第七章 擠出成型

1. 概述

• 用途廣、比重大、變化多
• 描述：螺桿擠壓通過口模，斷面恒定、連續(xù)型材
• 材料：橡膠、纖維、塑料
• 功能：混煉、上色、造粒、改性、吹脹、拉伸

2. 工藝特點(diǎn)

• 連續(xù)成型
• 外觀簡單
• 質(zhì)量均勻（各向異性?。?/li>
• 適應(yīng)性強(qiáng)（材料、功能）

3. 過程
4. 設(shè)備

• 螺桿
• 柱塞

第一節(jié) 單螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和作用原理

擠出機(jī)的組成：傳動(dòng)系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、附屬裝置
擠出系統(tǒng)：加料、料筒、螺桿、機(jī)頭、口模

1. 料斗

• 加熱

2. 料筒

• 分段
• 加熱冷卻

3. 螺桿

• 螺桿結(jié)構(gòu)
  • 三段：加料、壓縮、熔融（均化）
• 幾個(gè)參數(shù)
  • 螺桿直徑 D
  • 螺桿長徑比 L/D_s
  • 螺桿壓縮比 A
    第一和最后螺槽容積之比
  • 螺槽深度 H
  • 螺旋角 $\theta$
  • 螺桿與料筒間隙 $\delta$
• 螺桿的作用
  • 輸送物料 加料段
  • 傳熱塑化 壓縮段
  • 混合均化物料 均化段
• 螺桿形式
  • 普通/高效
  • 螺紋數(shù)目
  • 螺桿頭部外形
• 螺桿選用
  • 材料
  • 長徑比
  • 壓縮比

4. 機(jī)頭和口模

• 作用
  • 改變流動(dòng)形式
  • 成型壓力
  • 塑化
  • 制品形狀
• 組成
• 機(jī)頭分類
  • 加工制品、工藝不同

5. 傳動(dòng)系統(tǒng)
6. 附屬設(shè)備

第二節(jié) 成型原理

熱塑性塑料的變化

• 靜態(tài)變化
• 動(dòng)態(tài)變化

1. 擠出過程和螺桿功能

• 加料段： 固體輸送 小形變
• 壓縮段：熔融區(qū) 大形變，熔融流動(dòng)次要地位
• 均化段：熔體輸送 流動(dòng)主要地位

2. 擠出理論

• 固體輸送理論
  • 塑料固結(jié)
  • 運(yùn)動(dòng)模式
    • 旋轉(zhuǎn) 螺桿摩擦力
    • 軸向水平運(yùn)動(dòng) 料筒表面
    • 改進(jìn)方法
• 融化理論
  • 相遷移
  • 熔化過程
  • 相遷移面
  • 熔化長度
  • 模型建立
• 熔體輸送理論
  • 拖曳流動(dòng)
  • 均化段螺槽內(nèi)的流動(dòng)類型
    • 正流 Q_D
    • 逆流 Q_P
    • 橫流 Q_T
    • 漏流 Q_L
    • 流量計(jì)算$Q=Q_D-(Q_P+Q_L)$
• 螺桿和機(jī)頭（口模）特性曲線
  • 螺桿曲線 $q_v=An-B\tfrac{\Delta p}{\eta}$
  • 口模曲線 $q_v=K\cdot \tfrac{\Delta p}{\eta}$
• 影響生產(chǎn)率的因素
  • 機(jī)頭壓力
    • $\Delta p=0$ 擠出率最大，自由擠出
    • 最大壓降
  • 螺桿轉(zhuǎn)速
    • n 與 q_v 成正比，在結(jié)構(gòu)尺寸不變時(shí)
  • 螺桿幾何尺寸
    • 直徑D：二次方關(guān)系
    • 螺槽深H：與口模阻力有關(guān)，壓敏性，逆流的效應(yīng)
    • 均化段長度L_3: L_3 越大，q_v 越大，$\Delta q$越小
  • 物料溫度
    • 粘度變化：
      • 有關(guān)：原因
      • 無關(guān)：原因
  • 機(jī)頭口模阻力
    • 阻力與面積和長度有關(guān)
    • 阻力越小，壓力變化越重要

第三節(jié) 擠出工藝

1. 工藝流程圖

• 原料準(zhǔn)備與預(yù)處理
• 擠出成型
• 定型冷卻
  • 定型設(shè)備與方法
• 制品卷取
  • 牽引速度
• 后處理
  • 溫度

2. 典型工藝

• 管材擠出
  • 分流器
  • 管芯
  • 定徑裝置
• 薄膜擠出吹塑
  • 機(jī)頭口模
  • 吹脹比
• 板材擠出
  • 厚度范圍

reading report：Fundamentals of plasticating extrusion_ I_ A theoretical model for melting
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