专利名称：一种耦合式控制精密挤出成型工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种精密挤出工艺，可以对挤出过程要素的严格控制， 实现挤出制品几何尺寸高精密化和材料微观高均匀化的成型过程。
技术背景-
在塑料制品的品种和数量迅速增长的今天，人们对挤出成型制品几 何精度和内在性能均匀性的要求越来越高，特别是随着汽车和建筑等工 业高性能化和环保化观念的提出，社会对工程塑料挤出制品的需求量和 精度都有了更加迫切的渴求。实现工程塑料的精密挤出成型具有重大的 科学意义， 一方面可以满足一些对几何尺寸和形状以及成型工艺有严格 要求的工程塑料制品成型要求，另一方面也是实现高速、高效、低成本 挤出成型的基础。
精密挤出制品的社会应用前景非常广阔，而且需求量也在日益增大， 如精密医用心脏导管、建筑门窗用尼龙隔热条，汽车用高压刹车油管、 光缆用光导纤维、音像片基、印刷级薄膜、多层共挤薄膜等多种产品。
精密挤出成型的主要特征为挤出过程中工艺参数波动很小，挤出 设备工作状态非常稳定，成型制品的几何尺寸精度比常规挤出成型方法
提高50%以上。
影响挤出制品精度的主要因素主要发生在两个方向， 一是挤出流率 波动带来的轴向影响，二是由于挤出模具温度分布不均匀而产生的横向影响。研究表明，由于温度波动，螺杆的结构，螺杆转速波动及传动方
式、电机类型和调速方式等造成的挤出流率波动可达到10%到20%以上， 而由于模具产生的横向影响在2%到5%左右。
目前国内外提高挤出制品精密度的主要途径是通过机械的控制手 段，克服挤出过程的轴向波动。具体的实施措施是在提高控制系统等级、 合理设计挤出机螺杆、优化挤出机头和冷却定型装置的基础上，采用熔 体齿轮泵与单螺杆挤出机串联使用控制提高熔体压力和挤出流动的稳定 性。这些方法目前在国内外已经取得了很大的进展，可以将波动性控制 0.4%左右。
但是这种精密挤出的不足之处同样明显，首先其控制性完全依赖于 位于系统中部的熔体齿轮泵的设计和加工，缺乏在线调整和后期控制的 能力；其次由于齿轮熔体泵的结构限制，无法挤出高粘度特别是采用纤 维增强的工程塑料；三是无法解决由于机头模具造成的横向波动；再有 就是难以在现有的设备上实现革新改造；另外相当于普通挤出设备4到5 倍的高昂价格也让很多企业望而生畏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耦合式控制精密挤出成型工艺，它将精 密挤出的内容分化为双系统:流量系统和尺寸系统，采用双系统耦合以达 到稳定和精密的要求。得到挤出制品的高精密尺寸。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种耦合式控制精密挤出成型工艺，它将精密挤出的内容分化为双
系统耦合流量系统和尺寸系统，流量系统通过提高机筒内螺杆温度控制、螺杆转速控制和牵引拖曳速度控制等级、设计挤出机螺杆结构、优 化挤出机头流量的基础上，实现挤出流动的稳定性；尺寸系统采用可控 制的多点一次冷定径和多点二次热定径的耦合逼近尺寸，得到挤出制品 的高精密尺寸。
本发明的优点与效果是
采用耦合式控制精密挤出成型工艺，加工精度高、加工工艺简单， 成本低廉。
附图为本发明的工艺示意图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明进行详细说明
耦合式控制精密挤出工艺是一种新颖的精密挤出控制方法。它将精
密挤出的内容分化为双系统:流量系统和尺寸系统，采用双系统耦合以达
到稳定和精密的要求。流量系统通过提高机筒螺杆温度控制、螺杆转速 控制和牵引拖曳速度控制等级、合理设计挤出机螺杆结构、优化挤出机 头流量的基础上，实现挤出流动的稳定性，尺寸系统采用可控制的多点 一次冷定径和多点二次热定径的耦合逼近尺寸，得到挤出制品的高精密 尺寸。
包括(1)工程塑料挤出的螺杆优化设计，根据不同塑料材料的流变 特点合理地设计螺杆可以减少或消除固相堵塞，降低中频波动，而从实
现挤压段精密塑化，熔融段稳定熔融、计量段稳定输送。(2)提高挤出 机的温度和转速控制等级，系统挤出流率对温度和电机转速的波动极敏感，采用PLC可编程控制器和工控机等实现挤出过程的闭环控制，将 挤出温度的波动控制在土0.5"C以内，电机转速的稳定性控制在0.01%。 (3) 牵引装置的拖曳稳定性，牵引装置采用变频电机、与挤出机实现闭环控 制。由于高聚物的粘弹性，使得应变对应力的响应具有滞后性，造成了 精密控制的难度。因此，当挤出机流率发生波动时，改变牵引速度比改 变螺杆转速更合理，控制精度更高。(4)在线测试方法，光电转换测试 和无痕检测方法对于实现挤出产品精密尺寸的检测和在线测量时必不可 少的。(5)测试精密挤出制品与常规挤出制品的性能差距与材料内部均 一化研究。
可控制多点一次冷定径和二次热定径的设计中采用一次冷定径真空 向外膨胀控制尺寸下偏差，二次热定径向内加压收縮控制尺寸上偏差， 两端逼近，接近最佳值(即单独通过一次真空冷定径的制品最小尺寸都 是大于上偏差的，而通过二次热定径后的制品的最大尺寸是逼近下偏差 的)。同时，在线的尺寸检测可以闭环控制一次冷定径的真空度大小和二 次热定径的压力值达到在线调整的目的。
权利要求
1.一种耦合式控制精密挤出成型工艺，其特征在于它将精密挤出的内容分化为双系统耦合流量系统和尺寸系统，流量系统通过提高机筒内螺杆温度控制、螺杆转速控制和牵引拖曳速度控制等级、设计挤出机螺杆结构、优化挤出机头流量的基础上，实现挤出流动的稳定性；尺寸系统采用可控制的多点一次冷定径和多点二次热定径的耦合逼近尺寸，得到挤出制品的高精密尺寸。
全文摘要
一种耦合式控制精密挤出成型工艺，涉及一种精密挤出工艺，它将精密挤出的内容分化为双系统耦合流量系统和尺寸系统，流量系统通过提高机筒内螺杆温度控制、螺杆转速控制和牵引拖曳速度控制等级、设计挤出机螺杆结构、优化挤出机头流量的基础上，实现挤出流动的稳定性；尺寸系统采用可控制的多点一次冷定径和多点二次热定径的耦合逼近尺寸，得到挤出制品的高精密尺寸。采用耦合式控制精密挤出成型工艺，加工精度高、加工工艺简单，成本低廉。
文档编号B29C47/00GK101549548SQ20091001142
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者越 李, 葛铁军 申请人:沈阳化工学院