拉挤成型主要工序、工艺原理及常见缺陷原因分析解读
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碳纤维拉挤成型工艺引言:碳纤维材料以其轻质高强的特性,在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。
而碳纤维拉挤成型工艺作为一种重要的碳纤维制备技术,具有高效、灵活、经济的优势。
本文将详细介绍碳纤维拉挤成型工艺的原理、步骤以及应用前景。
一、碳纤维拉挤成型工艺的原理碳纤维拉挤成型工艺是利用拉伸过程中的热流和剪应力对碳纤维进行塑性变形,使其形成连续的纤维预制件。
具体而言,碳纤维束经过预处理后,通过拉伸机构进行拉伸,同时通过加热机构提供热源,使碳纤维在拉伸的同时发生塑性变形,最终形成拉挤后的碳纤维材料。
二、碳纤维拉挤成型工艺的步骤1. 碳纤维预处理:碳纤维束经过脱脂、干燥等处理,去除其中的杂质和水分,以提高成型后的质量。
2. 模具准备:根据产品的形状和尺寸要求,制作相应的拉挤模具,确保成型后的产品符合设计要求。
3. 碳纤维拉伸:将经过预处理的碳纤维束通过拉伸机构进行拉伸。
拉伸过程中,碳纤维受到热流和剪应力的作用,发生塑性变形,形成连续的纤维预制件。
4. 热源加热:为了促进碳纤维的塑性变形,需要通过加热机构对拉伸过程中的碳纤维进行加热。
加热温度和时间需要根据具体的碳纤维材料和产品要求进行控制。
5. 模具成型:将拉挤后的碳纤维预制件放入模具中,通过压力和温度控制,使其形成最终的碳纤维拉挤产品。
三、碳纤维拉挤成型工艺的应用前景1. 航空航天领域:碳纤维拉挤成型工艺可以制备出轻质高强的航空航天结构件,用于飞机、导弹等载具,可以大幅度降低重量,提高载荷能力。
2. 汽车制造领域:碳纤维拉挤成型工艺可以用于制造汽车车身、底盘等部件,提高车辆的安全性和燃油经济性。
3. 体育器材领域:碳纤维拉挤成型工艺可以用于制造高强度、轻量化的体育器材,如高尔夫球杆、网球拍等,提高运动员的竞技水平。
4. 建筑领域:碳纤维拉挤成型工艺可以制备出耐久、抗震的建筑结构材料,如桥梁、楼板等,提高建筑物的安全性和使用寿命。
5. 医疗领域:碳纤维拉挤成型工艺可以制备出人工骨骼、关节等医用器械,具有良好的生物相容性和力学性能,可以改善患者的生活质量。
拉挤成型工艺
拉挤成型工艺是指将目标材料拉伸并利用外力,在一定温度下让其外形、截面等特性发生变化,从而达到不同功能需求的一种成形工艺。
一、拉挤成型工艺的概述
1. 介绍
拉挤成型是针对金属、塑料等可加工的材料,利用机械加工手段,使材料在一定温度下拉伸、压缩,在外形、截面、特性上发生变化,改变材料原来的形状而达到指定目的的金属加工工艺。
2. 工艺特点
拉挤成型工艺是金属外形调整中最重要也是最基础的成形工艺之一,它具有生产效率高、工序简便、节约成本、表面状态好、后期处理少等优点,几乎可以覆盖金属外形调整的所有领域。
二、拉挤成型工艺的分类
1. 拉伸成型
拉伸成型工艺的原理是,将材料在固定的拉伸缸内,以所需要的温度和拉伸力拉伸,使其形状发生变化而达到指定成型目的。
2. 压缩成型
压缩成型工艺是一种以压力为所施加的外力,利用模具内挤压力在一定温度下,使硬物料的外形、截面或其它性能得到变化的一种工艺。
三、拉挤成型工艺的应用
1. 电子行业
在电子行业,拉挤成型工艺广泛应用于电线电缆的加工制作中,可以实现电缆以及其他电子元器件的制作、变径和改型。
2. 机械行业
拉挤成型是机械加工领域中金属零件的基本工艺,可以实现连杆、轴、活塞等机械零件的主体构建。
3. 其他行业
此外,除了电子行业和机械行业,拉挤成型工艺还可以应用于能源行业,如用于油钻管、制作锅炉、制作液压缸等;交通运输行业,可以制作法兰、轴箱、制作汽车、摩托车等等。
2.泥条弯曲一是泥条出机口时就向一侧弯曲,砖坯外壁一边厚,一边薄。
主要原因是机口、芯具、泥缸和螺旋铰刀不在同一个中心上,应进行校正。
二是泥条呈之字形前进,凹下的地方有时被拉坏。
主要原因是砖机的挤机螺旋铰刀的主叶和副叶的顶端不齐,或者是副叶磨损严重,应对螺旋铰刀的主叶和副叶进行修理或更换。
3.泥条变形主要是因为泥条强度不够,成型水分过高,应对成型水分进行调整。
4.泥条烂角泥条四角出现裂口,裂口的尖端向后翻。
主要原因是中间的泥料挤出速度快,一是可以把芯具的中间芯头加长,或在中间芯头后面的芯杆上套一段阻泥管以减小中部的进泥量;二是加大机口进料端四角的弧度,以扩大四周的进泥量。
5.泥条烂心泥条中心开花,向四周翻卷,挤机的泥条明显中间凸出。
主要是中间的泥料挤机速度快。
一是可以把芯具的中间芯头加长,或在中间芯头后面的芯杆上套一段阻泥管以减小中部的进泥量;二是加大机口进料端四角的弧度,以扩大四周的进泥量。
6.泥条中间凹进挤出的泥条明显中间凹进。
主要是中间泥料挤机速度慢造成的。
可适当把芯具的中间芯头减短,或减小中部的阻泥锥以增大中部的进泥量。
7.泥条横向断裂纹造成泥条横向断裂主要有两个原因。
一是成型水分太低,应对成型水分进行调整;二是原料的塑性指数太低,应强化对原料的处理,如降低原料的破碎粒度,增加原料的陈化时间,对原料进行碾炼等以提高原料的塑性指数。
8.泥条产生锯齿裂纹造成产生锯齿裂纹主要有以下原因。
一是机口第二层转角处一侧或两侧水路缝隙太大,润滑水过多,产生有水小齿裂纹;二是机口最后两层缺水,前面一层又来水过多,则产生有水大齿裂纹;三是仅机口第二层转角处缺水,产生无水小齿裂纹;四是转角处各层全部缺水,则将产生无水大齿裂纹;四是转角处各层全部缺水,则将产生无水大齿裂纹。
应根据具体情况,按其相应位置调整水路。
9.泥条两顶面产生纵向裂纹造成泥条两顶面产生纵向裂纹(芯架裂纹)主要原因是泥料的二次结合不良。
为了保证泥料的二次结合良好,防止出现芯架烈纹,应使芯具的大刀片末端到机口的出口平面有一个合理的长度,即“愈合长度”。
挤出成型的原理和工艺流程
挤出成型是一种常见的塑料加工工艺,通过将加热熔化的塑料挤压至模具中,使其快速冷却凝固并形成所需产品。
本文将介绍挤出成型的原理和工艺流程。
原理
挤出成型的原理基于塑料的热塑性特性,塑料在一定温度下能够熔化并具有流动性。
在挤出机中,塑料颗粒被加热熔化成为熔体,然后通过螺杆将熔体加压,推动熔体流经模具口向外挤出。
随着熔体在模具中迅速冷却,最终形成固化的塑料制品。
工艺流程
1.塑料颗粒加料:首先将塑料颗粒放入挤出机的料斗中,经过加热系统加热,使其
熔化成为熔体。
2.挤出过程:熔化的塑料经过螺杆的推动,被压入模头中,经过交变的高压和高温
使得熔体形成流态,流经挤出模的成型孔。
3.冷却固化:熔体在挤出口挤压而出后,迅速接触冷却水或风冷,使其迅速冷却凝
固。
4.切割成型:冷却后的塑料制品经过切割装置,按照所需长度进行切割,最终形成
成型的塑料制品。
工艺优势
挤出成型具有以下优点:
•高效率:生产速度快,生产成本相对较低。
•适用性广泛:可以加工各种形状和规格的塑料制品。
•制品质量稳定:产品表面光滑,尺寸精确。
•生产自动化程度高:无需过多人工干预,生产稳定可靠。
应用领域
挤出成型广泛应用于塑料制品生产行业,如管道、板材、型材、薄膜、包装材料等领域。
其高效率、高质量的特点使其成为塑料制品生产中不可或缺的一环。
总的来说,挤出成型作为一种常见的塑料加工工艺,通过简单高效的操作流程,可以生产出质量稳定的塑料制品,在工业生产中发挥着重要作用。
复合材料拉挤成型工艺——纺硕1205班柴寅芳、丁倩、刘冰、刘小梅、戎佳琦、王卷1 拉挤成型定义拉挤成型是指玻璃纤维粗纱或其织物在外力牵引(外力拉拔和挤压模塑)下,经过浸胶、挤压成型、加热固化、定长切割,连续生产长度不限的玻璃钢线型制品的一种方法。
这种工艺最适于生产各种断面形状的型材,如棒、管、实体型(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材(门窗型材、叶片)等。
2 拉挤成型的特点2.1优点:1)典型拉挤速度0.5-2m/min,效率高,适于批量生产,制造长尺寸制品;2)树脂含量可精确控制;3)主要用无捻粗纱增强,原材料成本低,多种增强材料组合使用,可调节制品力学性能;4)拉挤制品中纤维含量可高达80%,浸胶在张力下进行,能充分发挥连续纤维的力学性能,产品强度高;5)原材料利用率在95%以上,废品率低;6)制品纵、横向强度可任意调整,可以满足不同力学性能制品的使用要求。
2.2缺点:1)不能利用非连续增强材料;2)产品形状单调,只能生产线形型材(非变截面制品),横向强度不高;3)模具费用较高;4)一般限于生产恒定横截面的制品。
3 拉挤成型所需的材料拉挤成型工艺中使用的材料包括树脂、增强材料、辅助材料等。
3.1拉挤成型工艺所用树脂拉挤成型工艺要求所用的树脂黏度低,主要使用不饱和聚酯树脂和环氧树脂或改性环氧树脂。
不饱和聚酯树脂用作拉挤的基本上是邻苯和间苯型。
间苯型树脂有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。
目前国内使用的较多的是邻苯型,因其价格较间苯型有优势。
环氧树脂和不饱和聚酯树脂相比,具有优良的力学性能、高介电性能、耐表面漏电、耐电弧,是优良绝缘材料。
常用拉挤工艺用树脂如表1所示,树脂生产配方如表2和表3。
表1拉挤工艺用树脂表2典型拉挤用不饱和聚酯树脂配方树脂 196 100份填料(轻质碳酸钙)脱模剂(硬脂酸锌)固化剂(过氧化物)低收缩剂(PVC树脂)颜料5~15份3~5份1~3份5~15份0.1~1份表 3环氧树脂配方环氧树脂 E-55脱模剂(硬脂酸锌)固化剂(590#)增韧剂100份3~5份15~20份10~15份适量稀释剂3.2拉挤成型工艺所用增强材料拉挤成型玻璃钢所用的纤维增强材料,主要是 E 玻璃纤维无捻粗纱居多,其优点是不产生悬垂现象,集束性好,易被树脂浸透,力学性能较高。
主要挤出制品常见质量缺陷的成因与处理方法主要挤出制品常见质量缺陷的成因与处理方法难题解答有哪些?一般挤出产品主要是管、膜、丝、板及其衍生制品。
它们在挤出成型中常出现的质量缺陷不外乎有两个方面:一是能右得见的、手摸得着的外观缺陷,如制品的尺寸精度差、皱折、斑点、气泡、缩痕、鱼眼、熔接痕、翘曲、条纹、表面不平整、无光泽、颜色差异、收卷差等弊病;二是制品的内在质量缺陷,某些性能达不到制品质量检测标准 .诸如制品的拉仲强度、巧曲强度、冲击强度、弹性模具。
压缩强度、剥离强度、内应力、伸长率,透湿透气怍、透明度等。
表面缺陷影响制品的价值,内部缺陷影响制品的性能。
由于制品的表面缺陷是内部缺陷的反映,凡能引起制品内部缺陷的因素,往往也同时引起制品的表面缺陷。
内在质量在仪器检测前和在生产过程中不易发现,有经验的操作者是通过制品外观缺陷或生产中的故障来处理这些内在质量缺陷。
概括起来有以下几个方面的质量因素特性,(1)造型和外观方面造型要求美观、适用、色调雅致,外观质量及尺寸需达到标准和使用要求。
(2)结构和物理力学性能方面密度、拉伸强度、伸长率、冲击强度、弯曲弹性模量、耐髙低温性能、电性能、透明性、阻透性等方面需达到标准和使用要求。
(3) 化学性能和卫生方面有耐油、耐溶剂、耐腐蚀和毒性对人体危害程度等特性。
(4)时效方面有防(光、热等)老化性能、防蠕变性能和尺寸稳定性等特性。
(5)二次加工性能方面有可焊性、黏合性、切割性、印刷性和切削性能等特性。
以上这些质量特性能否满足人们的使用要求是衡量制品质量的依据。
制品质量标准就是对这些内在性能和外观形态所做的技术方面的规定,凡不符合质量标准的产品就存在着制品缺陷。
要从根本上解决制品缺陷,处理方法可从:一--个方面进行难题解答。
(1)挤出成型加工常使用复合材料根据组分不同,可以把塑料分为单组分塑料和多组分塑料。
单组分塑料由一种树脂组成,其中仅加人少量助剂(如着色剂、润滑剂、稳定剂等),例如聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、尼龙等,对于这类树脂在选用时必须了解熔融黏度、熔体指数、软化温度、吸水率等指标;多组分塑料除树脂外还必须加人数量较多的其他助剂,这些助剂对塑料制品的性能影响很大,例如聚氯乙烯、酚醛、脲醛等,尤其是在挤出制品屮用得较多的聚氯乙烯,必须充分考虑原材料及配方、混合混炼工艺、分散效果和受热历程等因素。
挤出成型工艺的优缺点
挤出成型工艺是一种常见的塑料加工方法,通过加热和压力将塑料材料挤压使其通过模具成型,广泛应用于各种行业,包括制造业、包装行业等。
挤出成型工艺有着独特的优点和一些局限性,下面将对其进行详细介绍。
优点
1.高效率:挤出成型工艺可以实现连续生产,生产效率高,适用于大规模生产;
2.成型精度高:通过挤出成型,可以生产出形状复杂、尺寸精准的制品,满足不同
行业的需求;
3.低成本:相比于其他制造工艺,挤出成型相对简单,设备投资和生产成本相对较
低;
4.节约材料:挤出成型过程中可实现材料的循环利用,降低浪费,有利于节约原材
料资源;
5.生产稳定性好:挤出成型过程可控性强,生产过程稳定,产品质量可靠。
缺点
1.能耗较高:挤出成型需要耗费大量能源,特别是加热和压力方面的能源消耗较为
显著;
2.原料选择受限:挤出成型对原料的要求较高,只有符合一定条件的塑料材料才能
适用于此工艺;
3.制品表面质量较低:挤出成型生产的制品表面可能存在一定的粗糙度,需要进行
额外的加工处理来改善外观;
4.易受环境影响:挤出成型工艺对生产环境要求较高,温湿度、气压等因素都会对
生产产生影响;
5.工艺复杂度有限:相比于其他制造工艺,挤出成型工艺的复杂度相对较低,可能
无法满足一些复杂产品的制造需求。
总的来说,挤出成型工艺作为一种常见的塑料加工方法,具有高效率、成型精度高、低成本等优点,但是也存在能耗高、原料选择受限等缺点。
在实际应用中,制造企
业应根据产品特性和生产需求选取合适的加工工艺,以达到生产效率和产品质量的平衡。
FRP拉挤成型工艺主要工序原理及常见缺陷原因分析一、FRP拉挤成型工艺主要工序:1.模具设计:根据产品的形状和尺寸要求,设计制作出适应性强、生产效率高的模具。
2.预处理:对纤维增强材料进行预处理,包括材料切割、纱线拥塞、烘干等工序,以确保纤维增强材料的均匀性和干燥度。
3.材料加料:将预处理好的纤维增强材料按一定比例加入到塑料熔体中。
4.塑料熔融:将塑料颗粒加热至熔点,形成熔融状态的塑料。
5.塑料挤出:通过挤出机将熔融的塑料挤出到拉伸模具中。
挤出机会提供给制品一个较为恒定的挤出压力和温度。
6.拉伸:在拉伸模具的作用下,使得塑料熔融材料在拉伸方向上得到挤压和拉伸,形成带有纤维增强的塑料产品。
7.冷却:在拉伸过程中,通过对模具进行冷却处理,使得塑料产品快速固化,保证产品形状的稳定性。
8.修整:对成型的产品进行修整,包括切割、打磨、抛光等工序,将产品的尺寸和表面质量达到要求。
二、FRP拉挤成型工艺原理:在工艺中,首先进行模具设计,根据产品形状和尺寸,设计制作出适应性强的模具。
然后对纤维增强材料进行预处理,确保纤维增强材料的均匀性和干燥度。
接着,将预处理好的纤维增强材料按一定比例加入到塑料熔体中,并将塑料颗粒加热至熔点,形成熔融状态的塑料。
熔融的塑料经过挤出机挤出到拉伸模具中,受到模具的拉力和挤压力,使得其在拉伸方向上得到拉伸和挤压,形成纤维增强的塑料产品。
在挤出过程中,通过对模具进行冷却处理,使得熔融的塑料迅速固化,保证产品形状的稳定性。
最后,对成型的产品进行修整,将产品的尺寸和表面质量达到要求。
三、FRP拉挤成型常见缺陷原因分析:1.出模不良:拉挤过程中,如果模具设计不合理,模具表面不平整或不光滑,会导致产品出模不良,表面不光滑或有明显的瑕疵。
2.纤维分布不均匀:预处理过程中,纤维增强材料没有被均匀覆盖或混合,或者纤维增强材料的长度不一致,会导致成型产品中纤维分布不均匀,影响产品的强度和均匀性。
3.收缩变形:在冷却过程中,如果冷却不均匀或者冷却速度过快,会导致产品收缩变形,出现尺寸不稳定的问题。
拉挤工艺是一种连续生产复合材料型材的方法,它是将纱架上的无捻玻璃纤维粗纱和其他连续增强材料、聚脂表面毡等进行树脂浸渍,然后通过保持一定截面形状的成型模具,并使其在模内固化成型后连续出模,由此形成拉挤制品的一种自动化生产工艺。
利用拉挤工艺生产的产品其拉伸强度高于普通钢材。
表面的富树脂层又使其具有良好的防腐性,故在具有腐蚀性的环境的工程中是取代钢材的最佳产品,广泛应用于交通运输、电工、电气、电气绝缘、化工、矿山、海洋、船艇、腐蚀性环境及生活、民用各个领域。
拉挤成型工艺流程拉挤成型工艺形式很多,分类方法也很多。
如间歇式和连续式,立式和卧式,湿法和干法,履带式牵引和夹持式牵引,模内固化和模内凝胶模外固化,加热方式有电加热、红外加热、高频加热、微波加热或组合式加热等。
拉挤成型典型工艺流程为:玻璃纤维粗纱排布——浸胶——预成型——挤压模塑及固化——牵引——切割——制品拉挤成型设备组成:1、增强材料传送系统:如纱架、毡铺展装置、纱孔等。
2、树脂浸渍:直槽浸渍法最常用,在整个浸渍过程中,纤维和毡排列应十分整齐。
3、预成型:浸渍过的增强材料穿过预成型装置,以连续方式谨慎地传递,以便确保它们的相对位置,逐渐接近制品的最终形状,并挤出多余的树脂,然后再进入模具,进行成型固化。
4、模具:模具是在系统确定的条件下进行设计的。
根据树脂固化放热曲线及物料与模具的摩擦性能,将模具分成三个不同的加热区,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部分,典型模具的长度范围在0.6~1.2m之间。
5、牵引装置:牵引装置本身可以是一个履带型拉出器或两个往复运动的夹持装置,以便确保连续运动。
6、切割装置:型材由一个自动同步移动的切割锯按需要的长度切割。
成型模具的作用是实现坯料的压实、成型和固化。
模具截面尺寸应考虑树脂的成型收缩率。
模具长度与固化速度、模具温度、制品尺寸、拉挤速度、增强材料性质等有关,一般为600~1200mm。