拉挤工艺的科学管理

拉挤工艺的科学管理内容有：

①原材料验收；②中间材料检验；③工艺参数控制；④模具管理；

⑤产品检验；⑥使用模拟实验；⑦性能表征。

1、原材料验收

根据产品性能要求及工艺设计来选择材料，原材料验收的内容如下。

（1）树脂黏度、单体含量、酸值、分子量、反应性（凝胶时间、固化时间、放热峰）、外观（色泽、凝胶微粒、污染）。

（2）玻璃纤维毡单位面积质量（单位为g/㎡）、抗拉强度、黏结剂含量。

（3）玻璃纤维粗纱支数、黏结剂含量、悬垂度、黏结剂迁移、含水量。

（4）填料粒度分布、含水量。

（5）添加剂引发剂、脱模剂、着色剂等。原材料入库后必须取样实验，这些实验的结果对调查工艺中的问题是非常有益的，要甄选出复合质量要求的原材料。

2、中间材料实验

中间材料或过程材料主要是指配制好的树脂胶液和由纱架引出的增强纤维，中间材料检验的内容如下。

（1）树脂黏度、反应性（凝胶时间、固化时间、放热峰）、填料的分散状态、污染情况、树脂的温度等。

（2）玻璃纤维毡纤维的分布、缺陷（太重或太轻）、宽度的公差、污染情况、黏结剂可熔性。

（3）玻璃纤维粗纱缠绕情况、导纱通道上玻璃毛聚积、悬垂度、浸渍状态。

（4）添加剂分散状态、在树脂中悬浮状态。

      按配方制配的树脂的性能是中间材料中极为重要的，树脂中的所有组分必须充分混合、分散均匀。树脂黏度一般为0.22~1.2Pa·s。其反应活性SOI测试结构对工艺有参考价值，更好的方法是DSC法，它可测定在一定的升温速度下树脂体系的起始固化反应温度、固化反应终了温度和放热峰，此方法的拉挤工艺更接近。为了与工艺项匹配，在浸胶温度下的树脂必须有较长的使用期/凝胶时间，一般适用期应大于8h，至少应等于在正常拉挤速度下，纤维束从胶槽至出模具扣所需的时间。

      连续纤维毡的幅宽要求严格，太宽或太窄都会给生产工艺或产品质量带来不良后果，要特别关注粗纱缠结合玻璃毛聚积。内抽头纱使用到后期会出现周围纱向内部塌陷，导致纱缠结，浸渍粗纱至胶槽口时，应用刮股孔板刮掉粗纱上多余的树脂流回胶槽，但模具入口处挤出的树脂一般不能再用，因为它已和热模接触，产生热污染。粗纱的悬垂度不宜过大，特别是在纱团多时易造成纱间桥架、磨损等，会导致断纱、玻璃无聚积。

3、拉挤参数控制

     拉挤速度和模具温度是最重要的拉挤工艺参数，生产中具体控制的参数有模具温度分布、拉挤速度、模具内树脂放热峰的位置、牵引力、夹持力。

   （1）模具温度分布模具内的温度分布决定拉入模内的材料加热速度和材料在模内暂时受热过程中所能达到的固化度，决定树脂在模内开始固化反应的位置、放热峰位置及放热量。这就要求在使用每种批号的树脂前，必须测定它的固化反应性能，用热电偶测出材料在模具中的放热曲线。从该曲线可找到对应于一定拉挤速度下模内产生树脂固化的位置，以及模内各个点的准确温度，从而完整而准确地描述了拉挤工艺条件。

   （2）拉挤速度拉挤速度对于产品性能和生产效率有重大的影响。当拉挤速度增加时由于材料在模内固化点的漂移，使得牵引力增加——因为内压区和凝胶摩擦区变长。拉挤速度的上限与树脂、纤维、模具三者的固化反应仍继续进行。实际上在型材离开模具之前，无须也不能完全固化。但是型材离开模具后，必须固化得足以保持产品形状，且具有足够的拉伸强度和压缩强度，足以承受牵引夹具所施加的压力。拉挤速度的提高必须一次为前提，不适宜的拉挤速度会减低产品质量。

   （3）牵引力牵引力是重要的拉挤工艺参数之一，影响牵引力的因素很多，如材料的热膨胀、树脂/模具黏着特性、树脂的体积收缩率、型材的内摩擦性等。通过测量在线牵引力可获取有关工艺条件的信息。许多拉挤工艺的故障预兆都是牵引力骤然增加。呈锯齿形的牵引力足迹反应型材脱黏点蠕动的不稳定。牵引力的监测在评价新的和潜在拉挤树脂系统中很有用。

   （4）夹持力夹持力的大小以牵引时产品会被夹住、不滑动为宜。它与牵引力有关。夹持力太大会使产品产生裂纹、压痕等；太小会导致产品在夹具内打滑。一般拉挤工艺要采用与产品外形相合适的夹具。拉挤速度过快或波动，导致产品在模内滑动，势必影响产品的质量和性能。

4、模具管理

      拉挤模具通常采用工具钢，粗加工后再精加工，表面镀硬铬，使模内型面的硬度达到65~70HRC （洛氏硬度），最后用工具抛光，使型面达到很高的光洁度。这样不仅可减小摩擦系数，延长模具的使用寿命，而且也会改善对树脂的防黏特性。镀铬良好的工具钢模具，拉挤10~30km的型材后，型面开始逐渐粗糙，经常掉头使用或重新维修（2~3次）后，最多可拉挤70~80km的型材。设计模具主要考虑的因素有模具材料及其热膨胀性和树脂的固化收缩率。

      模具检查的内容有模具型面的硬度和光洁度、合模精度、模具夹紧力、模腔尺寸等。模具需要进行保养与维修。严禁用钢制品划伤型面。模具不用时应将模内腔清理干净，保护好。如有芯模要将芯模挂起（防止由重力引起的弯曲变形）。

5、产品检验

      一般来说，拉挤制品很少需要修饰。拉挤制品检验的内容有外观检验、整体性检验和尺寸检验。

      拉挤制品生产缺陷的原因大致有三类：材料组成、工艺参数和工艺方法。材料组成是指由树脂配方、粗纱、玻璃纤维毡等质量因素引起的缺陷；工艺参数是指模具温度、拉挤速度等引起的缺陷；工艺方法是指与树脂浸渍方法、导纱机构、预成型模具、成型模具和拉挤设备相关的缺陷。