LFT-D 在線模壓擠出工藝研究及設(shè)備支持

  LFT是英文Long-Fiber Reinforce Thermoplastic 的簡稱，即長纖維增強熱塑性塑料或習(xí)慣稱之為長纖維增強熱塑性復(fù)合材料。長纖維增強熱塑性塑料直接在線成型（LFT-D）一直在汽車工業(yè)中用在半結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域。它們的主要優(yōu)點是誘人的成本/性能比和相對較低的密度。  　　

  在汽車行業(yè)中，LFT主要被用于制作結(jié)構(gòu)和半結(jié)構(gòu)部件，如前端模塊、保險杠大梁、儀表盤骨架、電池托架、備用輪胎倉、座椅骨架、腳踏板及整體底板等。長纖維增強聚丙烯被用于轎車的發(fā)動機罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片、發(fā)動機底盤、車頂棚襯架等；長纖維增強的PA，被進一步擴展到發(fā)動機蓋內(nèi)，因為LFT-PA不僅硬度高、重量低，而且高玻纖含量使其熱膨脹系數(shù)幾乎與金屬相同，能承受發(fā)動機帶來的高溫。因此，長纖維增強熱塑性材料未來汽車行業(yè)不可缺少的重要材料之一。      　　

  目前國內(nèi)LFT-D在線模壓成形裝備的技術(shù)并不成熟 ，許多國產(chǎn)設(shè)備的只適合生產(chǎn)一些技術(shù)含量較低的產(chǎn)品，所以國內(nèi)的LFT-D在線模壓成形裝備都依賴進口，許多國內(nèi)的生產(chǎn)廠商都采用國外知名廠商的進口設(shè)備。介于目前LFT-D的國內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，2012年我公司與北京化工大學(xué)、北京機電研究所、國內(nèi)知名生產(chǎn)廠商聯(lián)合研制開發(fā)國產(chǎn)LFT-D在線模壓成形裝備生產(chǎn)線，以替代進口裝備。其中我公司主要承擔(dān)擠出系統(tǒng)的研發(fā)與制造。      　　

  LFT制品配方及原料說明：      　　  

  玻纖長度及分布狀態(tài)制品達到的各項技術(shù)指標(biāo)如下：玻纖整體呈網(wǎng)狀均勻分布。80%玻纖長度＞30mm，部分在40mm以上。

  玻纖分布：偏差值±1%      　　

  制品性能及玻纖長度說明      　　

  設(shè)備組成介紹      　　

  擠出系統(tǒng)介紹      　　

  配混工藝系統(tǒng)說明   　　

  配混工藝系統(tǒng)說明  

  通過原料供給及喂料裝置，將原料聚丙烯（PP）、兼容劑供給到補料倉內(nèi)，補料倉與失重秤連鎖，按照材料配方比例，采用高精度失重式電子秤喂料器以0.3~0.5%精度計量喂入雙螺桿擠出機中。樹脂原料在上階雙螺桿擠出機中完成塑化混煉改性，形成熔融體擠出落入到下階雙螺桿落料口。玻纖采用分紗系統(tǒng)進行分紗處理后進入下階雙螺桿落料口。下階雙螺桿將熔融料對玻纖進行浸潤包覆、通過特殊螺桿結(jié)構(gòu)切斷和有效分散玻纖，經(jīng)模頭擠出，計量切割后，由保溫輸送機傳送到指定位置，采用機械手或人工放入壓機模具壓制成型。整個工藝流程的控制由PLC控制系統(tǒng)完成。此套配混系統(tǒng)的工藝流程圖及相應(yīng)的設(shè)備配置是目前世界最先進的配混系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能充分保障生產(chǎn)出高品質(zhì)的復(fù)合材料??制品.      　　

  雙螺桿雙階連續(xù)混煉機組的特點：  　　

  雙階式擠出機上階的配置為高速高扭矩擠出機，轉(zhuǎn)速可達600rpm；下階擠出機為低速高扭矩擠出機，根據(jù)不同產(chǎn)量配置為75型或85型擠出機。采用雙階式擠出機，上階擠出機完成的是熱塑性材料的混煉改性，下階擠出機完成的是將熱塑性材料的熔融體與玻纖的包覆、玻纖的剪切、以及玻纖在熔融體內(nèi)的分布。因此采用雙階擠出機能夠更好地更具不同的制品的性能要求靈活調(diào)整工藝參數(shù)。采用雙階式的工藝能夠確保紗纖含量的準(zhǔn)確性和擠出系統(tǒng)產(chǎn)量的穩(wěn)定性。如產(chǎn)生紗纖斷纖時，下階擠出機可以及時增速，以彌補紗纖斷纖所造成的含量下降，而上階擠出機擠出量保持穩(wěn)定不變，從而保證整套擠出系統(tǒng)的產(chǎn)量維持在穩(wěn)定的擠出量。        玻纖潤紗處理及計量供給系統(tǒng)：  　　

  玻纖的預(yù)加熱：通過分紗機構(gòu)對長玻纖進行分紗整理和預(yù)加熱，提高玻纖和樹脂的界面結(jié)合力，增加玻纖的浸潤效果。  　　  玻纖長度：精心設(shè)計的特殊螺桿元件及合理排列，在完成玻纖有效分散的前提下最大程度地保存了工藝所需的玻纖長度，經(jīng)測試現(xiàn)有設(shè)備80%左右玻纖可以達到8~12mm長度需求。      　　

  伺服可調(diào)機頭：  　　

  機頭工作特點：根據(jù)加工制品外形要求，可在線進行調(diào)整擠出料塊的形狀，調(diào)節(jié)方式為伺服控制，模具上下調(diào)整范圍45mm，寬度為定寬不可調(diào)。      　　

  電氣聯(lián)鎖控制柜系統(tǒng)：采用可編程控制器—PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化和信息化管理，達到了預(yù)期自動化，信息集中化處理的目的。利用可編程控制器的優(yōu)點，替換了擠出機設(shè)備中大量的元器件。實施采集各種數(shù)據(jù)，并提供人機界面，使用各種信息得到實時處理，實現(xiàn)自動化管理。對生產(chǎn)線的原料供給、擠出機混煉造粒、以及擠出機的轉(zhuǎn)速、電流、溫度、壓力和物料的自動計量等進行全程自動控制。設(shè)備自動閉環(huán)運行，幾種顯現(xiàn)了精確數(shù)據(jù)和精確控制。PLC在擠出機控制中的高速掃錯和快速的故障診斷響應(yīng)和信息的儲存，確保了擠出機設(shè)備的機械損傷和物料的精確流量，更為客戶的產(chǎn)品保留了信息的依據(jù)。PLC模塊及觸摸屏采用德國西門子。通過通訊接口可接入總線控制系統(tǒng)與整條生產(chǎn)線系統(tǒng)連控，形成配混系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、機器手、油壓機成型系統(tǒng)全套生產(chǎn)線連鎖控制。      　　

  保溫輸送系統(tǒng)  　　

  輸送帶功能說明：  　　

  定量切割：將螺桿擠出機擠出的LFT料帶按產(chǎn)品需要重量切成料塊：精確傳送：伺服電機位置控制，滿足機械手自動定位抓取；保溫功能：電加熱保溫罩、保溫罩可開合。      　　

  保溫輸送系統(tǒng)功能說明  　　

  雙輸送帶設(shè)計：輸送帶A、B串聯(lián)用2臺伺服電機分別驅(qū)動，A帶為過渡輸送帶，B帶為定位輸送帶。  　　

  過渡輸送帶：伺服電機驅(qū)動。與模頭擠出料塊同步運動，切割后快速輸送至定位輸送帶上。  　　

  定位輸送帶：伺服電機驅(qū)動。將料塊輸送至指定位置等待機械手或人工取料。  　　

  切斷機構(gòu)：伺服驅(qū)動。按設(shè)定重量自動切割料塊。  　　

  保溫罩：2組保溫罩，分別由氣缸連桿驅(qū)動翻轉(zhuǎn)打開和關(guān)閉。      　　

  LFT-D在線模壓成形裝備客戶現(xiàn)場      　　

  LFT-D在線模壓成形裝備運行現(xiàn)場      　　

  創(chuàng)新產(chǎn)品：新型CIM連續(xù)混煉注塑成型機  　　

  CIM連續(xù)混煉注塑成型機：CIM連續(xù)混煉注塑成型機, 上階同向雙螺桿混煉機具有高速、高扭矩、強混合、自清理、排氣效果好等性能，完成高聚物材料的填充、增強、增韌、阻燃、合金化等共混改性過程；下階為高性能注塑成型裝備；特殊的組合技術(shù)，將配混改性與注塑成型一氣呵成，大幅縮短工藝流程，減少二次加熱對材料性能的破壞影響，降低能耗，節(jié)約成本 ，提高效率。  　　先進的一步法混煉成型技術(shù)，既可滿足輕量化要求，又能實現(xiàn)復(fù)雜件的精密成型加工，廣泛應(yīng)用于汽車、家電等零部件。