挤出成型工艺
挤出成型工艺—挤出成型原理(塑料成型加工课件)
二、挤出成型过程
既有混合过 程，也有成 型过程
树脂原料 加热黏流 塑料熔体
助剂
混合过程
加压 挤出连续体
一定规格的 制品
切割 成型连续体
冷却定型
成型过程
以 管 材 挤 出 原料 成型为例
挤出连续体
熔体
定型连续体
制品
三、挤出成型特点
1. 可以连续化生产，生产效率高。 2. 设备自动化程度高，劳动强度低。 3. 生产操作简单，工艺控制容易。 4. 原料适应性强，适用大多数热塑性树脂和少数热固性 树脂。 5. 可生产的产品广泛，同一台挤出机，只要更换不同的 辅机，就可以生产不同的制品。
挤出成型
挤出成型特点
一、挤出成概述
挤出成型又叫挤出模塑，是利用加热使塑料熔融塑化成 为流动状态，然后在机械力（螺杆或柱塞的挤压）的作用下， 使熔融塑料通过一定形状的口模制成具有恒定截面连续的制 品，适用于绝大部分热塑性树脂和部分热固性树脂。
除了用于挤出造粒、染色、树脂掺和等共混改性，还可用于塑 料薄膜、网材、带包覆层的产品、截面一定、长度连续的管材、板 材、片材、棒材、打包带、单丝和异型材等塑料制品的生产。
料表面接近或达到黏流温度，表面发黏。
要求：输送能力要稍高于熔融段和均化段。
2. 压缩段 （熔融段）
位置：螺杆中部一段。 作用：输送物料，使物料受到热和剪切作用熔 融塑化，并进一步压实和排出气体。 特点：物料逐渐由玻璃态转变为粘流态，在熔 融段末端物料为粘流态。 要求：螺杆结构逐渐紧密，使物料进一步压实。
（3）横流（环流） 由垂直于螺棱方向的分速
度引起的使物料在螺槽内产生翻 转运动。对生产能力没有影响， 但能促进物料的混合和热交换。
（4）漏流 由机筒与螺棱间隙处形成的
挤出机和挤出成型工艺
挤出成型工艺和挤出机1.挤出成型工艺1.1 挤出成型工艺：在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态持续通过口模（即机头）成型的方式称挤出成型或挤塑。
是塑料重要的成型方式之一。
1.2 挤出成型的特点：①设备本钱低，制造容易，投资少，上马快。
②生产效率高，挤出机的单机产量较高，产率一般在几千克～5吨/小时。
③持续化生产。
能制造任意长度的薄膜、管、片、板、棒、单丝、异型材和塑料与其他材料的复合制品等。
④生产操作简单，工艺控制容易，易于实现自动化。
占地面积小，生产环境清洁，污染少。
⑤能够一机多用。
挤出机也能进行混合、造粒。
1.3 挤出成型可分为两个阶段：第一阶段是使固态塑料变成粘性流体（即塑化），并在加压情形下，使其通过特殊形状的口模，而成为截面与口模形状相仿的持续体。
第二阶段则是用适当的处置方式使挤出的持续体失去塑性状态而变成固体，即取得所需制品。
1.4 挤出成型工艺分类：干法（熔融法）—通过加热使塑料熔融成型①塑化方式湿法（溶剂法）—用溶剂将塑料充分软化成型（CN、CA及纺丝）持续式：螺杆式挤出机，借助螺杆旋转产生的压力和剪切力，使物料充分塑化和均匀混合，通过口模而成型，可进行连续生产。
②加压方式间歇式：柱塞式挤出机，借助柱塞压力，将事先塑化好的物料挤出口模而成型。
仅用于粘度特别大，流动性极差的塑料。
如：PTFE，成型温度下，粘度为1010～1014泊（一般熔融塑料的粘度范围为102～108泊）；HUMWPE等。
柱塞可提供很大的压力，但形状不能太复杂，不能加分流梭。
间歇式生产。
2. 挤出设备塑料的挤出，绝大多数都是热塑性塑料，而且又是采用持续操作和干法塑化的。
故在设备方面多用螺杆式挤出机。
螺杆式挤出机有单、双（或多螺杆）之分。
大部份用单螺杆挤出机，只是粉料，RPVC 95%以上都用双螺杆挤出机。
2.1 单螺杆挤出机2.1.1 单螺杆挤出机的组成：由传动系统、加料系统、挤压系统、机头和口模和加热与冷却系统等组成。
6.5挤出成型工艺详解
问题 挤出成型原理
牵引速度略大于挤出速度 不同的塑件，牵引速度不同。
挤出成型工艺
挤出成型设备
产品工艺过程
思考与练习
2024年8月2日
第六章 塑料成型技术
四、挤出成型工艺条件
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
温度 压力
挤出速度 牵引速度
2024年8月2日
第六章 塑料成型技术
1、掌握挤出成型的特点； 2、熟悉挤出机的结构和主要部件的作用； 3、掌握挤出理论中影响生产和产品质量的因素； 4、熟悉管材、薄膜、板与片、拉伸膜的工艺。
第六章 塑料成型技术
6.3 挤出成型
一、概述
2024年8月2日
问题 挤出成型原理
1.挤出成型原理：将塑料塑化后使其在一定压力下通过某种 模具而形成截面形状与此模具相仿的连续体，并在固化后保 持该形状的成型方法。
•
与金属管相比，塑料管材有以下优点：相对密
度小，仅为金属的1／5、1／8，耐化学腐蚀性好，
电器绝缘性优良。耐磨性好。塑料管广泛用作各种
液体、气体输送管，尤其是某些腐蚀性掖体和气体，
如自来水管、排行管、农业排灌用管、化工管道、
石油管、煤气管等。
思考与练习
第六章 塑料成型技术
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
减小压力波动。
第六章 塑料成型技术
2024年8月2日
问题 挤出成型原理 挤出成型工艺 挤出成型设备 产品工艺过程 思考与练习
3.挤出速度 单位时间内由挤出机头和口模中挤出的塑化好
的物料量或塑件长度。它表示挤出能力的高低。 影响因素：机头、螺杆和料筒的结构、螺杆转速、 加热冷却系统的结构和塑料的性能 4.牵引速度 牵引速度与挤出速度相当，可略大于挤出速度。
挤出成型的原理和工艺流程
挤出成型的原理和工艺流程
挤出成型是一种常见的塑料加工工艺，通过将加热熔化的塑料挤压至模具中，使其快速冷却凝固并形成所需产品。
本文将介绍挤出成型的原理和工艺流程。
原理
挤出成型的原理基于塑料的热塑性特性，塑料在一定温度下能够熔化并具有流动性。
在挤出机中，塑料颗粒被加热熔化成为熔体，然后通过螺杆将熔体加压，推动熔体流经模具口向外挤出。
随着熔体在模具中迅速冷却，最终形成固化的塑料制品。
工艺流程
1.塑料颗粒加料：首先将塑料颗粒放入挤出机的料斗中，经过加热系统加热，使其
熔化成为熔体。
2.挤出过程：熔化的塑料经过螺杆的推动，被压入模头中，经过交变的高压和高温
使得熔体形成流态，流经挤出模的成型孔。
3.冷却固化：熔体在挤出口挤压而出后，迅速接触冷却水或风冷，使其迅速冷却凝
固。
4.切割成型：冷却后的塑料制品经过切割装置，按照所需长度进行切割，最终形成
成型的塑料制品。
工艺优势
挤出成型具有以下优点：
•高效率：生产速度快，生产成本相对较低。
•适用性广泛：可以加工各种形状和规格的塑料制品。
•制品质量稳定：产品表面光滑，尺寸精确。
•生产自动化程度高：无需过多人工干预，生产稳定可靠。
应用领域
挤出成型广泛应用于塑料制品生产行业，如管道、板材、型材、薄膜、包装材料等领域。
其高效率、高质量的特点使其成为塑料制品生产中不可或缺的一环。
总的来说，挤出成型作为一种常见的塑料加工工艺，通过简单高效的操作流程，可以生产出质量稳定的塑料制品，在工业生产中发挥着重要作用。
挤出成型工艺的优缺点
挤出成型工艺的优缺点
挤出成型工艺是一种常见的塑料加工方法，通过加热和压力将塑料材料挤压使其通过模具成型，广泛应用于各种行业，包括制造业、包装行业等。
挤出成型工艺有着独特的优点和一些局限性，下面将对其进行详细介绍。
优点
1.高效率：挤出成型工艺可以实现连续生产，生产效率高，适用于大规模生产；
2.成型精度高：通过挤出成型，可以生产出形状复杂、尺寸精准的制品，满足不同
行业的需求；
3.低成本：相比于其他制造工艺，挤出成型相对简单，设备投资和生产成本相对较
低；
4.节约材料：挤出成型过程中可实现材料的循环利用，降低浪费，有利于节约原材
料资源；
5.生产稳定性好：挤出成型过程可控性强，生产过程稳定，产品质量可靠。
缺点
1.能耗较高：挤出成型需要耗费大量能源，特别是加热和压力方面的能源消耗较为
显著；
2.原料选择受限：挤出成型对原料的要求较高，只有符合一定条件的塑料材料才能
适用于此工艺；
3.制品表面质量较低：挤出成型生产的制品表面可能存在一定的粗糙度，需要进行
额外的加工处理来改善外观；
4.易受环境影响：挤出成型工艺对生产环境要求较高，温湿度、气压等因素都会对
生产产生影响；
5.工艺复杂度有限：相比于其他制造工艺，挤出成型工艺的复杂度相对较低，可能
无法满足一些复杂产品的制造需求。
总的来说，挤出成型工艺作为一种常见的塑料加工方法，具有高效率、成型精度高、低成本等优点，但是也存在能耗高、原料选择受限等缺点。
在实际应用中，制造企
业应根据产品特性和生产需求选取合适的加工工艺，以达到生产效率和产品质量的平衡。
挤出成型工艺[详解]
![挤出成型工艺[详解]](https://img.taocdn.com/s3/m/2e27d832cdbff121dd36a32d7375a417866fc1c6.png)
挤出成型工艺挤出成型定义在纤维化学工业中也有用挤出机向喷丝头供料，以进行熔体纺丝。
挤出应用于热塑性塑料和橡胶的加工，可进行配料、造粒、胶料过滤等，可连续化生产，制造各种连续制品如管材、型材、板材(或片材)、薄膜、电线电缆包覆、橡胶轮胎胎面条、内胎胎筒、密封条等，其生产效率高。
在合成树脂生产中，挤出机可作为反应器，连续完成聚合和成型加工,在橡胶工业中压缩比不同的挤出机可以用来塑炼天然胶.不同材料的挤出机器的压缩比有些不同.编辑本段挤出成型原理料自料斗进入料筒，在螺杆旋转作用下，通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段，在此松散固体向前输送同时被压实；在压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实，同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用，料温升高开始熔融，压缩段结束；均化段使物料均匀，定温、定量、定压挤出熔体，到机头后成型，经定型得到制品。
１、挤出方法按塑化方式：干法挤出与湿法挤出按加压方式：连续挤出与间歇挤出2、特点生产连续、效率高、操作简单、应用范围广编辑本段挤出成型设备1、主机挤出系统：由螺杆与料筒组成，是挤出机关键部分。
其作用是塑化物料，定量、定压、定温挤出熔体传动系统：驱动螺杆，提高所需的纽矩和转矩加热和冷却系统：保证塑料和挤出系统在成型过程中温度达工艺要求2、辅机由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、卷取装置、切割组成3、控制系统由电器、仪表和执行机构组成作用：控制主、辅机电动机、以满足所需转速和功率；控制主辅机温度、压力、流量，保证制品质量；实现挤出机组的自动控制，保证主、辅机协调运行。
编辑本段挤出机的概述塑料挤出机的主机是挤塑机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。
1.挤压系统挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。
（1）螺杆：是挤塑机的最主要部件，它直接关系到挤塑机的应用范围和生产率，由高强度耐腐蚀的合金钢制成。
挤出成型工艺
7
冷却一般采用空气或水冷，冷却速度对制品性能有较 大影响，硬质制品不能冷得太快，否则容易造成内应力，并 影响外观，对软质或结晶型塑料则要求及时冷却，以免制品 变形。
4、制品的牵引和卷取 (切割 ) 热塑性塑料挤出离开口模后，由于有热收缩和离模膨胀 双重效应，使挤出物的截面与口模的断面形状尺寸并不一 致。 因此在挤出热塑性塑料时，要连续而均匀地将挤出物牵 引出 ，其 目的 一是 帮助 挤出物及时离开口模，保持挤出 过程的连续性，二是调整挤出型材截面尺寸和性能。
温度降低，物料粘度增大，机头和口模压力增加。制品 密度大，形状稳定性好，但挤出膨胀较严重。可以适当增大 牵引速度以减少因膨胀而引起制品的壁厚增加。
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温度不能太低，否则塑化效果差，且熔体粘度太大而增加 功率消耗。
口模和型芯的温度应该一致 ，若相差大 ，则制品会出现 向内或向外翻甚至扭歪等现象。
1、 塑 料 管 材 挤 出 管材是塑料挤出制品中的主要品种，有硬管和软管之
分。用来挤管的塑料品种很多，主要有聚氯乙烯、聚乙烯、 聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、 ABS和聚碳酸酯等。
目前，国内以聚氯乙烯为主，下面就以硬聚氯乙烯管材作简 单介绍。
管材挤出的基本工艺是： 由挤出机均化段出来的塑化均匀的塑料，经过过滤网、 粗滤器而达分流器，并为分流器支架分为若干支流，离开分 流器文架后再重新汇合起来，进入管芯口模间的环形通道； 最后通过口模到挤出机外而成管子，接着经过定径套定 径和初步冷却，再进入冷却水槽或具有喷淋装置的冷却水 箱，进一步冷却成为具有一定口径的管材，最后经由牵引装 置引出并根据规定的长度要求而切割得到所需的制品。
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11
典型挤出制品成型工艺
1
塑料管材挤出
挤出成型工艺及挤出模
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
2、棒材挤出成型机头
2、棒材挤出成型机头
2、棒材挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
3、吹塑薄膜挤出成型机头
4、电线电缆挤出成型机头
4、电线电缆挤出成型机头
（3）塑件的定型与冷却 管材的定径方法：定径套、定径环、定径板
3、挤出成型工艺
（3）塑件的定型与冷却
3、挤出成型工艺
（4）塑件的牵引Biblioteka 卷曲和切割 在冷却得同时，连续均匀地将塑件引出。
牵引速度略大于挤出速度
不同的塑件，牵引速度不同。
4、挤出成型工艺条件
（1）温度 加料段的温度不宜过高，压缩段和均化段的温度可高一些。
5、温度调节系统：使挤出成型设备具有一定温度。
6、定径套：对塑件进行冷却定型，以获得完好的塑件。
定型模：让从口模中挤出的塑料的既定形状稳定下来
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
（1）直通式
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
（2）直角式
三、典型挤出机头结构
1、管材挤出成型机头
（3）旁侧式
二、挤出成型模具的组成及分类
挤出机头：挤出塑料制件成型的主要部件产生必要的成型压力。
1、口模和芯棒：相当于型腔和型芯，用于成型塑件的内外表面。
2、过滤网和过滤板：将塑料熔体的螺旋运动转变为直线运动，并过滤杂 质。
3、分流器和分流器支架：使塑料熔体平稳地进入成型区，同时进一步加 热和塑化。
4、机头体：组装并支承机头的各个零部件。
塑料成型工艺第六章 挤出成型
c、物料全部熔融，变为粘流融的物料量逐渐减少，大约在压 缩段的结束处，全部物料熔融而转变为粘流态， 但这时各点的温度尚不很均匀。
3）均化段——均化、挤出 物料经过均化段的均化作用就比较均匀 了，最后螺杆将熔融物料定量、定压、定温地 挤入机头。 机头内的口模是个成型部件，物料通过它 便获得一定截面的几何形状和尺寸。
固体输送区:固体状态 熔融区:两相共存 熔体输送区:全部为熔体 这几个区不一定完全和前面介绍过的螺杆 的加料段，压缩段，均化段相一致。
3.塑件的定型与冷却阶段
管材的定径方法：定径套、定径环、定径板
4.塑件的牵引、卷取和切割
在冷却得同时，连续均匀地将塑件引出。
牵引速度略大于挤出速度 不同的塑件，牵引速度不同。
挤出成型所需控制的温度是机筒温度、机颈 温度、口模温度。 机筒温度分布，从喂料区到模头可能是平坦分 布，递增分布，递减分布及混合分布。主要取决 于材料物点和挤出机的结构。
表6-2
常见管材成型温度（单位：℃）
口模设臵温度，口模和芯模的温度对管子表
面光洁度有影响，在一定的范围内，口模与芯
模温度高，管子表面光洁度高。通常来讲，口
3.混合效果差，不能很好适应一些特殊塑料的加 工或混炼、着色工艺过程。
排气式螺杆 主要适用于含水和易产生挥发组分的物料。 排气原理：物料到排气段基本塑化，由于该段 螺槽突然加深，压力骤降，气体从熔体中逸处， 从排气口排出。
分离型（屏障型）螺杆 原理：在螺杆熔融段再附加一条螺纹，将原来 一个螺纹所形成的螺槽分为两个，将已熔物料和 未熔物料尽早分离，促进未熔料尽快熔融。
加热冷却系统；
螺杆转数；
螺杆和料筒的结构
研究挤出过程的压力轮廓曲线对挤出过程的了解 和改进螺杆、料筒的设计有着重要意义。
挤出成型原理及工艺
挤出成型原理及工艺挤出成型是一种广泛应用于塑料成型的方法，适用于热塑性塑料和部分热固性塑料。
它可以用于制造各种塑料管材、棒材、板材、电线电缆和异形截面型材等，还可以用于塑料的着色、造料和共混等。
挤出模具是保证塑件成型质量的决定性因素，主要由机头和定型装置两部分组成。
挤出成型的原理是将粒状或粉状塑料加入料斗中，在挤出机旋转螺杆的作用下，加热的塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送。
在此过程中，塑料不断地接受外加热和螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切磨擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。
挤出成型的特点是生产过程连续，可以挤出任意长度的塑件，生产效率高；模具结构简单，制造维修方便，投资少、收效快；塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确；适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。
热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为三个阶段。
第一阶段是塑料原料的塑化，塑料原料在挤出机的机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下，由粉准或粒状变成粘流态物质。
第二阶段是成型，粘流态塑料熔体在挤出机螺杆螺旋力的推动作用下，通过具有一定形状的机头口模，得到截面与口模形状一致的连续型材。
第三阶段是定型，通过适当的处理方法，如定径处理、冷却处理等，使已挤出的塑料连续型材固化为塑件。
挤出成型是一种常见的制造塑料制品的方法。
在这个过程中，粒状塑料是主要使用的原料，而粉状塑料则很少使用。
这是因为粉状塑料含有较多的水分，会影响成型的顺利进行，同时也会影响塑件的质量，例如出现气泡、表面灰暗无光、皱纹、流浪等问题。
因此，在成型之前需要进行干燥处理，将原料的水分控制在0.5%以下。
同时，还要尽可能除去塑料中存在的杂质。
在挤出成型过程中，需要将挤出机预热到规定温度后，启动电机带动螺杆旋转输送物料，并向料筒中加入塑料。
挤出成型工艺
法易于进行机械加工，故多采用。
螺槽深度（h）：
h↓，剪切速率↑，传热效率
↑，混合及塑化效率↑，生产率↓ 。故热敏性塑料（如PVC）宜用深 螺槽，而熔体粘度低且热稳定性好 的塑料（如聚酰胺等）宜用浅螺槽 。
螺旋升角θ
θ↑，出料快，生产能力↑，
但停留时间短，塑化↓。
实验证明，物料形状不同，对加
料段的螺纹升角要求也不一样。 1）θ=30 °左右适于粉料， 2）θ=l7°左右适于圆柱料， 3）θ=15°左右适于方块料。 出于机械加工的方便，一般取D=S ，θ=17°40’。
• a螺杆特性曲线
• 它是一组相互平行的直线族，随螺杆转速n的改变而改变。 螺杆的特性线是挤出机的重要特性之一，它表示螺杆均化 段熔体的流率与压力的关系。随着机头压力的升高，挤出 量降低，而降低的快慢决定于螺杆特性线的斜率。
b.口模特性曲线 挤出机机头是挤出机的重要组成部分， 是物料流经并获得一定几何形状、 必要尺寸精度和表面光洁度的部件。 假定熔体为牛顿流体，当其通过机 头时，其流率方程为：
实际上螺槽中熔体的总的流动是这几种流动的总 和。
挤出机的生产能力：
Q=Qd (正流)- Qp (逆流）- QL (漏流)
（4）挤出机的工作状态
要想了解整个挤出过程的特性，还必须将螺杆和机 头联合起来讨论，为此我们引入了以下几个概念： • 螺杆特性线---挤出机产量与挤出压力的关系； • 口模特性线---机头产量与机头压力的关系； • 挤出机的综合工作点---螺杆特性线与口模特性线 的交点
b、逆流方向 流动，流量为QP
c. 漏流： 由口型阻力引起，沿螺棱顶部与料筒
内表面之间的间隙中反向流动。 方向沿螺杆轴线方向，并由机头向后， 不利于产量的提高。流量用QL表示。
塑料成型工艺学第五章 挤出成型
✓ 螺杆的压缩比(ε): 定义：指螺杆加料段第一个螺槽容积与计量段最后一个螺槽容积之比。
对于常用的等距不等深螺杆的压缩比常用加料段和计量段螺槽的横截面积 之比来表示。
几何压缩比 ：
D2 d12 D2 d32
D1h1 D3h3
工厂常用式 ε=0.93 h1/h3来表示。
41
✓ 熔化过程:图3-6-11为固体物料在螺槽中的熔化过程示意图。
进入熔融段后, 粒子受热发
生粘连, 但粒子间界面仍然很清
楚。由于热、力的作用使粒子
发生变形, 粒子间的空隙逐渐被
填充, 如图所示。从图可以看出,
粒子中心的颜色接近固体颜色,
粒子周边的颜色半透明, 接近熔
体颜色, 这表明粒子中心部分的
温度低于周边温度, 同一粒子内
部存在温度差。因此对每一个
粒子而言, 其熔融过程是从外向
● φ ↑， θ ↑ 。
37
✓ 影响加料段送料量的因素：
●适当提高N和H; ●采用锥形或强烈冷却的进料段料筒结 构； 在加料段料
筒内壁开设纵向沟槽（提高fb）； ● 冷却螺杆加料段（减小fs）,增加螺杆表面光洁度（减小
fs ）一等螺杆Ra=0.8μm,优等0.4μm。 ● 在螺杆中心通冷却水，以降低螺杆表面的摩擦系数
✓ 圆孔口模：
主要用来生产棒材、单丝造粒，口模平直部分长度和 直径比小于10；
✓ 扁平口模：
一般用来生产厚度小于0.25mm的膜或板材；
✓ 环形口模：
一般用来生产管材、管状薄膜、吹塑用型胚以及电线 电缆；
✓ 异形口模：
主要用来挤出不同横截面的制品。
21
✓ 过滤板（网）的作用：
●使物料由螺旋运动转变为平直运动； ●过滤杂质和未熔化好的塑料颗粒； ●使物料受到较大的剪切作用，以利于塑料塑化均匀； ●使料筒和机头定位。
第6章挤出成型工艺
第六章挤出成型工艺第一节热塑性塑料工艺特性（一）收缩率热塑性塑料加工成型中产生的热收缩产生原因：宏观：材料的热胀冷缩行为－微观：分子间自由体积发生变化。
通常高分子材料的热膨胀系数远大于金属材料、陶瓷材料。
影响热塑性塑料成形收缩的因素如下：第六章挤出成型工艺第六章挤出成型工艺1、塑料品种热塑性塑料成形过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显。
另外成形后的收缩、退火或调湿处理后的收缩一般也都比热固性塑料大。
第六章挤出成型工艺2、塑件特性成形时融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。
由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。
所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。
另外，有无嵌件及嵌件布局，数量都直接影响物料流动方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性影响较大。
第六章挤出成型工艺3、进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响物料流动方向、密度分布、及成形时间。
直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。
距进料口近的或与物料流动方向平行的则收缩大。
4、成形条件模具温度高，融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。
另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。
第六章挤出成型工艺（二）流动性1、热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、表现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。
分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、表现粘度小；流动比大的则流动性就好。
按模具设计要求我们大致可将常用塑料的流动性分为三类：第六章挤出成型工艺（1）流动性好：尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素；（2）流动性中等改性：聚苯乙烯（例ABS·AS）、PMMA、聚甲醛、聚氯醚；（3）流动性差：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
挤出工艺简介
3．挤出速度
• 挤出速度是指在单位时间内，从挤出机头 的口模中挤出塑化好的物料量或塑件长度。它 反映挤出生产能力的高低。
• 影响挤出速度的因素有很多，如料筒的结 构、螺杆转速、加热冷却系统的结构和塑料的 性能等。在挤出机结构和塑料品种及塑件类型 确定的情况下，挤出速度与螺杆转速有关，因 此调整螺杆转速是控制挤出速度的主要措施。
4．牵引速度
• 从机头和口模中挤出的成型塑件，在 牵引力作用下将会发生拉伸取向，拉伸 取向程度越高，塑件沿取向方位上的拉 伸强度也越大，但冷却后长度收缩也大。 通常，牵引速度可与挤出速度相当，两 者的比值称为牵引比，一般应略大于1。
挤出成型产品设计要点
请做过挤出成型产品的同仁现身说法ห้องสมุดไป่ตู้传 授宝贵经验。
B．挤出成型的特点
• （1）连续成型，生产量大，生产率高，成本 低。
• （2）塑件截面恒定，形状简单。 • （3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定
准确。 • （4）适用性强，除氟塑料以外，几乎能加工
所有热塑性塑料和部分热固性塑料。
• 挤出成型的工艺过程
1．塑化阶段
• 经过干燥处理的塑料原料由挤出机料 斗加入料筒后，在料筒温度和螺杆旋转、 压实及混合作用下，由固态的粒状或粉状 转变为具有一定流动性的均匀熔体，这一 过程称为塑化。
• 通过牵引的塑件可根据使用要求在切割装 置上裁剪（如棒材、管材、板材、片材等）或 在卷取装置上绕制成卷（如薄膜、单丝、电线 电缆等）。
挤出成型工艺参数
1．温度
挤出成型工艺—挤出工艺控制(塑料成型加工课件)
温度： 低
稍高
高 稍高
低温固体输送，高温熔融，恒温挤出
同时，料筒温度还应该根据物料的温度特性进行设 置，一般加料段末端温度不低于物料的熔点或黏流温度， 最高温度不高于物料的分解温度。
二、转速控制原则
螺杆转速是影响物料在料筒中塑化和输送的热历程 和剪切效应，是影响塑化能力和塑化质量的重要参数。
转速 提高 降低
压力 提高 下降
剪切作用 熔料温度 塑化时间
提高
提高
缩短
降低
降低
延长
在保证设备安全、物料稳定、塑化效果良好的 前提下，螺杆转速越快越好。
除了一般原则以外，螺杆转速还应该根据物料的物 理 化 学 性 质 进 行 设 置 。 对 于 热 敏 性 的 树 脂 （ PVC 、 POM 等），应采用低转速，防止物料分解；对于熔体黏度较 高的树脂，也应采用低转速，防止动力过载。
以普通挤出机的料筒轴线为横坐标，沿料筒轴线方向压力轮廓曲线
压力波动
压力随时间的变化也会产生周期性波动，这种波动 对塑件质量同样有不利影响，螺杆转速的变化，加热、 冷却系统的不稳定都是产生压力波动的原因。
为了减少压力波动，应合理控制螺杆转速，保证加 热和冷却装置的温度控制精度。
挤出成型
挤出转速
一、挤出压力波动
在挤出过程中，由于物料流动的阻力，螺纹宽度和螺杆 槽深度的变化，以及过滤网、过滤板和口模等产生阻碍，因 而沿料筒轴线方向，在塑料内部产生一定的压力。这种压力 是塑料变为均匀熔体并得到致密塑件的重要条件之一。
增加机头压力可以提高挤出熔体的混合均匀性和稳定性， 提高产品致密度，但机头压力过大将影响产量。
挤出成型原理及工艺
挤出成型原理及工艺挤出成型是目前比较普遍的塑料成型方法之一，适用于所有的热塑性塑料及部分热固性塑料，可以成型各种塑料管材，棒材，板材、电线电缆及异形截面型材等，还可以用于塑料的着色、造料和共混等。
挤出型材的质量取决于挤出模具，挤出模具主要是由机头和定型装置两部分组成，其结构设计的合理性是保证塑件成型质量的决定性因素。
一挤出成型原理及特点1.挤出成型原理挤出成型主要用于成型热量性塑料，其成型原理如图2-4所示（以管材的挤出为例）。
首先将粒状或粉状塑料加入料斗中，在挤出机旋转螺杆的作用下，加热的塑料沿螺杆的螺旋槽向前方输送。
在此过程中，塑料不断地接受外加热和螺杆与物料之间、物料与物料之间及物料与料筒之间的剪切磨擦热，逐渐熔融呈粘流态，然后在挤压系统的作用下，塑料熔体通过具有一定形状的挤出模具（机头）口模以及一系列辅助装置（定型、冷却、牵引、切割等装置），从而获得截面形状一定的塑料型材。
图2-4挤出成型原理1－挤出机料筒；2－机头；3－定径装置；4－冷却装置；5－牵引装置；6－塑料管；7－切割装置2.挤出成型特点挤出成型所用的设备为挤出机，结构比较简单，操作方便，应用非常广泛，所成型的塑件均为具有恒定截面形状的连续型材。
挤出成型的特点如下：1）生产过程连续，可以挤出任意长度的塑件，生产效率高。
2）模具结构也较简单，制造维修方便，投资少、收效快。
3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。
4）适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。
变更机头口模，产品的截面形状和尺寸可相应改变，这样就能生产出各种不同规格的塑件。
二挤出成型工艺热塑性塑料的挤出成型工艺过程可分为三个阶段。
第一阶段是塑料原料的塑化塑料原料在挤出机的机筒温度和螺杆的旋转压实及混合作用下，由粉准或粒状变成粘流态物质。
第二阶段是成型粘流态塑料熔体在挤出机螺杆螺旋力的推动作用下，通过具有一定形状的机头口模，得到截面与口模形状一致的连续型材。
挤出成型工艺技术
挤出成型工艺技术挤出成型工艺技术是一种常用的塑料制品生产工艺，广泛应用于塑料管材、板材、异型材、薄膜等塑料制品的生产过程中。
其原理是将加热熔融的塑料通过挤出机器进行挤出，并通过模具将挤出的塑料成型成各种需要的形状。
挤出成型工艺技术具有以下几个特点：1.生产效率高：挤出成型工艺可以实现高效连续生产，且生产速度快。
一般情况下，挤出机器的生产速度可达到每分钟几十米，甚至上百米。
2.成型精度高：挤出成型工艺可以实现精确的模具控制，通过控制挤出机器的压力、温度、速度等参数，可以得到高质量的成型产品，尺寸精度可控制在较小的误差范围内。
3.适应性强：挤出成型工艺可以适应不同种类、不同形状的塑料材料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。
同时，挤出成型工艺还可以通过改变模具的结构，实现多种形状的塑料制品生产。
4.节能环保：挤出成型工艺采用加热熔融的塑料原料进行生产，相比其他工艺，可以节约能源。
同时，挤出成型工艺所产生的塑料废料可以进行回收利用，降低了环境污染。
挤出成型工艺技术的具体操作流程如下：1.原料准备：根据产品的要求，选择适当种类的塑料颗粒作为原料。
根据挤出机器的要求，将塑料颗粒加入到机器的料斗中。
2.熔化塑料：通过挤出机器的加热系统和螺旋挤杆的旋转运动，将塑料颗粒加热熔化，形成熔融状态的塑料。
3.挤出成型：将熔融状态的塑料通过挤出机器的头部挤出口，经过模具的成型空腔，挤出成型。
模具的形状和结构决定了最终成型产品的形状和尺寸。
4.冷却固化：挤出成型后的塑料制品需要进行冷却固化，使其在形状稳定的同时，保持一定的强度和硬度。
通常可以通过水冷、风冷等方式进行冷却。
5.切割修整：冷却固化后的塑料制品还需要进行切割和修整。
可以采用自动切割机器或手动切割工具进行处理，将制品切割成所需的长度或形状。
6.质量检验：对切割修整后的产品进行质量检验，检查产品的尺寸精度、外观质量等。
如发现问题，需要进行修复或淘汰。
挤出成型工艺技术的应用范围非常广泛，几乎涵盖了塑料制品的各个领域。
精选挤出成型工艺与设备概述
SJSZ系列锥形双螺杆挤出机
2、设备
生产短纤维粒料的主要设备是挤出机和造粒机头，它不需要单独的牵引和切粒机。A、挤出机 B、造粒机头 长纤维粒料的造粒是采用冷切法，其原因是不使纤维从粒料中抽出，短纤维粒料的造粒是采用热切法。因为从机头挤出来的料条中纤维已经很短，可以不经冷却直接通过造粒机头造粒。构造见P296
图11-19 固体物料在螺槽中的熔融过程 1-熔膜；2-熔池；3-迁移面（分界面）；4-熔结的固体粒；5-未熔结的固体粒子
(1)正流
(2)逆流
(3)横流
(4)漏流
图11-20 螺杆几何构造
11．4 FRTP管挤出成型工艺
1 挤管工艺
FRTP管的成型条件与普通塑料管工艺基本相似，只是成型温度要提高10-20℃。
6)耐疲劳性能、抗蠕变性能
7)防止开裂、改善电性能
2 纤维含量对FRTP性能的影响
3 纤维质量对性能的影响
(1)纤维直径对性能的影响
各种树脂品种的FRTP的最佳纤维含量不同。
一般来讲，纤维直径越细，强度越高，但有时相差不大，可能是因为纤维细强度高，但同样含量纤维用在CM中，弱界面也随之增加，加工过程中纤维磨损严重，强度损失也较大。
11.5.2 挤出机主机
一、分类及构造
按工作原理分
螺杆式
无螺杆式
单螺杆式
双螺杆式
普通型
高速自热型
按排气状况分
排气式
分段组合式
按用途分
造粒挤出机
超高分子量挤出机
混炼挤出机
安装位置分
立式挤出机
卧式挤出机
目前用的最广泛的是卧式单螺杆和双螺杆挤出机。
二、单螺杆挤出机（前11-25图）
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1 口模
确定口模内径和定型段长度
（1） 口模的内径D 由于管材离开口模后压力降低，体积膨胀；同冷 却和牵引收缩等原因使塑件外径不等于口模内径 d
s
确定口模的内径D方法：
D=k
（2） 定型段长度L1
口模与型棒的平直部分的长度成为定型段 定型段长度过长会使料流阻力过大，过短起不到定型作用 A 按管材外径确定L1 Ｂ 按管材壁厚确定L1 L1=ｎｔ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5、连接部分 机头与挤出机用螺钉及法兰连接 6、分流器 使塑料熔体分流变成薄环状以平稳地进入成型区， 同时进一步塑化． 7、分流器支架 支撑分流器及芯棒 8、定径套 通过冷却，使从机头口模挤出的塑件横截面稳定下来， 并进行精整，从而获得精度更高的横截面形状和尺寸
3.3.2 管材挤出机头主要零件的结构尺寸和工艺参数
2 内径定径 内径定径适用于管材内径要求准确、圆度要求高的 情况 内径定径设计要点：
定径套沿长度方向有一定锥角 定径套外径一般取（1.02~1.04）ds 定径套长度一般取80~300mm
（４） 分流器表面粗糙度Ｒａ＜０.４μｍ （５） 过滤板与分流器顶间隔Ｌ５
Ｌ５＝１０～２０ｍｍ Ｌ５＜０．１Ｄ１
3.3.3 管材定径套的结构类型及尺寸
管材的定型方法主要有两种：内径定型法和外径定型法。 内径定型：即定型套控制管材的内径尺寸及圆度，使仍 呈半熔体的塑料管坯包紧定型套控制管材的内冷却硬 化。 外径定型：即定型套控制管材的外径尺寸及圆度，借助 压缩空气作用使半熔体的管坯紧贴于定型套的内径冷 却硬化。
挤出材料 聚烯烃 聚氯乙烯
定型套内径 (1.02-1.04)DS (1.00-1.02)DS
定型套长度 10DS 10DS
（2） 真空法外定径 真空定型套与机头口模不能联接在一起，应有 20～100mm距离。
１） 定径套内的真空度一般要求53～66kPa,真空孔径在 0.6～１.２mm范围内,与塑料熔体粘度和管壁厚有关,粘度大 或管壁厚度大时,孔径取大值,反之取小值 2） 真空定径套内径见表3-6 3） 真空定径套的长度一般应大于其他类型定径套长度
第三章 挤出成型工艺及模具结构
复习： 挤出成型原理及特点
挤出成型优点： 连续成型、生产量大、 生产效率高、设备简单 成本低、操作方便
挤出机头的结构组成
挤出机头的结构组成
１、口模 口模用以成型制品的外表面 2、芯棒 芯模用以成型制品的内表面 3、过滤部分 过滤板和过滤网组成。作用是使物料由螺旋运动 变为直线运动，且沿螺杆方向建立起一定压力，增加 塑料塑化程度，党组杂质或未塑化好的物料 4、机头体 相当于模架，用来组装并支撑机头的各零件
高粘度塑料，β＝３０～５０°
３ 分流器和分流器支架
确定分流器上的角度α，分流锥长度、分流器头部 圆角半径、分流器表面粗糙度、过滤版与分流器顶间隔
（１） 分流器角度α
低粘度塑料，β＝３０～８０° 高粘度塑料，β＝３０～６０°
（２） 分流锥的长度Ｌ３
Ｌ３＝（１～１.５）Ｄ０ Ｒ＝０.５～２ｍｍ
（３） 分流器头部圆角半径Ｒ
L1=(0.5～３）ds
２ 芯棒
确定芯棒外径、型棒成型段长度、 压缩段长度，压缩角
（１） 芯棒的外径
d D 2
(0.83 ~ 0.94)t
（２） 芯棒成型段长度Ｌ１‘ （３） 芯棒压缩段段长度Ｌ２ Ｌ２＝（１.５～２.５）Ｄ０ （４） 压缩角β 低粘度塑料，β＝４５～６０°
Ｌ１‘≥Ｌ１
１ 外径定径 外径定径适用于对管材外径尺寸精度要求高、 外表面粗糙度低的情况。 按照压力产生方式不同，外径定径又分为内压法 和真空法。
（１） 内压法外定径 定型套内径径向尺寸应考虑管材定型后收缩因素、 膨胀效应及牵引等对管材尺寸的影响。定型长度仍 应依据管材壁厚、牵引速度而定。
１） 当管材直径Ｄｓ＞35ｍｍ，定径套长度Ｌ＜１０Dｓ，定 径套内径ｄ＞（０.８％～１.２％）Ｄｓ 2） 当管材直径Ｄｓ＞10０ｍｍ，定径套长度Ｌ=(3～5)Ds， 定径套内径尺寸不小于口模内径