拉擠工藝的科學管理

拉擠工藝的科學管理內容有：

①原材料驗收；②中間材料檢驗；③工藝參數控制；④模具管理；

⑤產品檢驗；⑥使用模擬實驗；⑦性能表征。

1、原材料驗收

根據產品性能要求及工藝設計來選擇材料，原材料驗收的內容如下。

（1）樹脂黏度、單體含量、酸值、分子量、反應性（凝膠時間、固化時間、放熱峰）、外觀（色澤、凝膠微粒、污染）。

（2）玻璃纖維氈單位面積質量（單位為g/㎡）、抗拉強度、黏結劑含量。

（3）玻璃纖維粗紗支數、黏結劑含量、懸垂度、黏結劑遷移、含水量。

（4）填料粒度分布、含水量。

（5）添加劑引發劑、脫模劑、著色劑等。原材料入庫后取樣實驗，這些實驗的結果對調查工藝中的問題是非常有益的，要甄選出復合質量要求的原材料。

2、中間材料實驗

中間材料或過程材料主要是指配制好的樹脂膠液和由紗架引出的增強纖維，中間材料檢驗的內容如下。

（1）樹脂黏度、反應性（凝膠時間、固化時間、放熱峰）、填料的分散狀態、污染情況、樹脂的溫度等。

（2）玻璃纖維氈纖維的分布、缺陷（太重或太輕）、寬度的公差、污染情況、黏結劑可熔性。

（3）玻璃纖維粗紗纏繞情況、導紗通道上玻璃毛聚積、懸垂度、浸漬狀態。

（4）添加劑分散狀態、在樹脂中懸浮狀態。

      按配方制配的樹脂的性能是中間材料中重要的，樹脂中的所有組分充分混合、分散均勻。樹脂黏度一般為0.22~1.2Pa·s。其反應活性SOI測試結構對工藝有參考價值，更好的方法是DSC法，它可測定在一定的升溫速度下樹脂體系的起始固化反應溫度、固化反應終了溫度和放熱峰，此方法的拉擠工藝更接近。為了與工藝項匹配，在浸膠溫度下的樹脂有較長的使用期/凝膠時間，一般適用期應大于8h，至少應等于在正常拉擠速度下，纖維束從膠槽至出模具扣所需的時間。

      連續纖維氈的幅寬要求嚴格，太寬或太窄都會給生產工藝或產品質量帶來不良后果，要特別關注粗紗纏結合玻璃毛聚積。內抽頭紗使用到后期會出現周圍紗向內部塌陷，導致紗纏結，浸漬粗紗至膠槽口時，應用刮股孔板刮掉粗紗上多余的樹脂流回膠槽，但模具入口處擠出的樹脂一般不能再用，因為它已和熱模接觸，產生熱污染。粗紗的懸垂度不宜過大，特別是在紗團多時易造成紗間橋架、磨損等，會導致斷紗、玻璃無聚積。

3、拉擠參數控制

     拉擠速度和模具溫度是重要的拉擠工藝參數，生產中具體控制的參數有模具溫度分布、拉擠速度、模具內樹脂放熱峰的位置、牽引力、夾持力。

   （1）模具溫度分布模具內的溫度分布決定拉入模內的材料加熱速度和材料在模內暫時受熱過程中所能達到的固化度，決定樹脂在模內開始固化反應的位置、放熱峰位置及放熱量。這就要求在使用每種批號的樹脂前，測定它的固化反應性能，用熱電偶測出材料在模具中的放熱曲線。從該曲線可找到對應于一定拉擠速度下模內產生樹脂固化的位置，以及模內各個點的準確溫度，從而完整而準確地描述了拉擠工藝條件。

   （2）拉擠速度拉擠速度對于產品性能和生產效率有重大的影響。當拉擠速度增加時由于材料在模內固化點的漂移，使得牽引力增加——因為內壓區和凝膠摩擦區變長。拉擠速度的上限與樹脂、纖維、模具三者的固化反應仍繼續進行。實際上在型材離開模具之前，無須也不能完全固化。但是型材離開模具后，固化得足以保持產品形狀，且具有足夠的拉伸強度和壓縮強度，足以承受牽引夾具所施加的壓力。拉擠速度的提高一次為前提，不適宜的拉擠速度會減低產品質量。

   （3）牽引力牽引力是重要的拉擠工藝參數之一，影響牽引力的因素很多，如材料的熱膨脹、樹脂/模具黏著特性、樹脂的體積收縮率、型材的內摩擦性等。通過測量在線牽引力可獲取有關工藝條件的信息。許多拉擠工藝的故障預兆都是牽引力驟然增加。呈鋸齒形的牽引力足跡反應型材脫黏點蠕動的不穩定。牽引力的監測在評價新的和潛在拉擠樹脂系統中很有用。

   （4）夾持力夾持力的大小以牽引時產品會被夾住、不滑動為宜。它與牽引力有關。夾持力太大會使產品產生裂紋、壓痕等；太小會導致產品在夾具內打滑。一般拉擠工藝要采用與產品外形相合適的夾具。拉擠速度過快或波動，導致產品在模內滑動，勢必影響產品的質量和性能。

4、模具管理

      拉擠模具通常采用工具鋼，粗加工后再精加工，表面鍍硬鉻，使模內型面的硬度達到65~70HRC （洛氏硬度），后用工具拋光，使型面達到很高的光潔度。這樣不僅可減小摩擦系數，延長模具的使用壽命，而且也會改善對樹脂的防黏特性。鍍鉻良好的工具鋼模具，拉擠10~30km的型材后，型面開始逐漸粗糙，經常掉頭使用或重新維修（2~3次）后，多可拉擠70~80km的型材。設計模具主要考慮的因素有模具材料及其熱膨脹性和樹脂的固化收縮率。

      模具檢查的內容有模具型面的硬度和光潔度、合模精度、模具夾緊力、模腔尺寸等。模具需要進行保養與維修。嚴禁用鋼制品劃傷型面。模具不用時應將模內腔清理干凈，保護好。如有芯模要將芯模掛起（防止由重力引起的彎曲變形）。

5、產品檢驗

      一般來說，拉擠制品很少需要修飾。拉擠制品檢驗的內容有外觀檢驗、整體性檢驗和尺寸檢驗。

      拉擠制品生產缺陷的原因大致有三類：材料組成、工藝參數和工藝方法。材料組成是指由樹脂配方、粗紗、玻璃纖維氈等質量因素引起的缺陷；工藝參數是指模具溫度、拉擠速度等引起的缺陷；工藝方法是指與樹脂浸漬方法、導紗機構、預成型模具、成型模具和拉擠設備相關的缺陷。