拉挤成型工艺生产操作-拉挤成型

　一、技能要求

　　能够对拉挤机、搅拌机等设备进行熟练的启动或停止操作，能完成毡、纱连接等操作。

    二、相关知识

　　（一）拉挤机操作步骤和要领

　　以一台3吨的小型拉挤设各为例，其操作步骤如下：

　　1.打开总电源，此时机器上的总电源指示灯会亮起。

　　2.按下设备上的加热按钮，按照设备说明的操作，进行模具温度的设置。

　　3.按拉挤工艺作业指导书的要求，依次进行模具前区、中区、后区的温度设置，然后按确下认键，进行模具的加热。

　　4.当温控表测量温度显示在设定值左右时，即可开机进行生产，此时将拉过模具的白纱集结成束，放入牵引上下夹具之间后，按下控制面板上的牵引按键，启动牵引装置，开始纤维的连续牵引。同时还可以按照工艺单上的规定，进行牵引速度的调整。

　　5.牵引拉力的调整一般根据拉制产品的大小和阻力进行调节，在履带式设备和气动往复式设备的控制面板上都会设置拉力的显示仪表，但无法直接调节，一般通过夹紧力来增强牵引的力度。在液压式拉挤设备上有专门的拉力和夹紧调节阀，可以很方便地分别调整。

　　6.在生产过程中，应时刻注意拉力仪表的显示值，当其超过一定的是否有异常情况发生，包括在线的工艺是否正常，并果断停机排查，以免拉力超出设备负荷，导致损依次关闭加热控制按键、动力控制按键，最后关闭围的环境卫生。

　　7.生产结束后，依次关闭加热控制按键、动力控制按键，最后关闭总电源。

　　8.清理设备及周围的环境卫生。

   （二）排纱、接纱操作步骤和要领

　　排纱就是将增强材料放置在纱架上并将这些材料按照设计要求引出。只有增强材料放置在正确的位置，才能保证拉挤生产的顺利进行，并发挥拉挤产品的综合性能，实现产品的设计目的。完成这一工序的主要设备就是送纱装置，送纱装置包括纱架和集束器。纤维从纱架上引出的方式有两种，一种以纤维内退方式引出，另一种以纤维外退方式引出。前者的纱筒是静止地放在纱架上的，当纤维从内壁引出时，必然产生加捻现象，大部分情况下，玻璃纤维都是采用这种方式引出。而后者的纱筒是放置在旋转芯轴上的，它可以避免纤维加捻现象，这种方式适用于碳纤维、芳纶纤维等特种纤维的引出。不论哪种方式的引出，在进行穿纱操作时，都必须遵循一个原则，即不管在一层纱架上要穿多少束纤维，引出的纤维都不能互相之间产生缠结现象，必须严格独立，互不干扰。这样才能保证生产的连续进行，而不发生由于纤维打结、乱纱而产生的中断。纤维从纱架的一侧引出后，通过专用的导纱环进入下一道生产工序。

　　为了提高拉挤制品的横向性能，从原材料架上引出进入浸渍工序的还有各种形式的织物，如缝编毡、针刺毡、表面毡、多轴向织物、连续毡等。

　　（三）纤维浸渍过程

　　（四）预成型与固化

　　预成型的主要作用是引导浸胶后的呈扁平带状纤维逐渐演变成最接近拉挤产品的形状。同时挤去增强材料中多余的树脂，并排除带入材料中的气泡，以获得结构致密的拉挤制品。预成型过程是依靠预成型模来完成的，而且预成型模是从简单到复杂逐渐过渡的，其一系列模板所占用的长度约为0.6-1.2m.增强材料在预成型中逐渐成型为所设计的形状，并使纤维在制品中的分布符合设计要求。通常，拉挤成型棒材时般使用管状预成型模，最简单的设计是在一块板上制作一定数量的、呈放射性分布的过纱孔。生产管材则需使用芯轴预成型模。制造异型材时大多需要制作2到6块左右的预成型模，以保证纤维与毡材能够较为顺利地合理过渡到合适的形状，与型材截面形状接近。预成型模的设计是拉挤工艺中非常值得研究的学问，它非常灵活，需要设计者具有开阔的思路和丰富的经验，还需要很强的动手能力。一件复杂拉挤制品的正常拉制，离不开设计合理，思路新颖的预成型体系。只要理解好预成型的重要作用，可以不必局限于任何一种预成型模式，开拓创新，自成体系。

　　以下为拉挤槽钢预成型的一种设计方式：

    材料从预成型模具中拉出后，进入加热模具，在模具中固化成型后从模具中拉出。这一过程是拉挤工艺过程中最重要也是主要的工艺过程。

　　固化成型模具的长度一般为0. 5m-1. 55m，其具体长度取决于产品厚度、拉挤速度及树脂体系的化学反应特性等因素。成型模一般用模具钢制造，然后将其表面进行镀铬或渗氮处理，以提高硬度，减少磨损，降低牵引力，延长模具寿命。模具的加热方式有蒸汽加热、导热油加热、电加热等加热方式，其中电加热易于控制模具长度方向不同区域的温度较为常见。拉挤机的模具通常包含一到四个加热区，加热区数目通常由树脂体系、拉挤速度以及模具的长度等因素决定。

　　在成型模具的设计中，除了考虑截面的任何尺寸外，还应主要考虑以下二个主要因素：一是树脂体系固化反应的化学及物理特性；二是拉挤材料与模具壁的摩擦性能。在很多情况下根据树脂反应特性及相关物料性能，将模具设计成三个不同的加热区，即预热区、凝胶区及固化区，三区的温度又是相互协调一致的。树脂纤维混合材料首先进入预热区、使树脂粘度降低，提高树脂的流动性并使树脂进一步浸润增强材料；然后材料进入凝胶区，树脂开始反应，树脂从粘稠液体变成凝胶状态：最后材料进入固化区使材料充分固化；树脂的反应主要发生在凝胶区。树脂在较高温度下进行反应至凝胶状态的位置被称为“凝胶点”，在凝胶区内的固化反应的过程为放热反应的过程，反应放热速率最快的点称之为“放热峰”；当树脂固化为固体时，因固化收缩而压力下降，制品从模具表面脱离下来，该点称为“脱离点”。成功的拉挤工艺是使凝胶点、放热峰及脱离点靠近而且集中在凝胶区，否则可能出现产品力学性能差以及粘膜等现象。

　　（五）牵引操作步骤和要领

　　当制品在模具中固化后，就需要一个牵引力将制品从模具中拉出，这种牵引力来自牵引装置。为了满足拉挤工艺的需求，对牵引装置有如下几个基本要求：在拉挤过程中，牵引装置必须保证连续牵引，如果停止牵引制品，或停机时间过长，就会破坏模具内的热平衡，造成堵模等严重的工艺事故；牵引力、牵引速度可调，因此不同截面不同尺寸及不同材料的制品所需的牵引力的大小也各不相同，而牵引速度则应根据树脂基体化学反应特性、模具温度分布、模具长度等因素调节，牵引速度过慢，树脂在模具内停留时间长，凝胶点和脱离点靠前，会造成脱模困难，反之则会使树脂固化不完全而影响制品的性能；夹持力可调，因为牵引力是靠夹持力产生的摩擦力传递给制品的，因此不同牵引力其夹持力也不同；夹头可随意更换，并在夹持时夹头需设计衬垫，以增强摩擦力，并减少对产品外表面的损伤。

　　在拉挤工艺中广泛使用的牵引装置有两种。一种是往复式夹持牵引装置，它具有两对可以在拉挤方向前后交替运动的牵引装置。当一对牵引夹紧制品向前运动时，另一对牵引夹松开并向后移动到起始位置。

　　两者相互补充，轮流夹紧制品，实现连续的拉挤过程。