塑料挤出成型设备及其发展趋势

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1、塑料挤出成型设备及其发展趋势摘要：简要介绍了我国塑料挤出成型设备、成型技术、特点及其发展趋势。关键词：挤出机挤出成型塑料1引言在我国塑料加工业中，几乎1／3～1／2的塑料制品是通过挤出成型来完成的。作为塑机的第二大类产品，挤出成型机组的产量和销售额约占塑料机械的20％～25％，其生产厂家分布在机械、轻工、化工、石化、建材、军工等行业，在地域上多集中在塑料加工业发达地区，如江浙、辽宁、山东、广东等沿海地区。全国124家主要塑机企业工业总产值为38．7亿元，沿海地区就占了70％以上。全国生产挤出机的厂家超过百家，多数

2、为民营或乡镇企业，约占塑机行业厂家的60％，挤出机的品种占塑料机械品种的30％，这个比例还有逐年上升的趋势。全国每年能够生产300台(套)以上挤出机组的厂家仅有三四家，大部分企业只能生产低档次的老产品，难以达到经济规模，尤其在控制水平、效率、精度、可靠性和成套性等方面与发达国家相比差距较大。由于专业水平和产品技术含量低，决定了产品的附加值低，从而使企业的整体效益不高，在国际竞争中处于劣势。[1-5]挤出技术的发展越来越具有如下特色：一方面要求挤出系统高效率，另方面又要求挤出系统具有灵活性、广泛适应性。应用广泛的高

3、效挤出系统应兼颐这两个方面。市场对个性化产品的需求越来越多，而且交货时间短。这一发展趋势影响到各种生产工艺过程：与此同时，技术更新越来越快，对个性化产品的精度要求越来越高，产品周期越来越短。其结果是，模具更换加快，产品品种更换加快，对工艺技术的可靠性要求更高，残次品率要求进一步降低，在保证产品高质量的同时，生产装置要求更具灵活性。挤出加工是热塑性塑料和弹性体的常用的加工形式，挤出加工可生产异型材、片材、板材、薄膜，电缆护层。挤出机除用于挤出成型外，还用于共混、混炼、排气、压缩及热塑性混合料的造粒。挤出工艺过程设计

4、和参数设计应遵循下述原则：熔体通过量应无脉动，应符合要求；单位产量高；降解或交联造成的物料变化应尽可能小；熔体温度最佳；加工范围尽量扩宽，生产灵活性大；机械磨损低。2挤出成型设备2.1单螺杆挤出机单螺杆挤出机驱动方式越来越多地从直流电机转向无刷三相流电机，因为此种电机可以免维护：最近，另一发展变化值得注意，几乎所有大电机厂商都已经或准备制造所谓的高扭矩电机(空心轴电机)。高扭矩电机的特点在于低转速下扭矩高。该项技术可以不用变速齿轮机构，不用维护机件。市场上其它令人注意的传动方式还有所谓的多电机传动方式，它是用多台

5、对称安置的电机驱动一个中部输出传动齿轮机构，整个结构很紧凑。在单螺杆挤出领域内，人们并不认为高转速螺杆挤出机就代表技术发展新水平，而在双螺杆挤出领域内，高转速设备却得到了广泛认可。高速设备一般是指螺杆圆周速度大于l米／秒的挤出机。这一标准是1979~提出的，但今天仍然有效。早在60年代初期，人们就对高速设备应用进行了可行性研究。当时的研究结果暴露出了一些问题，就暂时放弃了高速设备。当时采用的螺杆直径较小、设计得很短，而且当时对加工工艺的认识也没有今天深刻、全面。从经济角度来看，提高螺杆转速是很有吸引力的一种方案。

6、和挤出机大型化的方案比较，提高转速的方案可节省投资，尤其是节省挤出机机筒和变速齿轮机构的投资。2.2双螺杆挤出机按螺杆旋转方向分类，双螺杆挤出机分为同向旋转和异向旋转双螺杆挤出机两大类。挤出加工都采用啮合型挤出机，即一根螺杆的螺纹接触到另一根螺杆螺根表面。这些年来，异向旋转双螺杆挤出机的性能有很大改进和提高，在相同螺杆中心距的条件下，挤出量增加一倍。原因有：用更加强有力的齿轮机构增大扭矩；增加螺杆和机筒的加工部分的长度；提高单位挤出量；改进现有的螺杆几何构型及尺寸；在保持螺杆中心距不变的前提下，增大螺杆直径。除了

7、一般的常规用途以外，双螺杆挤出机还有一些特殊用途，例如：用于助剂和塑料的反应挤出；用于微粒HDPE和疏松HDPE的挤出，以及PP粉料挤出。过去，双螺杆大多设计成外部加热／冷却。而今天，双螺杆普遍采用内部温度控制的方式：内部温度控制有显著优越性，尤其是长径比L／D比值大的情况下更是如此。内部温控系统是一个封闭系统。只要螺杆转动，水循环回路就工作。水将螺杆端部危害性热量吸收，然后又将此热量传递给低温进料段。螺杆内部冷却的好处是，设计简单，无需独立的加热／冷却机构，可靠性高，不受机械故障干扰。事实上，采用内部加热／冷却

8、，热量不光是通过机筒、而且也通过螺杆传递给螺杆开始部分，这就确保了入模头的熔体的温度分布非常均匀：高、而且稳定；开发特别短的塑化设备(长6D，螺杆直径80mm)；实现固体和熔体的有效分离。这里有两种不同方案，其一是将熔体送入空芯螺杆，其二是通过塑化段的套筒进行分离。2.3特种挤出机在特种挤出机的研究领域，经我国广大科技工作者努力，在一些主要的机种如排气挤出机、串联式磨盘螺