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要減少滾塑(旋轉(zhuǎn)成型)過(guò)程中的氣泡與空洞缺陷,需從材料選擇、工藝控制、模具設(shè)計(jì)及環(huán)境管理等多方面進(jìn)行優(yōu)化。以下是系統(tǒng)化的解決方案:
一、材料預(yù)處理優(yōu)化
原料干燥
聚乙烯(PE)等材料需在70-80℃下干燥2-4小時(shí)(水分含量≤0.02%),防止高溫時(shí)水分汽化形成氣泡。
使用除濕干燥機(jī)(露點(diǎn)≤-40℃)替代普通熱風(fēng)干燥。
粉末粒徑控制
優(yōu)選80-300目粉末,粗粉(>300μm)與細(xì)粉(<50μm)比例不超過(guò)3:7,減少顆粒間空氣夾帶。
添加0.1-0.5%流動(dòng)助劑(如氣相二氧化硅)改善粉末流動(dòng)性。
二、工藝參數(shù)準(zhǔn)確調(diào)控
三、模具設(shè)計(jì)與改進(jìn)
排氣系統(tǒng)
設(shè)置0.1-0.3mm微孔排氣(每㎡模具面積布置3-5個(gè)),位置選在ZUI后充填區(qū)域。
采用燒結(jié)金屬透氣塞(孔徑10-20μm)替代傳統(tǒng)排氣孔,避免熔料滲出。
表面處理
模具內(nèi)壁噴砂處理(Ra 3.2-6.3μm),增加熔體附著力,減少氣體滯留。
鍍特氟龍涂層(厚度50-100μm)防止粉末過(guò)早燒結(jié)。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化
避免直角設(shè)計(jì)(ZUI小R角≥5mm),降低流動(dòng)死區(qū)氣泡風(fēng)險(xiǎn)。
大型制品采用分體模+真空輔助(真空度≥0.08MPa)。
四、過(guò)程監(jiān)控與缺陷診斷
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)
紅外熱像儀監(jiān)控模具表面溫差(ΔT≤10℃),發(fā)現(xiàn)加熱不均區(qū)域。
安裝壓力傳感器檢測(cè)模內(nèi)氣壓突變(預(yù)警氣泡生成)。
缺陷溯源方法
五、先進(jìn)工藝應(yīng)用
振動(dòng)輔助成型
施加20-50Hz機(jī)械振動(dòng),促進(jìn)氣泡上浮排出(可減少30%內(nèi)部缺陷)。
惰性氣體保護(hù)
在加熱階段通入氮?dú)猓髁?-10L/min),抑制氧化降解產(chǎn)氣。
多層共塑技術(shù)
外層用高熔指材料(MI>5g/10min)快速鋪展,內(nèi)層用低熔指材料(MI<3)保證強(qiáng)度。
六、問(wèn)題解決案例
問(wèn)題:大型PE水箱底部出現(xiàn)密集氣泡
分析:模具底部加熱不足(實(shí)測(cè)溫度比上部低25℃)導(dǎo)致熔合不良
解決方案:
增加底部加熱管功率(從2kW增至3.5kW)
調(diào)整主軸傾角至15°,改善粉末分布
添加2%氧化鋁導(dǎo)熱填料
結(jié)果:氣泡率從8%降至0.3%,生產(chǎn)周期縮短12%
七、成本與效果平衡建議
經(jīng)濟(jì)型方案:優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)備參數(shù)+加強(qiáng)原料干燥(投入<¥5000,缺陷率降低40%)
高端方案:引入真空系統(tǒng)+智能溫控(投入¥5-8萬(wàn),缺陷率<1%)
通過(guò)系統(tǒng)性控制,滾塑制品的氣泡與空洞缺陷可控制在0.5%以下,關(guān)鍵是要建立「原料-工藝-模具」的協(xié)同優(yōu)化機(jī)制,并定期進(jìn)行CT掃描(工業(yè)X射線)抽檢內(nèi)部質(zhì)量。