塑料异型材后共挤模具的设计

渔夫

上海杰瑞挤出系统工程有限公司(上海 201209) 段方高
[摘要]塑料异型材后共挤技术是一种新型的塑料异型材软硬复合共挤技术，越来越得到人们的重视和广泛应用，有广阔的应用前景。本文论述了塑料异型材后共挤模具的总体结构，技术设计要点以及在实际生产中的应用。
关键词 后共挤 流道 温度 膨胀 塑料异型材
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    随着塑料异型材在国内十几年的推广和应用，人们对它的认识不断加深和提高，对它的外形和功能要求也不断提高。用户希望它的密封性、耐磨性、隔热性等要好，而生产厂家则要求它易生产、易回收、生产效率高、装配方便。在这种情况下，后共挤模具越来越得到人们的重视和广泛的应用。后共挤技术是一种新型的塑料异型材软硬复合共挤技术，它可以将复合模具简化为一种普通的模具，降低成本、废料容易回收，并且当共挤边脱落时，在胶条口装上胶条仍然正常使用，同时解决了硬、软质共挤溶体温度差异大的加工矛盾，具有较高的社会效益和经济效益，因而后共挤技术有广阔的应用前景，国内外各个模具厂家对此进行了很多的研究和应用，都有各不相同的原理结构。笔者根据对异型材后共挤模具的设计研究和生产中的实际经验，并结合参考其他厂家的资料，对后共挤技术在异型材生产中的应用谈谈自己的一点看法。
8 x# t" y9 w% a/ q, U; r    1 外形结构
9 x9 g+ q3 t1 H0 r/ H  t( w. E: I    后共挤装置结构主要有如图1所示的以下几个部件。
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* l2 D* D' q* H" u   1.1 共挤块
   它是将型材和共挤料熔融粘接在一起的主要部件。现列举常见共挤的主要几种型材(见图2)。

    生产要求在通过共挤块后共挤料和型材要牢固地粘合在一起，以达到与胶条一样的密封效果，通常使用的共挤料为PVC。共挤料在辅机中加热温度应控制在150℃左右，这时共挤料已经软化，注意辅机的温度，偏高容易炭化，偏低PVC还没有油性，热熔性不好，与型材互相融合不会很好。在对辅机加热的同时也对共挤块进行加热，通过加热板将温度控制在160℃左右，当两者的温度都已达到时，通过共挤块上的吹风口对型材共挤的局部进行加热，热吹风机温度控制在lOO℃左右。当温度都已达到时，辅机加料，用调节滑动块将型材共挤处与共挤块的共挤处紧密吻合，随着型材的牵引，共挤料附着型材而出。
    1.2 喷淋冷却块
    主要的功能是对共挤料的冷却。在水箱的一个侧板上装有一个三通管接头将水连人冷却块中，根据不同情况在冷却块中设计水孔，将水直接喷淋到共挤料上，使共挤部分冷却，进入牵引机而不会损坏和压变形。喷淋块只是起到冷却的作用，因而对其型腔没有太高的要求，可以适当地放空，让型材顺利的通过。
    1.3 前后端块
    前端块主要是阻止水箱的水进入共挤块上，还要注意不要让共挤料碰上，在型腔的设计时要考虑。后端块起到吹干水分。根据不同的型材前后端块和共挤块的型腔简化程度也不一样。像双腔压条，牵引时容易压倒，如果简化太多对共挤有很大的影响。
6 i4 @( x8 |6 J  Q6 S3 L0 T8 x3 ^    1.4 附件
    包括底板、脚板、两侧有机玻璃板。在设计时要保持共挤块、喷淋冷却块、前后端块与定型模的挤出中心一致。
    2 共挤块的设计
    2.1 流道的设计
    后共挤的流道与前共挤相似，也是按照从主流道过渡到分流道的原理，使熔体在流道内始终处于稳态流动。共挤块设计为2件，入口面的厚度为40mm，出口面的厚度为20mm，主流道为∮1Omm的圆孔，分流道为∮6mm的圆孔，两块各加工一半。在分流道中设计阻料平台和积料槽，这样可以有效地调节流道内各部分的料流，又方便修模。现以共挤双腔压条为例说明，如图3所示。
) O) Q% G' p+ x$ w    共挤料处的设计。与PVC成型理论一样，复合形状的尺寸设计需要考虑以下两方面：
) N( m: Y2 c$ S9 q    (1)物料的离模膨胀。以密封条共挤为例，由于物料在离开口模时发生的可逆形变，使物料在模板出口处明显膨胀。为了保证成型尺寸，模板成型面长度乙为：
: y, M! j8 {  c' j- q+ ?0 u" [    L=(1+Δ)×l
# a6 `+ N! d% t) l0 S+ B/ X+ V式中l＝制品尺寸
, e$ p1 O4 i+ M; J( C- f  |! JΔ——物料膨胀系数
: W, ?/ x: D6 S/ c3 S" H) b6 o    (2)冷却与牵引收缩。当挤出制品从熔融温度冷却到室温时会产生体积收缩。假设近似各向同性条件，体积收缩应换算为纵向收缩量。型材通过拉伸牵引到后续的定型装置，冷却收缩，出口面也必须加大。

    2.2 吹风孔的设计
; {$ E4 j+ T# b    在共挤块的入口面，在与型材不相干涉的位置设计吹风口，通过吹风管将热风机的热风引入共挤块的孔中，在前共挤块的反面将风吹出，由于型材和后共挤块的阻挡，热风顺共挤部位与型材相反方向从入口面出来，这样既长时间预热共挤部位又不影响共挤料的挤出。根据笔者的实际经验，吹风流道的设计对共挤料的粘合强度有着重要的作用。同时也将大量的热风引出，否则会损坏热风机。
    在共挤块上，加热板的设计也应注意，让开型材紧贴模板，将共挤块四周全部布满加热，尽量阻止热量的散失，要使共挤块升到160º左右并恒温。共挤扇梃共挤块装配如图4所示。

3 Z) K8 O' ^) z+ G/ d    3 结束语
- E% Z( T+ ~/ k( x    后共挤技术在国内还是较先进技术，随着人们在实际应用中对它的要求越来越高，后共挤模具的设计理念也会不断地更新，相信在塑料型材行业中，后共挤会是一个新的亮点。