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橡胶注射成型设备发展动向
 点击数:504次 添加时间:2016-10-29 [打印] [返回] [收藏]

橡胶注射机概念在20世纪40年代中期被提出;70年代初,橡胶冷喂料注射开始在工业中得到实际应用。由于它能实现高温快速硫化、胶料进入模腔前经过预热和塑化,制品在密封高压的模腔内成型硫化,产品质量均匀稳定,尺寸准确、可以实现全自动操作,与传统的模压法相比生产效率可提高十倍以上,因此用橡胶冷喂料注射机生产模压制品的技术得到日益广泛的应用。

橡胶注射成型机主要应用于生产汽车配件、工业配件、电气绝缘零件、连接器插座、密封件、减震垫、防震罩、鞋、瓶塞、吸尘软管、护套、气门嘴垫、玩具和健身器具等。随着汽车工业发展,对密封件、电气连接器、减震器等的质量要求越来越高,橡胶注射只平的需求量增加了1.2万倍以上,强劲的市场需求为橡胶注射机的发展提供了契机。

目前,在国际上生产橡胶注射机的主要厂家有:法国的REP公司、奥地利MAPLAN公司、德国WP公司、STEINL公司和DESMA、日本松田制作所、神户机械株式会社、三友株式会社、日本制钢所,意大利RUTIL公司等。

20世纪70年代初期,北京化工大学与上海某厂合作,开发研制成功XZL-200螺杆预塑一线式橡胶注射成型硫化机。中国从欧美日等国大批引进橡胶注射机,在此基础上国内厂家,如华泰、华城、华液(现名千普)等也开始研制、生产橡胶注射机。

橡胶注射成型机结构种类

橡胶注射成型机的种类繁多,到目前为止,橡胶注射成型已经历了3个阶段:柱塞式注射、螺杆往复式注射和螺杆—柱塞式注射。

柱塞式注射成型机

最早的橡胶注射成型使用的是柱塞式注射成型机、注射成型方法是:将胶料从喂料口喂入料筒后,由料筒外部的加热器对胶料进行加热、塑化,使胶料达到易于注射而又不会焦烧的温度为止。最后由柱塞将已塑化胶料高压注入模具中。实际上,这种注射方法料筒主要起注射作用,辅以加热塑化作用。因为橡胶为热的不良导体,传热效率低,如果仅仅通过热传导来加热胶料,胶料温度上升太慢,而且塑化的不均匀。因此需要将胶料先在热炼机中热炼,热炼到一定程度后再喂入注射机中。因此这种注射成型法虽然注射机本身结构简单,成本低,但是需要配置热炼机和炼胶工人,从而增加了设备成本和工人劳动强度,最重要的是这种注射成型方法生产效率低,塑化不均匀,从而影响到制品的质量。

螺杆式注射成型机

为了提高产品效率和制品质量,人们又发明了另一种橡胶注射成型设备。即在挤出机的基础上加以改进,将螺杆的纯转动改成既能转动以进行胶料的塑化,又可以进行轴向移动以将胶料注入到模腔中。这就是往复式螺杆注射成型机。

注射成型方法是:胶料从喂料口进入注射机后,在螺杆的旋转作用下受到强烈的剪切,胶温很快升高。当胶料沿螺杆移动到螺杆的前端时,已得到充分而均匀的塑化。螺杆一边旋转一边向后移动,当螺杆前端积聚的胶料达到所需要的注射量时,轴向动力机构以强大的推力推动螺杆向前移动,从而将胶料注入模腔。这种往复式注射成型方法,胶料的塑化是通过机械剪切获得,因而胶料升温快,塑化均匀,这样一来生产效率和制品质量都得到提高。另外由于这种注射成型方法可以直接将冷胶料喂入注射机中,从而省去了热炼工序,减少了设备投资和设备占地面积,同时提高了生产效率,降低了劳动强度。然而在生产大型制品时,螺杆后移量过大,胶料的塑化受到限制,另外这种机器的螺杆棱峰与机筒内壁之间间隙较大,注射时易导致逆流和漏流现象,致使部分胶料反覆停留,易产生焦烧,从而注射压力也受到限制,所以往复式螺杆注射机只能用于低粘度胶料,小体积制品的生产中。

螺杆—柱塞式注射成型机

为了解决以上两种注射机的不足,人们将这两种注射机结合起来,取长补短,这就是目前应用较多的螺杆—柱塞式注射成型机。这种机器的注射部分主要由螺杆塑化系统和柱塞注射系统组成,注射成型工艺过程为:首先将冷胶料喂入螺杆塑化系统,胶料经螺杆塑化后,挤入到柱塞注射系统中,最后由柱塞将胶料注射到模腔中。为了使胶料按照一定的顺序流动,在螺杆挤出机的端部安装一个止逆阀,胶料塑化后通过止逆阀进入注射系统中并将柱塞顶起,这时胶料不会从喷嘴出去,因为喷嘴通道狭窄,阻力大。当柱塞将胶料以高压从喷嘴注入模腔时,因为止逆阀的作用,胶料不会倒流进入注射机中。由于这种注射成型方法结合了柱塞式注射机和螺杆式注射机的优点,因此它可以生产大型、高质量的橡胶制品。

塑化系统与注射系统安装方式,有时可能会出现一些缺陷,因为最先注入注射室的胶料最后注射到模腔中,这样可能会使与柱塞端面接触的胶料停留时间太长而导致硫化,从而出现废品等问题。大型设备更容易出现这种情况。工作顺序为先进先出的注射机可以解决这一问题。

先进先出注射机虽然也分成螺杆塑化和柱塞注射两部分,但这两部分是安装在一条直线上的,工作开始时,柱塞位于前面位置上,当已塑化的胶料从螺杆前端,通过柱塞进入注射室后,柱塞在胶料压力作用下开始向后退,一直到注射室充满所需注射量为止,柱塞停止向后移动。接着动力部分驱动柱塞向前移动,进行高压注射,另外,胶料在进入模具之前通过一个球型分流梭时,得到进一步塑化,胶料温度更加均匀一致。