LFT-D 在線模壓擠出工藝研究及設(shè)備支持

  LFT是英文Long-Fiber Reinforce Thermoplastic 的簡(jiǎn)稱，即長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料或習(xí)慣稱之為長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料直接在線成型（LFT-D）一直在汽車工業(yè)中用在半結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域。它們的主要優(yōu)點(diǎn)是誘人的成本/性能比和相對(duì)較低的密度。  　　

  在汽車行業(yè)中，LFT主要被用于制作結(jié)構(gòu)和半結(jié)構(gòu)部件，如前端模塊、保險(xiǎn)杠大梁、儀表盤骨架、電池托架、備用輪胎倉(cāng)、座椅骨架、腳踏板及整體底板等。長(zhǎng)纖維增強(qiáng)聚丙烯被用于轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險(xiǎn)杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)底盤、車頂棚襯架等；長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的PA，被進(jìn)一步擴(kuò)展到發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)，因?yàn)長(zhǎng)FT-PA不僅硬度高、重量低，而且高玻纖含量使其熱膨脹系數(shù)幾乎與金屬相同，能承受發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的高溫。因此，長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性材料未來(lái)汽車行業(yè)不可缺少的重要材料之一。      　　

  目前國(guó)內(nèi)LFT-D在線模壓成形裝備的技術(shù)并不成熟 ，許多國(guó)產(chǎn)設(shè)備的只適合生產(chǎn)一些技術(shù)含量較低的產(chǎn)品，所以國(guó)內(nèi)的LFT-D在線模壓成形裝備都依賴進(jìn)口，許多國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠商都采用國(guó)外知名廠商的進(jìn)口設(shè)備。介于目前LFT-D的國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，2012年我公司與北京化工大學(xué)、北京機(jī)電研究所、國(guó)內(nèi)知名生產(chǎn)廠商聯(lián)合研制開發(fā)國(guó)產(chǎn)LFT-D在線模壓成形裝備生產(chǎn)線，以替代進(jìn)口裝備。其中我公司主要承擔(dān)擠出系統(tǒng)的研發(fā)與制造。      　　

  LFT制品配方及原料說(shuō)明：      　　  

  玻纖長(zhǎng)度及分布狀態(tài)制品達(dá)到的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如下：玻纖整體呈網(wǎng)狀均勻分布。80%玻纖長(zhǎng)度＞30mm，部分在40mm以上。

  玻纖分布：偏差值±1%      　　

  制品性能及玻纖長(zhǎng)度說(shuō)明      　　

  設(shè)備組成介紹      　　

  擠出系統(tǒng)介紹      　　

  配混工藝系統(tǒng)說(shuō)明   　　

  配混工藝系統(tǒng)說(shuō)明  

  通過(guò)原料供給及喂料裝置，將原料聚丙烯（PP）、兼容劑供給到補(bǔ)料倉(cāng)內(nèi)，補(bǔ)料倉(cāng)與失重秤連鎖，按照材料配方比例，采用高精度失重式電子秤喂料器以0.3~0.5%精度計(jì)量喂入雙螺桿擠出機(jī)中。樹脂原料在上階雙螺桿擠出機(jī)中完成塑化混煉改性，形成熔融體擠出落入到下階雙螺桿落料口。玻纖采用分紗系統(tǒng)進(jìn)行分紗處理后進(jìn)入下階雙螺桿落料口。下階雙螺桿將熔融料對(duì)玻纖進(jìn)行浸潤(rùn)包覆、通過(guò)特殊螺桿結(jié)構(gòu)切斷和有效分散玻纖，經(jīng)模頭擠出，計(jì)量切割后，由保溫輸送機(jī)傳送到指定位置，采用機(jī)械手或人工放入壓機(jī)模具壓制成型。整個(gè)工藝流程的控制由PLC控制系統(tǒng)完成。此套配混系統(tǒng)的工藝流程圖及相應(yīng)的設(shè)備配置是目前世界最先進(jìn)的配混系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能充分保障生產(chǎn)出高品質(zhì)的復(fù)合材料??制品.      　　

  雙螺桿雙階連續(xù)混煉機(jī)組的特點(diǎn)：  　　

  雙階式擠出機(jī)上階的配置為高速高扭矩?cái)D出機(jī)，轉(zhuǎn)速可達(dá)600rpm；下階擠出機(jī)為低速高扭矩?cái)D出機(jī)，根據(jù)不同產(chǎn)量配置為75型或85型擠出機(jī)。采用雙階式擠出機(jī)，上階擠出機(jī)完成的是熱塑性材料的混煉改性，下階擠出機(jī)完成的是將熱塑性材料的熔融體與玻纖的包覆、玻纖的剪切、以及玻纖在熔融體內(nèi)的分布。因此采用雙階擠出機(jī)能夠更好地更具不同的制品的性能要求靈活調(diào)整工藝參數(shù)。采用雙階式的工藝能夠確保紗纖含量的準(zhǔn)確性和擠出系統(tǒng)產(chǎn)量的穩(wěn)定性。如產(chǎn)生紗纖斷纖時(shí)，下階擠出機(jī)可以及時(shí)增速，以彌補(bǔ)紗纖斷纖所造成的含量下降，而上階擠出機(jī)擠出量保持穩(wěn)定不變，從而保證整套擠出系統(tǒng)的產(chǎn)量維持在穩(wěn)定的擠出量。        玻纖潤(rùn)紗處理及計(jì)量供給系統(tǒng)：  　　

  玻纖的預(yù)加熱：通過(guò)分紗機(jī)構(gòu)對(duì)長(zhǎng)玻纖進(jìn)行分紗整理和預(yù)加熱，提高玻纖和樹脂的界面結(jié)合力，增加玻纖的浸潤(rùn)效果。  　　  玻纖長(zhǎng)度：精心設(shè)計(jì)的特殊螺桿元件及合理排列，在完成玻纖有效分散的前提下最大程度地保存了工藝所需的玻纖長(zhǎng)度，經(jīng)測(cè)試現(xiàn)有設(shè)備80%左右玻纖可以達(dá)到8~12mm長(zhǎng)度需求。      　　

  伺服可調(diào)機(jī)頭：  　　

  機(jī)頭工作特點(diǎn)：根據(jù)加工制品外形要求，可在線進(jìn)行調(diào)整擠出料塊的形狀，調(diào)節(jié)方式為伺服控制，模具上下調(diào)整范圍45mm，寬度為定寬不可調(diào)。      　　

  電氣聯(lián)鎖控制柜系統(tǒng)：采用可編程控制器—PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和信息化管理，達(dá)到了預(yù)期自動(dòng)化，信息集中化處理的目的。利用可編程控制器的優(yōu)點(diǎn)，替換了擠出機(jī)設(shè)備中大量的元器件。實(shí)施采集各種數(shù)據(jù)，并提供人機(jī)界面，使用各種信息得到實(shí)時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。對(duì)生產(chǎn)線的原料供給、擠出機(jī)混煉造粒、以及擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流、溫度、壓力和物料的自動(dòng)計(jì)量等進(jìn)行全程自動(dòng)控制。設(shè)備自動(dòng)閉環(huán)運(yùn)行，幾種顯現(xiàn)了精確數(shù)據(jù)和精確控制。PLC在擠出機(jī)控制中的高速掃錯(cuò)和快速的故障診斷響應(yīng)和信息的儲(chǔ)存，確保了擠出機(jī)設(shè)備的機(jī)械損傷和物料的精確流量，更為客戶的產(chǎn)品保留了信息的依據(jù)。PLC模塊及觸摸屏采用德國(guó)西門子。通過(guò)通訊接口可接入總線控制系統(tǒng)與整條生產(chǎn)線系統(tǒng)連控，形成配混系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、機(jī)器手、油壓機(jī)成型系統(tǒng)全套生產(chǎn)線連鎖控制。      　　

  保溫輸送系統(tǒng)  　　

  輸送帶功能說(shuō)明：  　　

  定量切割：將螺桿擠出機(jī)擠出的LFT料帶按產(chǎn)品需要重量切成料塊：精確傳送：伺服電機(jī)位置控制，滿足機(jī)械手自動(dòng)定位抓??；保溫功能：電加熱保溫罩、保溫罩可開合。      　　

  保溫輸送系統(tǒng)功能說(shuō)明  　　

  雙輸送帶設(shè)計(jì)：輸送帶A、B串聯(lián)用2臺(tái)伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，A帶為過(guò)渡輸送帶，B帶為定位輸送帶。  　　

  過(guò)渡輸送帶：伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。與模頭擠出料塊同步運(yùn)動(dòng)，切割后快速輸送至定位輸送帶上。  　　

  定位輸送帶：伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。將料塊輸送至指定位置等待機(jī)械手或人工取料。  　　

  切斷機(jī)構(gòu)：伺服驅(qū)動(dòng)。按設(shè)定重量自動(dòng)切割料塊。  　　

  保溫罩：2組保溫罩，分別由氣缸連桿驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)打開和關(guān)閉。      　　

  LFT-D在線模壓成形裝備客戶現(xiàn)場(chǎng)      　　

  LFT-D在線模壓成形裝備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)      　　

  創(chuàng)新產(chǎn)品：新型CIM連續(xù)混煉注塑成型機(jī)  　　

  CIM連續(xù)混煉注塑成型機(jī)：CIM連續(xù)混煉注塑成型機(jī), 上階同向雙螺桿混煉機(jī)具有高速、高扭矩、強(qiáng)混合、自清理、排氣效果好等性能，完成高聚物材料的填充、增強(qiáng)、增韌、阻燃、合金化等共混改性過(guò)程；下階為高性能注塑成型裝備；特殊的組合技術(shù)，將配混改性與注塑成型一氣呵成，大幅縮短工藝流程，減少二次加熱對(duì)材料性能的破壞影響，降低能耗，節(jié)約成本 ，提高效率。  　　先進(jìn)的一步法混煉成型技術(shù)，既可滿足輕量化要求，又能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜件的精密成型加工，廣泛應(yīng)用于汽車、家電等零部件。