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塑料擠出模具的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
擠出型熱塑性彈性體的設(shè)計(jì)包括幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)(比如筋、半徑、壁厚、中空和鉸鏈)，同時(shí)要考慮它們對(duì)產(chǎn)品加工及其性能會(huì)產(chǎn)生什么影響。以下羅列了擠出設(shè)計(jì)的一般準(zhǔn)則。
筋
在壁厚變化過(guò)程中，如果厚度變化太劇烈太大，在平衡流場(chǎng)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。筋的厚度應(yīng)該是標(biāo)稱(chēng)壁厚的50%，半徑應(yīng)該以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。
半徑
急劇變化的地方要用圓角代替過(guò)渡。擠出部件最小的半徑是0.20mm(0.007”)。
壁厚
均勻的或者近乎均勻的截面厚度將更具備易加工性，降低成本，更好的誤差控制，更好的表面光潔度和更復(fù)雜的形狀。最小壁厚為0.5毫米(0.02”)，而最大壁厚為9.5毫米(0.375”)。更薄的壁厚是可能的，但需要用到santoprene8000熱塑性彈性體系列。壁厚的變化要光順平穩(wěn)，并應(yīng)盡可能小，因?yàn)檫@將有助于沖壓模均衡。
中空
在橫截面里可能會(huì)有中空截面。擠壓模具可能剛開(kāi)始便具有中空截面的形狀，在冷卻的時(shí)候可以在中空截面內(nèi)使用壓縮空氣以保持形狀，另一種方法是在擠出機(jī)的外部使用真空來(lái)幫助中空截面保持形狀。更多的中空截面使得模具的設(shè)計(jì)變得更復(fù)雜，其輪廓形狀的保持也變得更加困難。除非是設(shè)計(jì)要求，中空截面應(yīng)該盡量減少甚至全部避免。
在擠出的過(guò)程中往內(nèi)吹風(fēng)是冷卻部件內(nèi)壁的一種手段。這就需要沿著切割線或沖孔方向有空氣可以流通。
發(fā)泡擠出
熱塑性彈性體tpv可以通過(guò)化學(xué)和機(jī)械方法來(lái)起泡。對(duì)化學(xué)起泡，可以使用諸如重鹽酸鹽之類(lèi)的發(fā)泡劑�？梢赃_(dá)到的泡沫密度比重為0.97(典型的未起泡tpv)到0.70。更低的密度受專(zhuān)利影響。發(fā)泡劑在180℃到190℃下會(huì)退化，因?yàn)榇蟛糠謙pv的基礎(chǔ)是在195到215℃條件下進(jìn)行的。
對(duì)于機(jī)械方法，水是作用介質(zhì)。這里，名為“水起泡”的技術(shù)，是一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)。需要用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備來(lái)獲得一致的泡沫結(jié)構(gòu)和密度。密度由0.97減少到0.20。在這個(gè)范圍內(nèi)的密度可以通過(guò)控制加工工藝來(lái)獲得。密度的減小會(huì)影響機(jī)械特性，所以這被歸為應(yīng)用中的外形設(shè)計(jì)。
多層擠出
共擠出法是將兩種材料在一道擠出工序里結(jié)合成一個(gè)部件的技術(shù)。兩個(gè)擠出機(jī)被串聯(lián)起來(lái)以提供底模并使得各自的聚合物材料沿著對(duì)應(yīng)通道共擠在一起，以得到兩種材料的擠出膠。均勻的材料，比如tpv和聚丙烯，都可以融合在一起。多層擠出是混合硬質(zhì)和軟質(zhì)材料的好方法。比較典型的是，高硬度截面段，如熱塑性彈性體tpv，一般作為部件的支撐結(jié)構(gòu)，而低硬度的材料提供可撓性。這在密封應(yīng)用場(chǎng)合很常見(jiàn)，因?yàn)槊芊鈪^(qū)域較軟，柔軟的材料可以被壓扁以得到良好的密封效果。而在平衡流場(chǎng)過(guò)程中，使用硬度較高的熱塑性彈性體tpv作為剛性材料來(lái)代替聚丙烯則較簡(jiǎn)單。
焊接節(jié)點(diǎn)
熱焊接是比較流行的用來(lái)接合用tpv制成的擠出膠的方法。熱量被引入到連接面，使得表面熔解，再將表面貼合到一起，并施加輕微的壓力以保證沒(méi)有氣體進(jìn)入到接觸面間。冷卻之后，結(jié)合處與部件本身強(qiáng)度幾乎一樣。另一個(gè)接合擠出部件的方法是使用膠粘系統(tǒng)。需要一些裝填物，取決于接合處材料的聯(lián)合及粘接強(qiáng)度的要求。
鉸鏈
鉸鏈?zhǔn)窍滁c(diǎn)的應(yīng)力或者針對(duì)一個(gè)特殊的點(diǎn)集中撓度的一種方法。如果在某一點(diǎn)處有彎曲，則應(yīng)力會(huì)集中在拐角處。
鉸接是截面上的一個(gè)缺口，與相鄰的截面相比更薄。由于相鄰壁更厚，最薄的截面(鉸接)將在邊緣受到形變的時(shí)候首先彎曲。從而，鉸鏈將有助于控制唇邊的撓度。由于在更薄的界面處彎曲，則促使邊緣變形的力將消除，但相應(yīng)的厚度將被重新調(diào)整以滿(mǎn)足需要。同樣，由于應(yīng)力發(fā)生在局部，彈性恢復(fù)能力應(yīng)該變得更好。
注意，在鉸接處避免把壁厚設(shè)計(jì)得過(guò)薄是非常重要的，因?yàn)樗枰銐虻暮穸葋?lái)消除發(fā)生的應(yīng)力，并避免部件有扭折的傾向。為了保證適當(dāng)?shù)暮穸�，需要合理選擇鉸接的尺寸。有限元分析(fea)將有助于判斷厚度是否合理。為了取得最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，實(shí)際的加工誤差和最后的截面幾何特性也應(yīng)該考慮到。
唇形密封和球狀密封
唇形和球狀密封是常見(jiàn)的密封應(yīng)用。通常來(lái)說(shuō)，球狀密封較好，這是由于其相對(duì)唇形密封而言具備更出眾的彈性恢復(fù)能力。相對(duì)于唇形密封，球型密封提供了更高的密封力。這是因?yàn)榍驙蠲芊饪梢栽诿恳贿叾枷翊叫蚊芊庖粯樱峁┟芊饬�。�?dāng)然，事情總是公平的，球型密封要求提供比唇形密封更多的力，這些力轉(zhuǎn)變成更高的密封力。
扭折
當(dāng)擠出部件被安裝好后，并以一定的半徑彎曲，此時(shí)可能出現(xiàn)一種不利的現(xiàn)象，那就是擠出部件的扭折。扭折可能導(dǎo)致密封不良或者對(duì)水流有限制。一般來(lái)說(shuō)，彎曲的半徑越大，彎角旁邊安裝的擠出部件扭折的可能性越小。
為了避免扭折的發(fā)生，可以采用兩種可行的方法。第一種是增加部件的壁厚，它將減小扭折。變大的壁厚，其內(nèi)徑彎曲比外徑彎曲的影響更大。另外一種解決方法就是使部件起泡。發(fā)泡的部件使得材料可以在內(nèi)部彎曲時(shí)壓縮。現(xiàn)在已經(jīng)知道的是，材料的硬度對(duì)扭折有一定的影響。
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