键，最终关闭围的环境卫生。生产完毕后，依次关闭加热把握按键、动力把握按键，最后关闭总电源。清理设备及四周的环境卫生。〔二〕排纱、接纱操作步骤和要领排纱就是将增加材料放置在纱架上并将这些材料依据设计要求引出。只有增加材料放置在正确的位置，才能保证拉挤生产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玻璃纤维都是承受这种方式引出。而后者的纱筒是放置在旋转芯轴上的，它可以避开纤维加捻现象，这种方式适用于碳纤维、芳纶纤维等特种纤维的引出。不管哪种方式的引出，在进展穿纱操作时，都必需遵循一个原则，即不管在一层纱架上要穿多少束纤维，引出的纤维都不能相互之间产生缠结现象，必需严格独立，互不干扰。这样才能保证生产的连续进展，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、外表毡、多轴向织物、连续毡等。〔三〕纤维浸渍过程纤维浸渍过程详见第四章第四节第五局部。〔四〕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渐渐演变成最接近拉挤产品的外形。同时挤去增加材料中多余的树脂，并排解带入材料中的气泡，以获得构造致密的拉挤制品。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洁到简单逐渐过渡的，其一系列模板所占用的长度约为0.6-1.2m.增加材料在预成型中渐渐成型为所设计的外形，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肯定数量的、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当地合理过渡到适宜的外形，与型材截面外形接近。预成型模的设计是拉挤工艺中格外值得争辩的学问，它格外机敏，需要设计者具有开阔的思路和丰富的阅历，还需要很强的动手力量。一件简单拉挤制品的正常拉制，离不开设计合理，思路颖的预成型体系。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，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-1.55产品厚度、拉挤速度及树脂体系的化学反响特性等因素。成型模一般用模具钢制造，然后将其外表进展镀铬或渗氮处理，以提高硬度，削减磨损，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，其中电加热易于把握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打算。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响的化学及物理特性；二是拉挤材料与模具壁的摩擦性能。在很多状况下依据树脂反响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全都的。树脂纤维混合材料首先进入预热区、使树脂粘度降低，提高树脂的流淌性并使树脂进一步浸润增加材料；然后材料进入凝胶区，树脂开头反响，树脂从粘稠液体变成凝胶状态：最终材料进入固化区使材料充分固化；树脂的反响主要发生在凝胶区。树脂在较高温度下进展反响至凝胶状态的位置被称为“凝胶点”，在凝胶区内的固化反响的过程为放热反响的过程，反响放热速率最快的点称之为“放热峰制品从模具外表脱离下来，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，否则可能消灭产品力学性能差以及粘膜等现象。〔五〕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根本要求：在拉挤过程中，牵引装置必需保证连续牵引，假设停顿牵引制品，或停机时间过长，就会破坏模具内的热平衡，造成堵模等严峻的工艺事故；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一样，而牵引速度则应依据树脂基体化学反响特性、模具温度分布、模具长度等因素调整，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，由于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；夹头可任凭更换，并在夹持时夹头需设计衬垫，以增加摩擦力，并削减对产品外外表的损伤。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，轮番夹紧制品，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、技能要求能够对切割机、拉挤机、搅拌机、切毡机等设备进展开停操作，能按要求对制品进展切割操作，并了解设备的工作原理。二、相关学问〔一〕切割机的开停步骤和操作要领当产品到达生产所需尺寸时，进展定长切割，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，可以承受手工切割，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肯定的距离，留意安全。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，同时留意保护产品外表。在产品上要标明产品名称、数量、批次及生产班次，以便在产品消灭问题时，能够通过这些标识有效的觉察和处理。其技术要求:能依据工艺文件在拉挤机控温仪表上设置各区温度，能依据工艺文件设定拉挤机牵引速度、清模时间、清模频率。能依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。能在切割机使用前进展试运转，检查电器系统、机械传动系统动作是否安全牢靠，能将毡卷安装在芯上，能安装和更换切割刀具。〔二〕拉挤机构造和操作规程1.拉挤成型设备由以下局部组成：增加材料传送系统：如纱架、毡铺展装置、纱孔等。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。预成型区域：浸渍过的增加材料依次穿过预成型装置，以渐变方式行进，渐渐接近制品的最终外形，并挤出多余的树脂，然后再进入模具，成型固化。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局部，典型模具的长度范围在0.5m-1.2m之间。复运动的夹持装置，以便确保连续运动。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展切割，考虑到本钱缘由，大局部的拉挤设备更多的是承受人工进展切割。〔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，其核心部件是转子构造，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，使物料受到猛烈的机械剪切、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。搅拌机在拉挤工艺中主要用来配制胶液，其操作如下：动机传动装置上护罩是否盖牢。将配料桶放在支撑平台上时，必需调整转子在桶的正中央，并用夹具将配料桶夹紧。在搅拌完毕后，待搅拌完全停顿下来后，方可降下支撑平台并把配料桶取下。〔四〕切毡机拉挤生产线主要关心设备之一，主要用来裁切不同宽度的增加毡材。切毡机的种类主要有两种，一种是将毡固定在转轴上，开动电机后毡卷随轴转动，在毡层上部，设置有活动下压切割锯条，通过事先测量好的裁毡宽度，固定好锯条位置，把握在收卷之前设置多个刀片，收卷同时实现多种宽度的裁切，一次可裁切出多个小的毡卷。在拉挤中使用较多的是第一种切毡方式，这种方式使用比较机敏，适用范围广。其操作如下：将毡卷外部用胶带纸缠上，防止毡卷在切害过程中散落，然后将毡卷纸筒对准切毡机支撑杆插入，用顶杆顶紧后，一头固定好定位盘；另一头调整膨胀卡头大小，使之与毡卷纸筒内壁卡紧后，启动电源开关依据毡卷的松紧和毡的规格选用不同的转速，外表毡可采用高速,连续毡中速或高速，短切纤维毡低速。按要求切割完毕后，将切割锯片放置在安全位置，并取下关闭切毡设备，并清理现场。第四节拉挤工艺参数把握及纱架布置一、技能要求能把握温度、压力、牵引速度等工艺参数，能按工艺文件合理布置纱架，能对纱、毡进展工艺布置。能够依据不同产品的工艺要求合理调整工艺参数。二、相关学问拉挤成型工艺，共有8道工序：纤维的引出、纤维浸渍、预成型、加热、固化、冷却、牵引和切割。在整个产品的生产过程中，并不是全部的工序都可以设置参数，这取决于操作者所用的设备的自动化程度。在下表中，列出了在产品生产之前，操作者必需定出的工艺参数，而打三角的参数则是备选的参数。以上参数可在肯定范围内进展调整，这些工艺参数，有些可但还有一些工艺参数，例如制品的牵引力、清模时间等，对于功能简洁的设备，则无法直接进展调整，只能在必要的时候，实行关心的措施进展调整。〔二〕模具温度设置技能要求能依据工艺文件设定各加热区温度。相关学问模具温度设定。拉挤模具一般有三个加热区，它的温度把握与分布是拉挤工艺的关键工艺参数之一，三区温度不仅影响产品的外表质量而且严峻影响产品的力学性能。假设预热区温度太高，凝胶点前移，脱离点离模具末端太远，牵引力增加，可能发生局部粘膜，生产中掉沫严峻，制品外表粗糙；但预热区温度太低，材料预热不充分，会造成脱模困难，牵引力增大，甚至堵模，工艺失败。凝胶区的温度也必需把握在适当的范围内，假设该区温度太高，而且树脂固化反响时放出的大量热量可能致树脂基体因局部温度过高而裂解，使复合材料性能降低；假设凝胶区温度太低，使树脂在凝胶区的固化反响不够充分，从而导致粘膜，牵引力增加，制品外表质量差。固化区的温度把握以使树脂在该区充分固化为原则。温度太低不能使树脂完全固化；温度太高，一是铺张能源，二是可能增大制品的内应力，影响制品的尺寸稳定性以及它的机械性能，甚至可能使使树脂基体裂解而影响制品性能。〔三〕纱架与毡架工艺布置纱架的合理布置，是确保生产顺当进展的重要条件之一。其做法，应依据产品工艺卡片的要求，从纱架上选取肯定数量的纱团，从纱架上的小环里引出，留意不能有缠结、交又等现象，再“前后对齐、上下左右平行”的原则，使纱不管在哪一阶段，都应层次清楚，没有穿插、缠结的现象。有些产品要参加毡，依据产品工艺卡片对毡的宽度要求，进展裁剪。纱束穿过预成型板后，用棉线或细的纤维束将纱集束捆在一起，由操作人员在模具出口用铜丝将其牵引过模具，并拽至牵引夹具。用胶带纸每隔一段距离将纱束缠上几圈，缠的过程中要把纱整体拉直，尽量不能消灭松在实际生产过程中，纱团经常会消灭纱结、乱纱等现象，对于这些现象要准时觉察准时解决，不能让其进入压纱夹、预成型板，以免造成堵纱、断纱，严峻时会使生产中断。较小的纱结可以将其解开即可，大的纱结可以将纱结、乱纱剪断，再用棉线结上或承受编辫子的方式编上。对于强度要求较为严格的产品，纱结的存在会严峻影响强度，接纱时可以先将其编上，等编的接头用镊子夹住，直到接头进入模具。如不将其开放，被编的那段纱不易被树脂浸透，会造成局部层间粘接强度下降，同时由于局部含纱量增加，在工作弯曲受力时会造成局部受力不均，产品易消灭外表起毛、开裂、断裂等现象。在换毡时，先把接头对齐，承受对接的方式，用针线将前后毡缝在一起，在接头进入模具时要用镊子将其理顺，以防接头在入模口处堵塞。也可等前段毡快进入模具时，将后段毡的接头夹在前段毡与纱之间，用镊子将接头压住，直至所接毡能自动跟着纱同步向前走。一、技能要求能依据试制方案进展试模、出样品，能以提高制品产量、质量、降低能耗和保护环境为目的，提出工艺操作方案，能担当制品的研发及生产操作工作。二、相关学问了解国内为拉挤工艺进呈现状及拉挤产品开觉察状。〔一〕拉挤工艺国内外进展状况玻璃钢(FRP)拉挤工业，是从50年月在美国开头进展起来的，最初只是生产简洁的棒材，到了70年月，拉挤工业才在世界范围内得到了速进展。我国是从70年月开头争辩拉挤技术，争辩单位有北京二五一厂、武汉工业大学等。国内有不少厂家先后从国外引进了先进的Pultrex公司引进8吨的拉挤设备，用于生产帐篷杆、电工梯等型材；秦皇岛耀华玻璃公司玻璃钢分厂从英国Pultrex公司引进拉挤设备，TOpGlass公司引进5条拉挤生产线，其中有一条是我国首家引进的光缆增加芯拉挤设备，其拉挤速度可达15m/min-35m/min。由于拉挤工艺的不断进展，从小截面尺寸、外形简洁、对称构造的制品向大型、简单、非对称构造的拉挤制品进展。在拉挤制品宽度方面，己能生产1．5m左右的建筑板材，北京玻钢院就曾利用拉挤工艺研制过幅宽1.2中使用。在截面外形方面，由于应用的领域越来越广泛，各种复杂截面的型材己纷纷问世，由此也带来拉挤技术的不断飞跃。〔二〕玻璃钢拉挤制品开发和研制现状在以往工艺中，拉挤制品横断面上的材料或构造呈不对称时，固化后势必产生扭曲。因此，拉挤制品的材料设计原则被认为是制品的横断面里的材料或构造必需对称，但现在这种限制已被先进的拉挤工艺技术打破了。设计者可依据需要设计不对称的截面构造，也可以承受对称材料进展铺设设计。工艺设计者可以利用先进的拉挤设备，承受计算机把握方法使拉挤制品保持直线。工艺参数确实定等诸多内容。大局部的厂家在接到客户的研发任务时，根本上不需要进展产品构造的设计，客户往往会对己经确定构造的产品进展询问。拉挤制造者需要做的只是考虑拉挤工艺是否适合某种产品的生产，并进一步着手模具的设计、制作，最终依据客户提出的性能指标，提出适宜的工艺参数的配置方案，再经过在线的反复调整和试验，最终满足客户的要求。其中模具设计在拉挤成型工艺中格外重要。这里重点介绍模具设计与工艺参数的制定。模具设计要求模具是拉挤成型技术中的重要工具，成型模具设计根本要求如下：成型模具的截面面积与产品横截面面积之比一般应大于或等于l0。其目的一是保证模具有足够的强度和刚度：二是加热后热量分布均匀和稳定；型速度有关。最主要的是保证制品拉出时到达肯定的固化程度。模具长度可以在500-1500mm之间进展选择。除了薄壁制品和细小杆件，一般的拉挤制品模具都可以依据800-900mm长度设计，来到达正常的生产要求。在模具加工过程中，应着重对型腔加工精度作出要求，主要包括以下方面：合模偏差是影响产品合模线质量的指标，一般要求＜士0.05mm。模具内腔粗糙度是直接影响产品外观的重要指标，对于拉挤模具而言，粗糙度要求应在0.2以上；加工完毕的模具，目测应光亮平坦，无明显的划痕、加工痕、黑斑，并手感光滑，棱边无毛刺等。模腔硬度一般要求大于HRC50,这一指标直接影响到模具的使用寿命，硬度越高，模具可拉制的产品数量越多，通常拉挤模具应当具备5-8万米的使用寿命。型腔直线度要求＜±0.55mm，该指标必需严格把握，以确保拉挤模具能够顺当拉出制品，直线度精度不够的模具往往消灭一种现象：即在正常的工艺参数设置状况下，会消灭毫无任何征兆的堵塞模现象。其缘由往往是由于模具出口厚度小于入口厚度，导致产品在模具中固化后，在模具出口四周受到猛烈挤压，致使产品外表磨损严峻，甚至无法出模。模腔尺寸在设计时，应考虑到收缩率达效，按肯定比例进展因此这一数值不能一概而定，而应依据产品精度要求和具体工艺参数，结合操作者的阅历综合制定。同时应确定型腔根本尺寸的公差。这些要设计要依据产品工艺参数、生产设备条件而具体制定。2.工艺参数制定拉挤成型工艺参数主要包括固化温度、固化时间，牵引张力及速度、纱团数量等。成型温度在拉挤成型过程中，材料在经过模具时发生的变化是最关键的，一般来说，认为玻璃纤维浸胶后通过加热的金属模具，按其在模具中的不同状态，把模具分为三局部，即预热区、凝胶区和固化区。在模具上使用三对加热板来分别加热，并用计算机来控制温度。脱离点是指树脂脱离模具的点．树脂在加热过程中，温度渐渐上升，粘度降低。通过预热区后，树脂体系开头凝胶、固化，这时产品和模具界面处的粘滞阻力增加，壁面上零速度的边界条件被打破，在脱离点处树脂消灭速度突变，，树脂和增加材料一起以一样的速度均匀移动，在固化区内产品受热连续固化，以保证出模时有足够的固化度。温度确实定模具的加热条件是依据树脂体系和固化剂种类来确定的。以聚酯树脂配方为例，首先对树脂体系进展差动扫描式热量计(DSC)动态扫描，得到放热峰曲线。一般来讲，模具温度应大于树脂的放热峰值，温度上限为树脂的降解温度。同时作树脂的凝胶试验，温度、凝胶时间、拉挤速度应当匹配。预热区温度可以较低，凝胶区和固化区温度相像。温度分布应使产品固化放热峰消灭在模具中部靠后，凝胶固化分别点应把握在模具中部。一般三段温差把握在20-30℃左右，温度梯度不宜过大。拉挤速度拉挤模具的长度一般为0.5-1.2m.由树脂体系的固化放热曲线初步确定模具温度，该温度下还必需充分考虑其它相关因素。在肯定的温度条件下，树脂体系的凝胶时间对工艺参数拉挤速度确实定是格外重要的。一般来说，选择拉挤速度要充分考虑使产品在模具中部凝胶固化，直接影响到产品的质量，产品表层会有稠状、未固树脂层；假设拉挤速度过慢，型材在模中停留时间过长，制品固化过度，并且降低生产效率。一般典型的试验拉挤速度为300mm/min时，速度应放慢、然后渐渐提高到正常拉挤速度。一般拉挤速度1.5m/min.但是国内还没有消灭能够做到这种水平的厂家。(4)牵引力牵引力是保证制品顺当出模的关键，牵引力的大小由制品与模具之间的界面上的剪切应力来确定。通过测量浸渍树脂的增加纤维被牵引穿过模具的一段短距离的牵引力就可测量上述界面上的剪切应力。牵引力在工艺把握中很重要。成型中假设想使制品外表光滑，要求产品在脱离点的剪切应力较小，并且尽早脱离模具。牵引力的变化反映了产品在模具中的反响状态，它与很多因素，如：纤维含量、制品的几何外形与尺寸、脱模剂、温度、拉挤速度等有关系。〔5)各拉挤工艺变量的相关性加热温度、拉挤速度、牵引力三个工艺参数中，温度是由树脂系统。的特性来确定的，是拉挤工艺中应当解决的首要因素.通过树脂固化体系的DSC的各段温度值。拉挤速度确定的原则是在给定的模具温度下的凝胶时间，保证制品在模具中部凝胶、固化。牵引力的制约因素较多，它与模具温度关系很大，并受到拉挤速度的把握。拉挤速度的增加直接影响到剪切应力的大小，即脱离．点处的剪切应力，从而致牵引力的上