圃喇 塑料异型材模具调试工作程序与 型材内在质量控制 杨忠久 山东金达双鹏集团 型壑盔墼 摘要：本文论述了挤出模具对塑料异型材内在质量性能的影响和不同情况下模具调试程序及型材质量控制措施。 关键词：塑料异型材；模具；调试；程序；质量；控制；措施 1绪言 随着塑料异型材行业的发展，我国型材挤出模 具企业制造技术有了很大程度提高，基本上能满足 国内塑料异型材质量需求，并陆续走出了国门，开 始为世界各国同行业服务。但由于不同塑料异型材 截面呈不对称结构，各个截面上物料分布差异很 大，改性聚***乙烯熔融状态流动性较差，目前各个 企业采用的配方和原料又有很大不同，不同配方 和原料在一定温度下，流动性与收缩膨胀率亦不 同。因此如何使不同配方和原料，不同截面结构型 材，能按照模具设计的形状和轨道，在一定熔压作 用下，准确、均匀成型和定型，至今还没有现成的 理论模式可做借鉴，大部分模具企业还处于模拟、 经验阶段。一套模具制成后，还需要经过大量、反 复的挤出调试工作，才能生产出质量优异的塑料 异型材制品。 塑料异型材是在挤出机提供的外热和剪切热 作用下，由玻璃态转化为粘流态，通过口模挤出成 型，然后再在定型模真空和***作用下，由粘流态 再转化为玻璃态，成为加工所需要的型材制品的。 性能和质量优异的异型材由挤出机、工艺、配方、模 具四方面因素所决定。在型材生产过程中，这四方 面因素不仅各自有不同的职能，而且相互作用和影 响。其中挤出机和工艺主要决定了物料塑化程度； 配方对塑化有一定的辅助作用，配方在物料良好塑 化和型材截面存在最小应力前提下，主要决定型材 内在质量性能；模具不仅和型材外观质量相关，除 工艺、配方因素外，也一定程度上制约和影响型材 内在质量。如果模具设计、试验不当，虽然对简支梁 冲击、拉伸冲击性能影响不大，但对加热后尺寸变 化率，低温抗冲击、***性能等几项指标有决定性 的影响。目前不少塑料异型材企业试模和模具验收 过程中，对型材的外观成型尺寸和壁厚等参数比较 重视，检查、验收也相当严格，但对其内在质量，如 加热后尺寸变化率，低温落锤冷冲、***强度等指 标却不是那么重视，并错误地认为，以上指标仅和 配方和工艺相关，和模具关系不是很大。其实这是 一种十分错误的观点，如不能引起高度重视，将给 塑料异型材生产遗留下难以弥补的质量***。鉴于 此，笔者经过几十年工作实践，在此着重论述塑料 异型材模具调试过程中质量性能控制和验收问题， 以供型材与模具试验企业参考。 2 在试模工作中存在的错误倾向和对型材内在质 量性能的影响 目前试模工作存在的一些错误倾向是：当型材 出现壁厚达不到标准及既定指标与各可视面壁厚 不均时，不是通过修理口模予以处理，而是“以调代 修”，错误采用牵引和口模温度等工艺方法处理。比 如不按设计型材壁厚调试，为达到所需要的型材壁 厚，任意采用提高或降低牵引速度进行操作，导致 型材加热后尺寸变化率超标；为了型材各个可视面 壁厚一致，不对应调整模具，而采取任意提高或降 低口模各个面设定温度，致使型材相邻两个面尺寸 变化率差值超标。由于加热后尺寸变化率及其差值 5 0 2 0 1 0 0 6 万方数据 型量盍丝 超标，在同样配方条件下，低温落锤冲击性能和*** 性能与其他型材相比有很大差距；为片面提高挤出生 产率，任意提高挤出速度，导致型材从口模挤出后发 生膨胀，不仅影响型材成型质量，也影响到型材加热 后尺寸变化率、低温抗冲击、***性能等项指标。 3 定制模具基本要求 模具设计时应如实向模具企业提供所采用或 准备采用型材配方的基本构成和产品各项技术指 标要求，包括碳酸钙、抗冲击改性剂、润滑剂等助剂 剂量、型材壁厚、口模线速度和型材所执行标准指 标等参数。其中碳酸钙、抗冲击改性剂、润滑剂等助 剂剂量对物料的流动性和膨胀率影响很大，决定了 口模压缩比、口模唇间隙、口模定型段长度及口模 与定型模的放量尺寸；口模压缩比决定了型材密实 度和生产的难易程度。口模唇间隙决定了型材壁 厚，口模线速度决定了口模定型段长度、定型模节 数、每节长度、放量尺寸及***形式，型材壁厚与规 格决定了理论最小***力。不同线速度的口模与定 型模结构有很大区别。高速模具与低速模具的压缩 比、口模平直段长度不同，定型模节数、长度、放量 尺寸也不同。每一类型材模具在设计时都有规定的 挤出线速度。 口模在型材内筋和外壁供料方式上也对型材 低温冲击性能有不同程度影响。口模内筋供料有外 分和内分两种供料形式。所谓外分，即通过在外壁 通道上开辟一条沟槽，分流一部分料给内筋；所谓 内分，即在分流锥部位设计有专门给内筋供料的通 道。由于外壁分流一部分料给内筋，致使外壁局部 熔压减弱，会影响型材抗冲击性能。模具制造企业 早期设计模具在型材内筋供料上均采用外分形式， 近年来大部分企业已改为内分形式，但不排除一些 模具企业仍有采用外分的可能性。因此订购模具应 明确内筋物料供料方式。 如果以上参数提供不准确或模具设计不规范， 导致模具设计存在问题，仅仅通过模具调试，很难 满足用户对所生产型材质量性能要求。 4 不同情况下试模程序 塑料异型材行业内，模具试验大致可分为以下 几种情况：一是新建企业模具试验；二是企业现有 挤出生产设备和模具，新增加模具主要用于使用新 配方的产品；三是原设备、配方、工艺不变情况下， 新增型材或更新模具试验。现分别将不同情况下试 模程序论述如下。 4 1 新建企业试模程序 作为一个新建企业，在调试模具的同时，也存 在挤出机、原料、配方、工艺调试问题，影响因素较 多，调试模具工作难度较大。大多企业第一次从事 型材生产工作，缺乏相应工作经验，调试模具往往 不得要领，在设备、工艺、配方未确定前，贸然调试 模具，很难有条不紊、有序展开，甚至会反复多次， 不得其果，模具调试工作遥遥无期，甚至会因错误 的调试而导致模具报废。正确的试模方法，是首先 要清楚模具和挤出机、工艺及配方各自***功能与 相互之间的辩证关系，并按照其各自***功能和对 应关系确定正确的试模程序。 新建企业调试模具时，首先应调试工艺。所谓 工艺即挤出机温度、合流芯温度、口模温度、给料 速度、挤出速度、牵引速度等参数的设置，主要决定 了物料的塑化程度。如果物料塑化不好，欠塑化或 过塑化都会影响型材加热后尺寸变化率、低温落锤 冲击、***性能等项性能指标。试模是以物料在一 定外热和剪切热、熔压作用下良好塑化为前提的。 同时工艺也和挤出机性能相关。不同规格和剪切性 能的挤出机有完全不同的挤出效率。如果不能依据 挤出机规格和剪切性能调试好工艺，难以保证型材 的挤出效率和各项质量性能。尤其是给料速度大小 直接和塑化程度相关，应根据不同剪切性能的挤出 机进行调整，剪切性能小的挤出机，给料速度适当 高一些；剪切性能强的挤出机，给料速度适当低一 些。应该指出的是：模具线速度是模具设计时所规 定的，在工艺调试时，不可任意变动。模具线速度过 高，型坯从口模挤出“后膨胀”现象严重，不仅影响 成型，而且因进定型模困难，***提高牵引速度，型 材承受拉伸过大，使加热后尺寸变化率增加，且会 因定型模***不足，影响型材成型质量；其次不同 剪切性能的挤出机，仅靠工艺调试很难达到物料均 匀、良好塑化之目标，在一定程度
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