UPVC再生料共挤模头设计
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图1 60系列平开窗框
随着塑料异型材行业标准的要求提高,对异型材的要求也逐渐提高,造成生产成本越来越高,而再生料的成份和原料很接近,所以再生料的使用已被越来越多的厂家重视。现以60系列的平开窗框为例(见图1),从型材端面面积计算,使用再生料可以节省约30%的UPVC原料。由于再生料是二次利用的材料,内部成份已经发生了变化,使再生料在模头内部的流动性变差,以往的再生料共挤模头的续航能力不理想,导致再生料在共挤模头中的使用率不同。现提出的再生料共挤模头解决了该问题,降低了UPVC异型材生产的成本。再生料性能及特点2塑料异型材门窗制造过程中,从UPVC异型材挤出到门窗组装都会产生废品,如在挤出机开机、停机和工艺调整过程中所产生的废品;生产过程中受工艺波动影响产生的尺寸超差的不合格品;门窗加工过程中留下的边角残料等,这些材料未被使用,也没有受到降解和污染,将其粉碎后再利用称为UPVC再生料(简称再生料)。再生料经过破碎和反复加热,其成份比例和原料相比有部分发生改变,其中原料配方在配比过程中,会添加润滑剂,主要作用是降低原料熔融后的黏度,减小其与金属之间的摩擦力。添加的润滑剂有一部分在加热后会在型材表面产生析出物而流失,由于再生料是破碎后再进行加热,不会再另外增加润滑剂,再生料在加热后,其黏度增大,与流道之间的摩擦力会加大,造成再生料流动性比原料差,在加热过程中被降解的可能性会增大。由于上述原因要求再生料共挤模头的流道设计更光滑顺畅。再生料共挤模头设计2利用再生料的共挤断面一般都是将再生料使用在型材非暴露部分或内层(见图1)。以往的再生料共挤模头在流道设计上采用平铺式流道,其料流在挤出方向有过大的转折变向(达到90°直角转向或接近90°),由于再生料塑化后黏性增大,遇到料流转折较大的变向,易使部分料流产生流速变慢或滞留,造成局部滞留的料流温度过高而发生降解糊料,产生不合格品。图2 2处入料口呈90°夹角新型的再生料共挤模头设计方法可参考传统UPVC挤出模结构原理,考虑再生料的流动性比原料差,将原UPVC原料的入口改为再生料入料口,在非操作者侧增加一处原料的入料口,为避免2台挤出机出现干涉现象,将2处入料口设计成相互垂直,将再生料作为主料,原料作为共挤料,如图2所示。01
口模板设计
考虑加工难度及调试难度,将成型部分分为口模板及镶件两部分,利用螺钉及销钉将镶件与预成型板定位连接,装配后的镶件出料端与口模板出料端齐平,并在镶件上设计挡料板,厚0.6mm,挡料板与口模板流道间隙小于0.3mm,保证装配即可,挡料板的作用是将再生料与原料在熔合前分隔。另外挡料板保留至离口模板出料端6mm,以达到料流流出口模板前原料与再生料达到熔合的效果。02
预成型板设计
常规模头的预成型板设计时因其挤出原料一样,所以相邻2个面的交界处允许有局部轻微的串料,而再生料模头预成型板的再生料流道与原料流道是完全隔断,相互之间互不串联,即原料与再生料都拥有独立的供料腔流道。03
压缩板设计
为保证产品的紧实度,达到最佳的物理性能,压缩板进料端流道截面积与出料端流道截面积之比为3~4,俗称压缩比。此数值为挤出模多年试验验证。因再生料挤出机与原料挤出机互为独立,入料口流道尺寸可独立设计,其总体料流快慢由挤出机控制给料速度,设计时只需考虑各自料流局部流速一致即可。04
分流板设计
原料由机颈处完成初步转向后过渡到分流板二,料流首次由圆形向异形过渡,分流板二设计时要考虑流道过渡时的角度,以机颈出料口流道为基准,与分流板一流道夹角不小于150°为佳,如果夹角过小可对板块厚度或更改流道位置进行适当调整。分流板一的作用主要是稳流,因此其设计除了要求流道与相邻板块流道变向的夹角不小于150°外,且板块流道进出料端设计成一致或相似,板块两端流道截面积相同,保证流道内部各处料流压力一致。分流板一、二对于再生料的作用都是稳流,所以设计方式与原料流道的稳流段设计方法相同,且再生料流道与原料流道距离不小于5mm,防止模头板块之间发生溢料而使再生料与原料之间相互串料。05
机颈设计
原料的入口尺寸为ϕ40~ϕ50mm即可,通过连接件将挤出机与机颈部分固定连接。因UPVC熔融状态下流动性较差,入口处设计成夹角为120°的圆形通道(见图2机颈处),夹角的底部呈球底状完成UPVC料流的初步转向,实践证明,此处料流不会产生滞留现象。再生料入口处按挤出模头基本结构设计,由圆形向异形过渡,其料流前进的方向呈直线形,2种流道互不相通。模具实际生产过程中,对普通再生料共挤模头及新型再生料共挤模头的稳定性等方面进行了数据收集,并归纳总结,新型再生料共挤模头各方面性能都优于普通再生料共挤模头,如表1所示。新型再生料共挤模头在节省原料方面更为突出,不仅节省成本,而且减少了再生料对环境的污染。更多材料及技术问题请咨询 张经理:13952444299 (微信同号)