TPU薄膜是由TPU粒子經(jīng)擠出加工成型的,主要有吹塑、流延、壓延或壓光片材成型、擠出涂覆4種加工成型方式,比如擠出流延是TPU粒料經(jīng)擠出機(jī)熔融塑化,從機(jī)頭通過狹縫型模口擠出,使熔料緊貼在冷卻輥筒上,然后再經(jīng)過剝離、位伸、分切、卷取得到成品。
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TPU膜擠出流延示意圖
這個擠出的過程至關(guān)重要,本篇就一起來了解下擠出成型的原理、設(shè)備組成及工藝流程。
擠出成型又叫擠塑、擠壓、擠出模塑。是借助螺桿和柱塞的擠壓作用,使塑化均勻的塑料強(qiáng)行通過模口而成為具有恒定截面的連續(xù)制品。
擠出成型原理
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擠出成型介紹:(時長1分34秒,建議在wifi環(huán)境下觀看)
擠出成型原理圖
原理:
原料自料斗進(jìn)入料筒,在螺桿旋轉(zhuǎn)作用下,通過料筒內(nèi)壁和螺桿表面摩擦剪切作用向前輸送到加料段,在此松散固體向前輸送同時被壓實(shí);在壓縮段,螺槽深度變淺,進(jìn)一步壓實(shí),同時在料筒外加熱和螺桿與料筒內(nèi)壁摩擦剪切作用,料溫升高開始熔融,壓縮段結(jié)束;均化段使物料均勻,定溫、定量、定壓擠出熔體,到機(jī)頭后成型,經(jīng)定型得到制品。
設(shè)備組成
擠出成型設(shè)備由擠出機(jī)、機(jī)頭和口模、輔機(jī)等組成。塑料擠出機(jī)的主機(jī)是擠塑機(jī),它由擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。
JSW擠出機(jī)(圖片來源于深圳市興榮精密機(jī)械有限公司)
擠壓系統(tǒng)包括螺桿、機(jī)筒、料斗、機(jī)頭、和模具,塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體,并在這一過程中所建立壓力下,被螺桿連續(xù)的擠出機(jī)頭。
(1) 螺桿:是擠塑機(jī)的最主要部件,它直接關(guān)系到擠塑機(jī)的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)率,由高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼制成。
(2)機(jī)筒:是一金屬圓筒,一般用耐熱、耐壓強(qiáng)度較高、堅(jiān)固耐磨、耐腐蝕的合金鋼或內(nèi)襯合金鋼的復(fù)合鋼管制成。機(jī)筒與螺桿配合,實(shí)現(xiàn)對塑料的粉碎、軟化、熔融、塑化、排氣和壓實(shí),并向成型系統(tǒng)連續(xù)均勻輸送膠料。一般機(jī)筒的長度為其直徑的15~30倍,以使塑料得到充分加熱和充分塑化為原則。
(3) 料斗:料斗底部裝有截?cái)嘌b置,以便調(diào)整和切斷料流,料斗的側(cè)面裝有視孔和標(biāo)定計(jì)量裝置。
(4)機(jī)頭和模具:機(jī)頭由合金鋼內(nèi)套和碳素鋼外套構(gòu)成,機(jī)頭內(nèi)裝有成型模具。機(jī)頭的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運(yùn)動,均勻平穩(wěn)的導(dǎo)入模套中,并賦予塑料以必要的成型壓力。塑料在機(jī)筒內(nèi)塑化壓實(shí),經(jīng)多孔濾板沿一定的流道通過機(jī)頭脖頸流入機(jī)頭成型模具,模芯模套適當(dāng)配合,形成截面不斷減小的環(huán)形空隙,使塑料熔體在芯線的周圍形成連續(xù)密實(shí)的管狀包覆層。為保證機(jī)頭內(nèi)塑料流道合理,消除積存塑料的死角,往往安置有分流套筒,為消除塑料擠出時壓力波動,也有設(shè)置均壓環(huán)的。機(jī)頭上還裝有模具校正和調(diào)整的裝置,便于調(diào)整和校正模芯和模套的同心度。
擠塑機(jī)按照機(jī)頭料流方向和螺桿中心線的夾角,將機(jī)頭分成斜角機(jī)頭(夾角120o)和直角機(jī)頭。機(jī)頭的外殼是用螺栓固定在機(jī)身上,機(jī)頭內(nèi)的模具有模芯坐,并用螺帽固定在機(jī)頭進(jìn)線端口,模芯座的前面裝有模芯,模芯及模芯座的中心有孔,用于通過芯線;在機(jī)頭前部裝有均壓環(huán),用于均衡壓力;擠包成型部分由模套座和模套組成,模套的位置可由螺栓通過支撐來調(diào)節(jié),以調(diào)整模套對模芯的相對位置,便于調(diào)節(jié)擠包層厚度的均勻性。機(jī)頭外部裝有加熱裝置和測溫裝置。
2.傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿,供給螺桿在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速,通常由電動機(jī)、減速器和軸承等組成。
3.加熱冷卻裝置 加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件。 (1) 現(xiàn)在擠塑機(jī)通常用的是電加熱,分為電阻加熱和感應(yīng)加熱,加熱片裝于機(jī)身、機(jī)脖、機(jī)頭各部分。加熱裝置由外部加熱筒內(nèi)的塑料,使之升溫,以達(dá)到工藝操作所需要的溫度。 (2)冷卻裝置是為了保證塑料處于工藝要求的溫度范圍而設(shè)置的。具體說是為了排除螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切摩擦產(chǎn)生的多余熱量,以避免溫度過高使塑料分解、焦燒或定型困難。機(jī)筒冷卻分為水冷與風(fēng)冷兩種,一般中小型擠塑機(jī)采用風(fēng)冷比較合適,大型則多采用水冷或兩種形式結(jié)合冷卻;螺桿冷卻主要采用中心水冷,目的是增加物料固體輸送率,穩(wěn)定出膠量,同時提高產(chǎn)品質(zhì)量;但在料斗處的冷卻,一是為了加強(qiáng)對固體物料的輸送作用,防止因升溫使塑料粒發(fā)粘堵塞料口,二是保證傳動部分正常工作。
工藝流程及應(yīng)用
擠出成型工藝流程圖
適用樹脂:絕大部分熱塑性塑料,如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、PMMA、PET、PBT、TPE、TPU等等。
應(yīng)用領(lǐng)域:塑料薄膜、網(wǎng)材、帶包覆層的產(chǎn)品、截面一定、長度連續(xù)的管材、板材、片材、棒材、打包帶、單絲和異型材等等,還可用于粉末造粒、染色、樹脂摻和等。
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