CN103770347A - 一种peek塑料板生产设备及工艺 - Google Patents
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Abstract
一种PEEK塑料板生产设备及工艺，包括主机、辅机；其特征在于，所述主机包括挤压系统、转动系统、控制系统；所述挤压系统为炮筒螺杆；所述转动系统包括电机和减速箱；所述控制系统包括电器仪表和执行机构；其生产工艺包括：投料；烘干；塑化挤出；成型/定型；刹车；牵引；保温热处理；切板/堆料；热处理；倒边。本发明是在传统技术上进行改良，很好的避免了人工调节压力不均的麻烦，使得板材挤出歪斜的情况很少出现；还消除了板材内应力，使得板材弯曲与爆裂情况有很大的改善；还使得制品表面花纹有了非常好改善，保证质量要求；同时还可以连续不断的生产，正常稳定的时间有所延长，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明公开了一种PEEK塑料板生产设备及工艺。
背景技术
PEEK板挤出成型是把粒状物料由料斗加入到挤出机的机筒内，物料在螺杆旋转的挤压推动作用下，通过机筒内壁和螺杆表面的摩擦作用向前输送和压实，通过机筒外部的加热装置和摩擦预热，在高温、高压条件下熔融塑化。然后，连续转动的螺杆再把熔融物料推入机头模具，从机头模具挤出的熔融物料经冷却定型成为所需的PEEK制品。
如图1，传统的PEEK挤出的生产线由主机、辅机两部分组成，这些部分称为挤出机组。一台挤出机由以下三部分组成：挤压系统、转动系统、控制系统。挤压系统为炮筒螺杆，采用专用等距渐变型PEEK挤出螺杆，螺杆长径比为30：1，压缩比为3。其中，转动系统主要由电机和减速箱组成。电机运转，通过皮带传动带动减速箱，从而使螺杆保持一定的剪切速率；控制系统，挤出机的控制系统主要电器仪表和执行机构组成，其主要作用是控制主机，使其操作的转速和功率正常，并保证主机和辅机的温度、压力、流量和制品的质量，实现全机组的自动控制。辅机，挤出机的组成是根据制品的种类而定的，一般辅机由下列几部分组成：模具、刹车装置、切割装置。
模具由三部分组成，分别为：上模、中板、下模，上下模为400*800*100的钢板。中间装有下截面为扇形，角度135度的成型型腔。模具的前三分之一为压缩成型区，采用发热管进行加温，控制模具温度；模具后面的三分之二为定型区，接有循环冷却水，对模具进行降温，使制品定型挤出模具。模具与主机通过法兰连接在一起，熔融的料通过法兰进入模具。刹车装置主要由刹车座和刹车条组成。刹车座安装在模具的出口位置，当PEEK板挤出型腔后，通过调节刹车座上的调节螺丝，使刹车条压紧制品，在压缩区产生一定的压力，结构更为紧密，质量更为稳定。切板机，切板机为板材切割设备，安装在模具出口后面，挤出的制品穿过切板机的切板支撑面，通过锯片的高速旋转切割板材，切成所需要的长度。挤出成型的生产工艺过程：
投料→烘干→塑化挤出→成型/定型→刹车→切板/堆料→倒边。
⑴投料：及时投料，保证料斗不空。不同的料不能混用，注意分清料的牌号及料的类型，防止杂物、杂料进入料斗，造成下料口堵塞。⑵烘干：由于PEEK树脂吸温性较大，在挤出成型前必须经进干燥处理，排除水份，否则其水份含量超过一定限度，水份就会在挤出机筒内挥发成气体，使制品内部含有气孔，和强度下降。采用130℃循环热风对PEEK进行干燥，干燥时间为4-6H，使产品内的水份含量低于0.2%。⑶塑化挤出：通过机筒温度与螺杆的作用，物料转变为具有一定流动性的均匀连续熔体被挤出的过程。分三区对机筒加温，根据原材料特性设定温度：一区加料段温度：380-390℃；二区融熔压缩段温度：390-400℃；三区均化段温度：390-400℃；接头：390-400℃；挤出螺杆速度：6-8r/min；⑷成型/定型：具有流动性的均匀熔体，由于螺杆的旋转挤压通过多孔板进入模具，并按一定形状的型胚成型、定型后被挤出模具。①模具压缩区分为四区进行恒温，便熔体保持一定黏度成型，即：前一区温度：330-340℃；前二区温度：320-330℃；后一区温度：330-340℃；后二区温度：320-330℃；②在模具冷却定型区的两端都接有冷却循环水，通过冷水的不断循环使熔料的温度不断降低，最后凝固结晶定型被挤出模具。⑸刹车，通过调节刹车座的刹车条松紧而夹紧板材形成一定阻力，而且可以通过调节刹车的松紧调节板材的厚度及偏心度。⑹切板/堆料，用卷尺测出1230MM长度，启动切板机，切出所需要的长度，用吸盘吊葫芦将板吊起，整齐叠放在特定的堆料架上。在板与板之间放有三条不锈方钢，层与层之间的方钢上下看起来最好在一条直线上。⑺倒边，对板各个菱角进行倒边处理，使产品更加美观，而且能够在搬运过程中防止板材菱边割伤手指。
以上设备和工艺存在以下缺陷：1、板材歪斜，控制困难；在调节刹车座压紧刹车条时，手工调节左右两边螺栓，压力不均时会出现板材左右偏移的情况。2、板材内应力较大，会收缩变形或开裂报废，浪费非常严重。3、制品表面有花纹，影响产品的品质和美观，需刨机刨面，浪费人力物力，增加成本。4、不能够长时间连续生产，会出现板面变黄变黑的情况。5、生产效率低下。
发明内容
为了克服现有技术上和功能上的不足，本发明提出了一种PEEK塑料板生产设备及工艺。
本发明采用以下技术方案来解决现有问题。
一种PEEK塑料板生产设备，包括主机、辅机；所述主机包括挤压系统、转动系统、控制系统；所述挤压系统为炮筒螺杆；所述转动系统包括电机和减速箱；所述控制系统包括电器仪表和执行机构；所述辅机包括模具、刹车装置、牵引机、油温机、切割机、保温装置、烤箱；所述模具包括上模、中板、下模；所述模具的前三分之一为压缩成型区，采用发热管进行加温；模具后面的三分之二为定型区，接有循环冷却水；模具与主机通过法兰连接；所述油温机安装在上下模定型段；所述刹车装置包括刹车座和刹车条，刹车座安装在模具的出口位置；所述保温装置包括上下两块钢板及其支架；所述牵引机包括传动装置、辊筒压紧装置和刹车制动装置，所述牵引机安装在保温装置的后面；所述切割机安装在模具出口后面；所述烤箱为密封式箱体结构。
进一步地，所述挤压系统为炮筒螺杆，采用专用等距渐变型PEEK挤出螺杆，螺杆长径比为30：1，压缩比为3。
进一步地，所述上下模为400*800*100的钢板，中间装有下截面为扇形且角度为135度的成型型腔。
一种PEEK塑料板生产工艺，包括：S1、投料；S2、烘干；S3、塑化挤出；S4、成型/定型；S5、刹车；S6、牵引；S7、保温热处理；S8、切板/堆料；S9、热处理；S10、倒边；
在所述S1过程中，及时投料，保证料斗不空.不同的料不能混用，注意分清料的牌号及料的类型；
在所述S2过程中，挤出成型前进行干燥处理，排除水份，采用130℃循环热风对PEEK进行干燥，干燥时间为4-6H，使产品内的水份含量低于0.2%；
在所述S3过程中，是通过机筒温度与螺杆的作用，物料转变为具有一定流动性的均匀连续熔体被挤出；
在所述S4过程中，由于螺杆的旋转挤压，具有流动性的均匀熔体通过多孔板进入机头，并按一定形状的型胚成型、定型后被挤出模具；
在所述S5过程中，通过调节刹车座的刹车条松紧而夹紧板材形成一定阻力，而且可以通过调节刹车的松紧调节板材的厚度及偏心度；
在所述S6过程中，在模具的出口位置装有刹车座，通过刹车座调节刹车条的松紧而夹紧板材制品，使熔融的原料在压缩区形成一定的压力，使挤出产品的结构紧密，而且可以通过调节刹车的松紧调节板材的厚度及偏心度；
在所述S7过程中，保温热处理分三段对制品进行热处理，第一区：130℃；第二区：115℃；第三区：100℃；
在所述S8过程中，用卷尺测出1230MM长度，启动切板机，切出所需要的长度，用吸盘吊葫芦将板吊起，整齐叠放在特定的堆料架上；在板与板之间放有三条不锈方钢，层与层之间的方钢上下看起来最好在一条直线上。
在所述S9过程中，对叠放堆好的PEEK板材进行热处理时，主要分为十六段：
第一段 加温温度40℃ 升温时间20分钟
第二段 恒温温度70℃ 恒温时间90分钟
第三段 加温温度70℃ 加温时间20分钟
第四段 恒温温度100℃ 恒温时间90分钟
第五段 加温温度100℃ 加温时间20分钟
第六段 恒温温度120℃ 恒温时间90分钟
第七段 加温温度120℃ 加温时间20分钟
第八段 恒温温度150℃ 恒温时间厚度*2*30分钟
第九段 降温温度150℃ 降温时间20分钟
第十段 恒温温度120℃ 恒温时间180分钟
第十一段 降温温度120℃ 降温时间20分钟
第十二段 恒温温度100℃ 恒温时间180分钟
第十三段 降温温度100℃ 降温时间20分钟
第十四段 恒温温度70℃ 怛温时间180分钟
第十五段 降温温度70℃ 降温时间20分钟
第十六段 恒温温度40℃ 恒温时间180分钟；
在所述S10过程中，对板各个菱角进行倒边处理，使产品更加美观，而且能够在搬运过程中防止板材菱边割伤手指。
进一步地，在S3过程中，分三区对机筒加温，根据原材料特性设定温度：
一区加料段温度： 355-370℃
二区融熔压缩段温度： 360-380℃
三区均化段温度： 360-380℃
接头： 370-390℃
挤出螺杆速度： 10-12r/min；
进一步地，在S4过程中，首先模具压缩区分为四区进行恒温：前一区温度：310-320℃；前二区温度：300-310℃；后一区温度：310-320℃；后二区温度：300-310℃；同时，在模具冷却定型区的两端都接有冷却循环水，通过冷水的不断循环使熔料的温度不断降低，最后凝固结晶定型被挤出模具。
本发明的一种PEEK塑料板生产设备及工艺在传统技术上进行改良，很好的避免了人工调节压力不均的麻烦，使得板材挤出歪斜的情况很少出现；还消除了板材内应力，使得板材弯曲与爆裂情况有很大的改善；还使得制品表面花纹有了非常好改善，保证质量要求；同时还可以连续不断的生产，正常稳定的时间有所延长，降低了生产成本。
附图说明
图1是以前的工作示意图；
图2是本发明的工作示意图；
其中：1、电机 2、减速箱 3、料斗 4、干燥机 5、控制柜 6、炮筒螺杆 7、机架 8、法兰接头 9、模具 10、中板 11、刹车座 12、模具架 13、保温膜 14、牵引机 15、切割机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的功能作进一步说明，PEEK板挤出成型的工艺过程如图2所示；PEEK板挤出机成型生产线的组成如下：PEEK挤出的生产线由主机、辅机两部分组成，这些部分称为挤出机组。其中主机为一台挤出机包括挤压系统、转动系统、控制系统；挤压系统为炮筒螺杆，采用专用等距渐变型PEEK挤出螺杆，螺杆长径比为30：1，压缩比为3；而转动系统包括电机和减速箱；电机运转，通过皮带传动带动减速箱，从而使螺杆保持一定的剪切速率。控制系统，挤出机的控制系统主要包括电器仪表和执行机构，其主要作用是控制主机，使其操作的转速和功率正常，并保证主机和辅机的温度、压力、流量和制品的质量，实现全机组的自动控制；挤出机的组成是根据制品的种类而定的，一般辅机由下列几部分组成：模具、刹车装置、牵引机、油温机、切割机、保温装置、烤箱。
模具由三部分组成，分别为：上模、中板、下模，上下模为400*800*100的钢板；中间装有下截面为扇形，角度135度的成型型腔；模具的前三分之一为压缩成型区，采用发热管进行加温，控制模具温度；模具后面的三分之二为定型区，接有循环冷却水，对模具进行降温，使制品定型挤出模具；模具与主机通过法兰连接在一起，熔融的料通过法兰进入模具。油温机安装在上下模定型段，通过热油不断循环，使定型区制品在恒定均衡的温度下定型并顺利挤出模具。刹车装置主要由刹车座和刹车条组成；刹车座安装在模具的出口位置，当PEEK板挤出型腔后，通过调节刹车座上的调节螺丝，使刹车条压紧制品，在压缩区产生一定的压力，结构更为紧密，质量更为稳定。保温装置主要由上下两块钢板及其支架组成，使用加热板对上下钢板进行加热，制品穿过上下板，在一定温度下对制品进行热处理，消除板材部分内应力，保证产品平直，翘楚现象有较大改善。牵引机主要由传动装置、辊筒压紧装置和刹车制动装置组成；安装在保温装置的后面，通过连杆将模具与牵引机固定在一起，气控制牵引机上下4对辊压紧板材，减速机拖动辊筒使制品在压缩区保持一定压力匀速前进。切割机为板材切割设备，安装在模具出口后面，挤出的制品穿过切板机的切板支撑面，通过锯片的高速旋转切割板材，切成所需要的长度制品。烤箱为密封的箱体，通过温度控制器，设定不同温度，不同时间多段对制品进行热处理，消除制品残余内应力，保证产品质量和稳定性。
挤出成型的生产工艺过程：S1、投料；S2、烘干；S3、塑化挤出；S4、成型/定型；S5、刹车；S6、牵引；S7、保温热处理；S8、切板/堆料；S9、热处理；S10、倒边。
S1投料：及时投料，保证料斗不空.不同的料不能混用，注意分清料的牌号及料的类型，防止杂物、杂料进入料斗，造成下料口堵塞；S2烘干：由于PEEK树脂吸温性较大，在挤出成型前必须经进干燥处理，排除水份，否则其水份含量超过一定限度，水份就会在挤出机筒内挥发成气体，使制品内部含有气孔，和强度下降。采用130℃循环热风对PEEK进行干燥，干燥时间为4-6H，使产品内的水份含量低于0.2%；S3塑化挤出：通过机筒温度与螺杆的作用，物料转变为具有一定流动性的均匀连续熔体被挤出的过程；分三区对机筒加温，根据原材料特性设定温度：
一区加料段温度： 355-370℃
二区融熔压缩段温度： 360-380℃
三区均化段温度： 360-380℃
接头： 370-390℃
挤出螺杆速度： 10-12r/min；
S4成型/定型：具有流动性的均匀熔体，由于螺杆的旋转挤压通过多孔板进入机头，并按一定形状的型胚成型、定型后被挤出模具；①模具压缩区分为四区进行恒温，便熔体保持一定黏度成型，即：前一区温度：310-320℃，前二区温度：300-310℃，后一区温度：310-320℃，后二区温度：300-310℃；②在模具冷却定型区的两端都接有冷却循环水，通过冷水的不断循环使熔料的温度不断降低，最后凝固结晶定型被挤出模具；S5刹车：通过调节刹车座的刹车条松紧而夹紧板材形成一定阻力，而且可以通过调节刹车的松紧调节板材的厚度及偏心度；S6牵引:在模具的出口位置装有刹车座，通过刹车座调节刹车条的松紧而夹紧板材制品，使熔融的原料在压缩区形成一定的压力，使挤出产品的结构紧密，而且可以通过调节刹车的松紧调节板材的厚度及偏心度；S7保温热处理：分三段对制品进行热处理，第一区：130℃，第二区：115℃，第三区：100℃；S8切板/堆料：用卷尺测出1230MM长度，启动切板机，切出所需要的长度，用吸盘吊葫芦将板吊起，整齐叠放在特定的堆料架上；在板与板之间放有三条不锈方钢，层与层之间的方钢上下看起来最好在一条直线上；S9烤箱热处理：对叠放堆好的PEEK板材进行热处理时，主要分为十六段：
第一段 加温温度40℃ 升温时间20分钟
第二段 恒温温度70℃ 恒温时间90分钟
第三段 加温温度70℃ 加温时间20分钟
第四段 恒温温度100℃ 恒温时间90分钟
第五段 加温温度100℃ 加温时间20分钟
第六段 恒温温度120℃ 恒温时间90分钟
第七段 加温温度120℃ 加温时间20分钟
第八段 恒温温度150℃ 恒温时间厚度*2*30分钟
第九段 降温温度150℃ 降温时间20分钟
第十段 恒温温度120℃ 恒温时间180分钟
第十一段 降温温度120℃ 降温时间20分钟
第十二段 恒温温度100℃ 恒温时间180分钟
第十三段 降温温度100℃ 降温时间20分钟
第十四段 恒温温度70℃ 怛温时间180分钟
第十五段 降温温度70℃ 降温时间20分钟
第十六段 恒温温度40℃ 恒温时间180分钟；
S10倒边：对板各个菱角进行倒边处理，使产品更加美观，而且能够在搬运过程中防止板材菱边割伤手指。
Claims (6)
1.一种PEEK塑料板生产设备，包括主机、辅机；其特征在于,所述主机包括挤压系统、转动系统、控制系统；所述挤压系统为炮筒螺杆；所述转动系统包括电机和减速箱；所述控制系统包括电器仪表和执行机构；所述辅机包括模具、刹车装置、牵引机、油温机、切割机、保温装置、烤箱；所述模具包括上模、中板、下模；所述模具的前三分之一为压缩成型区，采用发热管进行加温；模具后面的三分之二为定型区，接有循环冷却水；模具与主机通过法兰连接；所述油温机安装在上下模定型段；所述刹车装置包括刹车座和刹车条，刹车座安装在模具的出口位置；所述保温装置包括上下两块钢板及其支架；所述牵引机包括传动装置、辊筒压紧装置和刹车制动装置，所述牵引机安装在保温装置的后面；所述切割机安装在模具出口后面；所述烤箱为密封式箱体结构。
2.如权利要求1所述的PEEK塑料板生产设备，其特征在于，所述挤压系统为炮筒螺杆，采用专用等距渐变型PEEK挤出螺杆，螺杆长径比为30：1，压缩比为3。
3.如权利要求1所述的PEEK塑料板生产设备，其特征在于，所述上下模为400*800*100的钢板，中间装有下截面为扇形且角度为135度的成型型腔。
4.一种PEEK塑料板生产工艺，其特征在于，包括：S1、投料；S2、烘干；S3、塑化挤出；S4、成型/定型；S5、刹车；S6、牵引；S7、保温热处理；S8、切板/堆料；S9、热处理；S10、倒边；在所述S1过程中，及时投料，保证料斗不空.不同的料不能混用，注意分清料的牌号及料的类型；在所述S2过程中，挤出成型前进行干燥处理，排除水份，采用130℃循环热风对PEEK进行干燥，干燥时间为4-6H，使产品内的水份含量低于0.2%；在所述S3过程中，是通过机筒温度与螺杆的作用，物料转变为具有一定流动性的均匀连续熔体被挤出；在所述S4过程中，由于螺杆的旋转挤压，具有流动性的均匀熔体通过多孔板进入机头，并按一定形状的型胚成型、定型后被挤出模具；在所述S5过程中，通过调节刹车座的刹车条松紧而夹紧板材形成一定阻力，而且可以通过调节刹车的松紧调节板材的厚度及偏心度；在所述S6过程中，在模具的出口位置装有刹车座，通过刹车座调节刹车条的松紧而夹紧板材制品，使熔融的原料在压缩区形成一定的压力，使挤出产品的结构紧密，而且可以通过调节刹车的松紧调节板材的厚度及偏心度；在所述S7过程中，保温热处理分三段对制品进行热处理，第一区：130℃；第二区：115℃；第三区：100℃；在所述S8过程中，用卷尺测出1230MM长度，启动切板机，切出所需要的长度，用吸盘吊葫芦将板吊起，整齐叠放在特定的堆料架上；在板与板之间放有三条不锈方钢，层与层之间的方钢上下看起来最好在一条直线上。在所述S9过程中，对叠放堆好的PEEK板材进行热处理时，主要分为十六段：
第一段 加温温度40℃ 升温时间20分钟
第二段 恒温温度70℃ 恒温时间90分钟
第三段 加温温度70℃ 加温时间20分钟
第四段 恒温温度100℃ 恒温时间90分钟
第五段 加温温度100℃ 加温时间20分钟
第六段 恒温温度120℃ 恒温时间90分钟
第七段 加温温度120℃ 加温时间20分钟
第八段 恒温温度150℃ 恒温时间厚度*2*30分钟
第九段 降温温度150℃ 降温时间20分钟
第十段 恒温温度120℃ 恒温时间180分钟
第十一段 降温温度120℃ 降温时间20分钟
第十二段 恒温温度100℃ 恒温时间180分钟
第十三段 降温温度100℃ 降温时间20分钟
第十四段 恒温温度70℃ 怛温时间180分钟
第十五段 降温温度70℃ 降温时间20分钟
第十六段 恒温温度40℃ 恒温时间180分钟；
在所述S10过程中，对板各个菱角进行倒边处理，使产品更加美观，而且能够在搬运过程中防止板材菱边割伤手指。
5.如权利要求4所述的PEEK塑料板生产工艺，其特征在于，在S3过程中，分三区对机筒加温，根据原材料特性设定温度：
一区加料段温度： 355-370℃
二区融熔压缩段温度： 360-380℃
三区均化段温度： 360-380℃
接头： 370-390℃
挤出螺杆速度： 10-12r/min。
6.如权利要求4所述的PEEK塑料板生产工艺，其特征在于，在S4过程中，首先模具压缩区分为四区进行恒温：前一区温度：310-320℃；前二区温度：300-310℃；后一区温度：310-320℃；后二区温度：300-310℃；同时，在模具冷却定型区的两端都接有冷却循环水，通过冷水的不断循环使熔料的温度不断降低，最后凝固结晶定型被挤出模具。
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Publications (1)
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