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挤出异性材定制加工工艺到底是什么

发布日期:2024.03.12

塑料产品因其多功能性、耐用性和易于制造而受到广泛欢迎。与塑料注射成型一样,塑料挤出是大批量零件生产中使用最广泛的工艺之一,特别适合制造连续型材,例如管道和管材。

塑料挤出的工业应用有着悠久的历史,可以追溯到一个多世纪以前。随着时间的推移,该工艺不断进步,巩固了其作为塑料制造首选的地位。即使在今天,塑料挤出仍然是许多项目的首选技术,因为它简单、高效并且能够提供精确和准确的结果。 

本文概述了塑料挤出工艺、其优缺点、各种类型以及在不同行业中的常见应用。如果您需要塑料挤压件的 CNC 加工,或者您对注塑成型服务感兴趣,发成工程塑料有限公司 随时为您提供帮助。


Plastic-extrusions
塑料挤压件可以有不同的形状、尺寸、材料和颜色


什么是塑料挤出?

塑料挤出,有时称为塑化挤出,是一种制造技术,用于生产大量具有均匀横截面的连续产品。该过程包括将热塑性材料(例如粉末、颗粒或颗粒)均匀熔化,然后在压力下将熔融塑料推过模具。 

在螺杆挤出中,该压力是由螺杆相对于机筒壁旋转而产生的。当熔融塑料流过模具时,它呈现出模具开口的形状并离开挤出机。然后通常通过水浴或冷却辊冷却所得产品(称为挤出物),直至固化成最终形式。

塑料挤出可用于生产管材、管材、板材、薄膜、型材和其他定制形状。所使用的设备称为挤出机,该机器是支持塑料部件大批量生产的大型系统的一部分。

塑料挤出机组件

塑料挤出机的关键部件是料斗、进料喉、破碎板、机筒、进料管/适配器、模具和冷却系统(见下文)。这些组件共同作用,促进塑料材料的有效熔化、成型和凝固。


塑料挤出机组件


塑料挤出机组件(来源:Wayken Rapid Manufacturing)

塑料挤出机内不同部件的功能如下:

  1. 料斗:挤出机的第一阶段,用于储存塑料颗粒并为加工做好准备。

  2. 进料喉:将塑料从料斗转移到料筒。

  3. 缓冲板:充当过滤器并维持桶内的压力。

  4. 机筒:加热并软化塑料,同时旋转螺杆将熔融材料输送至进料管。

  5. 进料管/适配器:将熔融塑料输送至模具。

  6. 模具:决定挤压型材形状的金属工具。

  7. 冷却系统:快速冷却并固化挤压型材。

塑料挤出工艺

在塑料挤出过程中,热塑性原材料通过顶部安装的料斗送入挤出机。该材料以小珠或树脂的形式,可以在进入料斗之前与着色剂和紫外线抑制剂等添加剂混合。 

以下步骤概述了整个塑料挤出过程。

  1. 进料:原料通过进料喉进入挤出机,进料喉位于机筒后侧附近。然后,熔融的热塑性塑料接触机筒内的旋转螺杆。

  1. 熔化和加热:螺杆以受控速度旋转,通常高达 120 rpm,将塑料珠在机筒中向前推动。将机筒加热至所需的熔体温度,该温度范围为 200–275°C,具体取决于挤出的聚合物类型。通常,料筒具有多个 PID 控制的加热器区域,从后到前逐渐提高温度。

  1. 熔化形成:当塑料珠被迫通过加热的桶时,它们逐渐熔化。温度控制可防止过热和聚合物降解。料筒中的摩擦和压力也有助于熔化过程。在某些情况下,如果挤出速度足够快,则可以关闭加热器,以便仅通过摩擦和压力来维持熔体温度。冷却风扇或内置加热器套用于调节温度并防止过热。

  1. 过滤:熔融塑料离开螺杆并穿过过滤网以去除污染物。由于压力可能超过 34 Mpa,断路器板可加固筛网。滤网组和破碎板组件还在机筒中产生背压,以实现聚合物的适当混合和均匀熔化。

  1. 成型:熔融塑料通过破碎板后,通过模具,赋予最终产品特定的形状。模具可确保熔融塑料的均匀流动,将其从标准圆柱体转变为最终产品所需的形状。 

  1. 冷却:根据挤出类型,通过将产品拉过水浴或使用冷却辊来冷却产品。塑料的导热性较差,因此控制冷却至关重要。对于管道或管子,对水浴施加真空以防止其塌陷。塑料片材通过一组冷却辊进行冷却。冷顶abs改性塑料挤出异性材定制工艺


The-plastic-extrusion塑料挤出过程使用料筒、料斗等部件


四种类型的塑料挤出工艺

塑料挤出针对不同的应用有不同的工艺。四种主要工艺是管材、吹膜、片材薄膜和外护套。 

  1. 管材挤出:此过程使用模具内的心轴或销来创建内部空腔。管材挤出是生产管材、管道和中空制品的理想选择。

  1. 吹膜挤出:这通常用于制造购物袋等物品。该工艺利用风环将挤出的塑料冷却并膨胀成气泡,然后夹辊将气泡压平,形成双层薄膜挤出。

  1. 片材薄膜挤出:与吹膜挤出类似,该工艺可生产平板塑料。所需的形状和表面纹理是通过拉动和滚压过程实现的。

  1. 外护套挤出:专门用于涂覆电线,这种类型的塑料挤出使用压力或护套来用熔融塑料覆盖电线,具体取决于所需的粘合水平。

两种类型的塑料挤出机

塑料挤出机使用两种不同类型的设备。两者都能够执行上述四种工艺,但该设备在生产速度、混合能力和操作灵活性方面有所不同。 

以下是每种挤出机类型的介绍。

单螺杆挤出机

单螺杆挤出机由带有单个旋转螺杆的机筒组成。这些挤出机非常适合需要简单型材的应用,例如管材和板材。尽管单螺杆机器性能足够,但它们往往以较慢的速度运行,混合能力有限,并且可能不是复杂形状的最合适选择。

双螺杆挤出机 

双螺杆挤出机在机筒内有两个平行的螺杆。根据具体应用,双螺杆可以同向或相反方向旋转。由于其设计,双螺杆挤出机提供了增强的稳定性、在排出空气和挥发性烟雾方面的卓越性能、提高的生产速度以及改进的混合能力。


Plastic-extrusion-materials单螺杆和双螺杆挤出机支持使用各种热塑性塑料


塑料挤出材料的选择 

塑料挤出工艺支持使用多种材料,每种材料都具有不同的特性。常见挤压塑料材料的一些示例包括:

  1. ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)

  2. 丙烯酸纤维

  3. PVC(聚氯乙烯)

  4. 聚乙烯

  5. 聚碳酸酯

  6. 苯乙烯

  7. TPA(热塑性合金)

  8. 聚丙烯

  9. CPVC(氯化聚氯乙烯)

  10. TPV(热塑性硫化橡胶)

塑料挤出的优点

塑料挤出的优点使其成为各种行业和应用的首选制造方法。以下是一些主要优势:

  1. 多功能性:塑料挤出可以生产各种不同形状、尺寸和型材的产品。它适用于制造管材、管材、板材、薄膜等。该过程可以定制以满足特定的设计要求。

  1. 大批量生产:塑料挤出是一种连续工艺,能够生产大量产品,因此非常适合大规模生产和满足大规模需求。

  1. 成本效益:与其他制造方法相比,塑料挤出的连续性可降低生产成本。挤出生产线一旦建成,就可以连续运行,从而减少劳动力和安装成本。

  1. 设计灵活性:塑料挤出可以创建质量稳定的复杂形状和型材。它提供了设计灵活性,允许结合空心型材、加固、压花和表面纹理等功能。

  1. 自动化和精确度:挤出生产线可以高度自动化,确保生产的一致性和精确度。先进的控制和监控系统可实现严格的公差、精确的尺寸并提高产品质量。
    自动化和精度:挤出生产线可以高度自动化,确保生产的一致性和精确性。先进的控制和监控系统可实现严格的公差、准确的尺寸和更高的产品质量。

  1. 广泛的材料兼容性:塑料挤出与多种热塑性材料兼容,包括 PVC、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。这种多功能性使得能够生产具有不同性能的产品,例如柔韧性、强度、耐热性和耐化学性。
    广泛的材料兼容性:塑料挤出与多种热塑性材料兼容,包括 PVC、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。这种多功能性使生产具有不同特性的产品成为可能,例如柔韧性、强度、耐热性和耐化学性。

塑料挤出的缺点 

塑料挤出具有重要的优点,但也存在一些与该工艺相关的缺点。它们包括高昂的初始设置成本、产品限制和尺寸变化。 

  1. 初始设置成本高:设置塑料挤出生产线需要大量的初始投资。整个系统,包括挤出机、模具和下游设备,可能很昂贵,特别是对于特殊应用而言。这可能成为小规模或小批量生产的障碍。

  1. 产品限制:塑料挤出最适合生产具有恒定横截面的连续型材。它可能不适合制造具有不同横截面的复杂形状。生产不同类型的产品可能需要对特定应用设备进行大量投资。这种通用性的缺乏限制了使用塑料挤出方法生产的产品范围。

  1. 尺寸变化:当塑料被挤出时,它会因热量而发生显着的膨胀。即使经过冷却,这种膨胀也可能导致产品尺寸偏离预期。另外,准确预测尺寸变化的程度可能很困难。如果您习惯于使用金属公差,您会发现塑料公差是不同的。


extruded-plastics挤出塑料的应用包括管材


塑料挤出应用

塑料挤出件用于多种行业,包括建筑、包装、电气、汽车和消费品。常见应用包括:

  1. 管道和管材:塑料挤出广泛用于生产管道和管材,用于管道、灌溉、电气导管、排水系统和汽车燃油管路等应用。不同类型的塑料,包括 PVC、HDPE 和 PEX,可以挤出来制造各种尺寸和规格的管道。

  1. 型材和槽钢:挤压塑料型材广泛应用于建筑、汽车、家具和电器等行业。这些型材用于门窗框架、装饰、挡风雨条、垫圈、装饰线条和结构部件。

  1. 包装材料:塑料挤出用于制造塑料薄膜和片材等软包装材料。这些材料可以进一步加工成袋子、小袋、层压材料和收缩包装,用于食品包装、药品、消费品和工业包装。
    包装材料:塑料挤出用于制造塑料薄膜和片材等软包装材料。这些材料可以进一步加工成袋子、小袋、层压板和收缩包装,用于食品包装、药品、消费品和工业包装。

  1. 电线和电缆绝缘层:挤出用于生产电线和电缆的塑料涂层和绝缘层。该工艺可以精确控制厚度和良好的均匀性,确保各种应用的电气绝缘和保护,包括配电、电信和汽车布线。
    电线电缆绝缘:挤出用于生产电线电缆的塑料涂层和绝缘层。该工艺可以精确控制厚度和良好的均匀性,确保各种应用的电气绝缘和保护,包括配电、电信和汽车布线。

  1. 长丝和纤维:塑料挤出用于生产用于 3D 打印、纺织品和增强材料的长丝和纤维。PLA、ABS、尼龙和 PET 等材料可以挤出成直径精确的细丝,用于增材制造和纺织应用。
    长丝和纤维:塑料挤出用于生产用于 3D 打印、纺织品和增强材料的长丝和纤维。PLA、ABS、尼龙和 PET 等材料可以挤出成直径精确的细丝,用于增材制造和纺织应用。

  1. 片材和薄膜产品:塑料挤出用于制造塑料片材和薄膜,用于包装、建筑、标牌和汽车内饰等应用。这些板材可以进一步加工成托盘、容器、显示器、屋顶膜和汽车仪表板。

这些只是挤压塑料产品众多应用的几个例子。塑料挤出的多功能性和生产连续型材的能力使其成为众多依赖塑料产品的行业的流行选择。

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