滾塑成型模具         

3．1  概述         

模具是滾塑成型中不可缺少的重要裝備。  滾塑模具簡單，為無壓成型模具，因此壁薄，輕質。滾塑模具由上下兩半模組成，并用夾板固定。為了排出模腔內形成的氣體，防止制品變形，模具上開設排氣孔。        

 在滾塑工業中，模具的制作有三種常用方法：鋼板焊接、鋁合金鑄造和電鍍成型。滾塑成型對模具材質強度要求不高，但必須具有良好的熱傳導性，并能抵擋頻繁加熱與冷卻過程中的應力交替。顯然低碳鋼、鋁、不銹鋼等都是理想的制模材料。選擇模具制作方法時通常要考慮以下三個方面：構造的復雜程度，模具的數量和制品表面質量要求。而在這三個要求中，制品的形狀和尺寸占主導地位。我們可根據不同的情況選用不同的制作方法。同時，在制造模具時，成本是另外的一個重要因素。模具制作成本包括了制模材料、模具厚度、分型面的位置、模具數量和表面處理情況等等。合理設計滾塑模具結構和正確選用模具材料是獲取表面光潔無氣泡、壁厚均勻無應力的優質制品的首要保證。         

模具殼體的壁厚設計按常壓容器的設計規范進行，即從剛度計算出發，結合制品厚度、加熱方式及制模方法等綜合考慮。一般較大型的模具采用鋼板，其厚度為2—4mm，模具內壁要拋光。另外模具厚度取決于旋轉方向和加熱方式，用于熱液體傳導加熱的模具，壁較厚些，一般為7．9～12．7mm，以保證傳熱均勻，不發生熱點；而熱風循環加熱的模具，壁較薄些，一般為5～7mm。         

3．2  鑄鋁模具        

 用傳統的砂型鑄造生產的鑄件精度低、制模周期長，鑄件表面質量更無法達到滾塑模的要求，鑄后還需人工打磨拋光。因此，生產滾塑用鑄鋁模就必須采用精密鑄造方法，同時引入快速制模技術，縮短模具的制造周期。只有這樣，滾塑成型投資少、見效快的優勢才能得以充分顯示。現代精密鑄造的工藝方法多種多樣，對于像滾塑模具這樣尺寸較大且形狀復雜的單件鑄件采用石膏型或陶瓷型鑄造是非常經濟的。如再配合采用熱模差壓澆注法，使鑄鋁合金的流動性大大提高，進一步減小了滾塑模體的壁厚，對加快滾塑成型中的熱量傳導、縮短成型周期是十分有利的。        

 3．3  快速制模技術         

快速制模技術即運用快速造型技術RPM (Rapid Prototyping Moulding)制得的原型直接或間接地加工各種金屬模具的方法，是集CAD／CAM、化工、材料和精密機械等 成就于一身的高新技術。目前發展比較成熟的快速造型方法有激光造型法SLA、薄板層積法LOM、熔絲沉積法FDM和選擇性激光燒結法SLS等。在滾塑模制造中，用經過表面覆膜處理的LOM原型代替木模直接制造石膏型、陶瓷型(大件)或由原型經硅橡膠模過渡轉換得到石膏型、陶瓷型(小件)，再用石膏型、陶瓷型澆注出金屬模具的方法，實現鑄鋁模的精密鑄造將是十分有利的。          

4  滾塑成型制品質量控制         

4．1  常見質量問題      

簡單而實用是滾塑成型的一大優點，但同時也給該技術帶來了一些先天不足的缺陷。比如，制品內部易產生氣泡，而表面則易出現空洞；制品易出現彎曲、收縮、變色等。這些現象不但影響了制品的外觀形象，而且更重要的是嚴重損害了制品的力學性能。因此，研究氣泡的形成與消失，彎曲、收縮現象的形成與消失以及制品的沖擊強度對提高成型制品的質量具有十分重要的意義。
4．2氣泡與孔眼
氣泡的形成是因為當粉末粒子熔化并粘結在一起的時候，其間夾帶了空氣。在工業生產中，常采用提高加熱溫度的方法來減少或制品中的氣泡。因為當提高加熱溫度、延長或制品中的氣泡時，物料粘度減小，氣泡擴散容易。同時因為有更多的時間使氣泡擴散更徹底。這種方法對制品中的氣泡雖然有效，但是也有副作用。比如增加熔融溫度將導致成型周期延長，降低生產效率；高溫下物料被氧化，致使制品的力學性能降低，特別是沖擊強度尤為明顯。
4．3沖擊強度
影響制品沖擊強度的因素較多，比如加熱溫度、加熱時間、冷卻速度、粒子尺寸、模具材料等，其中加熱溫度和加熱時間是影響沖擊強度的主要因素。溫度過低，材料熔融不夠，導致制品沖擊強度降低；溫度過高則會引起塑料產生降解，同樣降低了制品的沖擊強度。熔體流動數率MFI與其沖擊強度有直接的關聯，MFI隨著沖擊強度的下降而下降。因而MFI可以作為制品沖擊強度的指征。

滾塑成型工藝制造的特大型聚乙烯儲罐

4．4收縮與變形

收縮、變形也是塑料滾塑成型制品的另一大缺陷。收縮、變形一般是由冷卻時形成的殘余應力引起的，試驗證明通過不同的冷卻方式交替進行冷卻可以減少制品的殘余應力，或者在冷卻期間向模具內充人壓縮空氣，即通過壓縮空氣使已固化塑料緊緊貼在模具的內壁，阻止它脫離模壁或變形，一直到塑料完全冷卻為止，這樣便起到了冷卻定型的作用。并且由于此法對于已固化塑料的內表面同時冷卻，改變了冷卻機理，從而減小了殘余應力，抑制了制品的收縮和變形。試驗證明，大部分塑料冷卻時通入0．11MPa的壓縮空氣即基本上收縮、變形現象。
5  滾塑成型研究進展
從國內外情況看，滾塑成型技術已經取得了很大的進步。研究工作者們為完善滾塑成型工藝和提高制品質量，近年來在加工過程的實驗研究及模擬仿真、滾塑成型專用樹脂、加工設備和模具的優化設計、工藝條件的控制等方面開展了大量研究。這些研究大多數是圍繞解決滾塑成型的兩個關鍵問題：1)滾塑成型對專用料要求苛刻；2)滾塑成型加工時間長、耗能高。
滾塑成型中，人們希望聚合物能象石膏漿那樣具有良好的塑化涂模性能。在現行加熱方式下，通過模具傳導給熱不足以使聚合物材料達到良好的塑化流動涂布效果，而只能依靠粉料自身在重力作用下的運動來實現沿模腔內壁均勻涂布，并一層層熔融成型。由于旋轉速度慢，這里離心力作用基本可以忽略(和金屬離心澆鑄存在較大差別)。粉料在模腔內運動受熱熔融并涂布在模腔內壁的過程十分復雜并且直接影響到制品的質量。下面一些研究動向值得關注。

①國外學者比較深人地研究了滾塑成型中粉體流動規律及其對成型效果的影響。研究結果表明，粉料在模腔內的運動可歸結為三種類型：穩態環流、雪崩流和滑動流。滾塑成型中 的是穩態環流，其次是雪崩流，而滑動流則難以得到合格制品。決定這些粉體流動形式的因素主要是粉料與模腔內壁間的摩擦系數和粒子本身由團聚力和幾何形狀等決定的流動性能。因此，滾塑成型專用料除了要求耐熱時間長以外，還對粉末粒子的形狀和摩擦系數有嚴格要求。
②在滾塑成型中，本質上都是通過外部熱源把模具加熱到塑料熔融溫度以上，然后由熱模具再將熱量傳導給內部的粉料。由于塑料導熱性差，要使全部物料充分熔融塑化需要很長時間，而且也無法使用擠出和注射成型加工中常用的粒料。滾塑成型中聚合物熔融凝結，是影響加工時間和制品質量的重要因素。

③為了進行工藝和設備優化以及提高制品質量，人們還利用滾塑加工過程的模型化和計算機仿真模擬等方面的研究，深入了解滾塑成型主要工藝參數對成型周期的影響。

襯塑管、鋼襯塑復合管，是以普通碳素鋼管作為基體，內襯化學穩定性優良的熱塑性塑料管，經冷拉復合或滾塑成型，我們目前采用的就是滾塑成型。

滾塑成型又稱旋塑即旋轉成型、旋轉模塑、旋轉鑄塑、回轉成型等。是先將塑料原料加入模具中，然后模具沿兩垂直軸不斷旋轉并使之加熱，使模內的塑料原料在重力和熱能的作用下，逐漸均勻地涂布、熔融粘附于模腔的整個表面上，成型為所需要的形狀，再經冷卻定型、脫模， 獲得制品。從而使得它既有鋼管的機械性能，又有塑料管的耐腐蝕，緩結垢，不易生長生物的特點，是輸送酸、堿、鹽、有腐蝕性氣體等介質的理想管道。廣泛用于化工：輸送酸、堿、鹽、有腐蝕性氣體介質管道 循環水處理 污水處理天然氣、煤氣等輸送管道；電力：電廠回水襯塑管。冶金焦化廠脫硫回水管道。

襯塑管特點：

1.具有優良的物理性能

2.具有極好的耐腐蝕性能

3.機械強度與鋼管相同

4.衛生、不積垢，不滋生生物、保證流體品質

5.耐化學腐蝕、耐土壤和海洋生物腐蝕，耐陰極剝離

6.安裝工藝成熟、方便快捷

7.耐候性好，適用沙漠、鹽堿等苛刻環境

8.管壁光滑、提高輸送效率、使用壽命長

公司本著“質量 、譽 、服務 ”的宗旨，真誠服務于廣大客戶，并熱忱歡迎各界新老朋友來公司考察、指導、洽談。

四、 電廠襯塑管 襯塑三通管

襯塑三通管是以普通碳素鋼管作為基體，內襯化學穩定性優良的熱塑性塑料，經冷拉復合或滾塑成型，它既有鋼管的機械性能，又有塑料管的耐腐蝕，緩結垢，不易生長生物的特點，是輸送酸、堿、鹽、有腐蝕性氣體等介質的理想管道。

襯塑三通管特點：

1．具有優良的物理性能

2．具有極好的耐腐蝕性能

3．機械強度與鋼管相同

4．衛生、不積垢，不滋生生物、保證流體品質

5．耐化學腐蝕、耐土壤和海洋生物腐蝕，耐陰極剝離

6．安裝工藝成熟、方便快捷

7．耐候性好，適用沙漠、鹽堿等苛刻環境

8．管壁光滑、提高輸送效率、使用壽命長

襯塑三通管使用溫度：

1. 鋼襯聚丙烯管（GSF.PP)的介質工作溫度：-20℃～105℃

2. 鋼襯聚氯乙烯管（GSF.PVC)的介質工作溫度：-15℃～65℃

3. 鋼襯聚乙烯管（GSF.PE)的介質工作溫度：-20℃～80℃

4. 鋼襯聚烯烴管（GSF.PO)的介質工作溫度：-15℃～110℃                       

5. 鋼襯聚四氟乙烯管（GSF.F4)的介質工作溫度：-100℃～250℃

部分使用案例：

1. 一、中國化工第十一建設集團有限公司（襯塑管道改造）項目(1000米鋼襯PE管道及配套管件)

2、河南省安裝公司中硅高科二期工程車間工藝管道項目（鋼襯PO管道及非標管件）

3、河南永銀化工實業有限公司年產16萬噸離子膜燒堿及20萬噸PVC項目用襯塑（PO）管道

4.中太建設集團鄭州分公司鋼襯PP直管及管件（泵房冷熱水處理系統）

5.陜西略縣電廠鋼襯PO直管及管件（化工廠循環水處理系統）

6.山西方特環境工程投資有限公司侯馬電廠車間管道改造項目（600米鋼襯PE管道）

7.河南長興防護設備華能集團左權電廠一期2*660KV機組用襯塑管道項目（3000米鋼襯PP管道）

一、工業襯塑管,化工襯塑管道

鄭州合縱新材料科技有限公司生產的襯塑管，是由多種改性共混聚合物與鋼管機械鑲襯復合而成的復合管，它既保留了鋼管的強度和傳統的連接方法，而且經過塑料材料的不同的改性，充分發揮了塑料材料的耐腐蝕、抗老化、高耐磨、無銹、、內壁光滑等特點。

襯塑塑料性能：

聚四氟乙烯（PTEE）(F4)

適用介質：

除高溫高融堿金屬、元素氟與三氟化氯外，能耐任何種類、任何濃度的強酸、強堿、強氧化劑、有機溶劑等，是解決高溫稀硫酸、 、鹽酸和各種有機酸等強腐蝕化學介質腐蝕問題的理想產品。

工作溫度：≤180°C

特點：

具有優異的化學穩定性，有很高的耐熱性、耐寒性；摩擦系數很低，是極好的自潤滑材料。它的特有性能是其它材料所不及的，所以聚四氟乙烯有“塑料王”之稱，是當今世界耐腐蝕的材料。

可溶性聚四氟乙烯（PFA）

適用介質：

除高溫高融堿金屬、三元氟與三氟化氯外，能耐任何種類、任何濃度的強酸、強堿、強氧化劑、有機溶劑等，是解決高溫稀硫酸、 、鹽酸和各種有機酸等強腐蝕化學介質腐蝕問題的理想產品。

工作溫度：≤180°C

特點：

是類似于F46的一種新型含氟樹脂，是為了克服聚四氟乙烯加工成型困難而發展的一種新品種， 保持了聚四氟乙烯的優良性能。良好的機械電絕緣性能，突出的耐熱性和低摩擦系數、難燃、耐大氣性好。 的優點是比較容易成型加工。

改性聚烯烴（PO）

適用介質：

各種濃度的酸堿鹽及某些有機溶劑。

工作溫度：≤100°C

特點：

是目前世界上理想的防腐蝕、防靜電、害、強度高的優質材料，已廣泛用于旋轉成型的大型設備和閥門、管道作內襯。廣泛應用于化工、冶金、食品、交通、醫藥、紡織等主要工業領域。

二、鋼襯塑管道,地埋排污管道

鋼襯塑管是由多種改性共混聚合物與鋼管經特殊工藝復合而成的復合鋼管，它既保留了鋼管的強度和傳統的連接方法，而且經過塑料材料不同的改性，充分發揮了塑料材料的耐腐蝕、抗老化、高耐磨、無銹、、內壁光滑等特點。經改性后的耐腐蝕的襯塑鋼管，是石油、化工、電力、煤炭、輪船、碼頭等行業的工業管道的替代產品。

鋼襯塑管使用條件：

  1．真空值（即負壓）DN25-DN80:≤90kPa

  DN100-DN150:≤70KPa

  ≥DN200:≤55KPa

  2．正壓 DN25-DN80:≤6.4MPa

  DN100-DN150:≤6.4MPa

≥DN200:≤2.5MPa

鋼襯塑管使用溫度：

  1. 鋼襯聚丙烯管（GSF.PP)的介質工作溫度：-20℃～105℃ 

  2. 鋼襯聚氯乙烯管（GSF.PVC)的介質工作溫度：-15℃～65℃ 

  3. 鋼襯聚乙烯管的介質工作溫度：-20℃～80℃ 

  4. 鋼襯聚烯烴管（GSF.PO)的介質工作溫度：-15℃～110℃ 

  5. 鋼襯聚四氟乙烯管（GSF.F4)的介質工作溫度：-100℃～250℃ 

鋼襯塑管系列產品應用領域：