CN116141617A - 一种软管生产的挤出成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软管生产的挤出成型工艺，包括如下步骤：S1、混炼胶，添加色料和硫化剂，通过开炼机混合成所需要颜色的硅胶管制作原料；S2、将硅胶管制作原料、交联剂和催化剂加入混料机搅拌或开炼并混合处理；S3、通过缠绕成型法将连续的纤维粗纱浸渍树脂胶液、缠绕在相应于制品内腔尺寸的芯模上；S4、挤出，根据管径选用相对应型号的成型口模，并将步骤S2所得混料送入挤出机中挤出至芯模；S5、定型，在加热条件下使挤出的硅胶管制作原料固化，制成软管；本发明采用连续纤维，降低了成本，同时缠绕时可以按照承力要求确定纤维排布的方向、层次和数量，因此易于实现等强度设计，制品结构合理。
Description
技术领域
本发明属于软管生产领域，更具体地说，尤其涉及一种软管生产的挤出成型工艺。
背景技术
软管胶管由内胶层，一层钢丝编织层和外胶层组成，现有的软管如中国专利CN205479800U公开了一种硅胶钢丝管，包括内层硅胶和外层硅胶，及设置于内、外层硅胶之间的中间层，所述中间层由钢丝和编织线构成，使硅胶钢丝管不易变形、更耐用；而且所述钢丝和编织线在橡胶挤出机挤出硅胶的同时加入，产品一次成型；
上述软管的制备过程中，由于增强层钢丝缠绕密度等特性对于钢丝硅胶管的耐压耐用等性能具有显著影响，并且制备成本高，因此需优化增强层制备工艺以精密控制钢丝硅胶管的性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种软管生产的挤出成型工艺，采用连续纤维，降低了成本，同时缠绕时可以按照承力要求确定纤维排布的方向、层次和数量，因此易于实现等强度设计，制品结构合理。
一种软管生产的挤出成型工艺，包括如下步骤：
S1、混炼胶，添加色料和硫化剂，通过开炼机混合成所需要颜色的硅胶管制作原料；
S2、将硅胶管制作原料、交联剂和催化剂加入混料机搅拌或开炼并混合处理；
S3、通过缠绕成型法将连续的纤维粗纱浸渍树脂胶液、缠绕在相应于制品内腔尺寸的芯模上；
S4、挤出，根据管径选用相对应型号的成型口模，并将步骤S2所得混料送入挤出机中挤出至芯模；
S5、定型，在加热条件下使挤出的硅胶管制作原料固化，制成软管。
优选的，步骤S3所述的缠绕成型法采用干法缠绕成型工艺，具体为：
将连续的玻璃纤维粗纱浸渍树脂后，烘干除去溶剂，然后络纱制成纱锭，缠绕时将预浸纱带按给定的缠绕规律直接排布于芯模上。
优选的，步骤S3所述的缠绕成型法采用湿法缠绕成型工艺，具体为：
将连续玻璃纤维粗纱或玻璃布带浸渍树脂胶后，直接缠绕到芯模或内衬上而成型增强塑料制品，然后再进行固化成型。
优选的，所述步骤S3所述的缠绕成型法采用螺旋缠绕方式，所述缠绕过程为：
纤维从芯模一端的极孔圆周上某一点出发，沿着封头曲面上与极孔圆相切的曲线绕过封头，并按螺旋线轨迹绕过芯模圆筒段，进入另一端封头，然后再返回到芯模圆筒段，最后绕回到开始缠绕的封头，如此循环下去，直至芯模表面均匀布满纤维为止。
优选的，所述方法还包括对制备出的软管进行检测，所述检测采用视觉检测系统对软管的表面缺陷进行检测。
优选的，所述视觉检测系统包括：检测相机和控制板；
所述采集单元，用于对软管表面进行缺陷检测；
所述控制板，用于控制检测相机及传管组件；
所述采集单元包括：
检测相机、灰度化处理模块、图像匹配模块、图像差处理模块、位或运算模块、干扰滤除模块和分割模块；
所述灰度化处理模块，用于采集标准软管图像作为模板图像，并做灰度化处理；并将采集到的待检测软管图像灰度化处理，并去噪处理；所述图像匹配模块，用于将标准软管图像与待检测软管图像进行图像匹配得到两张图像的空间坐标变换参数，处理后获得对比图像。
优选的，所述图像差处理模块，用于将对比图像进行图像差处理，得到灰度图；并分别提取对比图像的轮廓；所述位或运算模块，用于进行位或运算操作并计算轮廓加权阈值，比较对应像素点的灰度值；
所述干扰滤除模块，用于将所述位或运算模块中，通过轮廓加权阈值滤除掉远新图像中轮廓边缘干扰信息；所述分割模块，用于将对比图像进行区域直方图阈值分割，提取出每个灰度分段中突出部分作为待检测软管的缺陷信息。
优选的，所述检测相机包括：
镜头、感光元件、信号处理元件，外部光线通过镜头聚焦在感光元件上，感光元件与信号处理元件电连接，所述信号处理模块输出端输出模拟信号或数字信号。
优选的，所述检测相机还内设有灯动态补光单元，所述灯动态补光单元包括感光芯片，用于检测拍摄画面影像信息并判断画面亮暗程度；ISP图像处理模块，用于接收感光芯片反馈的信号以及进行图像信息处理并输出补光控制信号；PWM控制模块，用于接收ISP图像模块输出的控制信号并输出占空比不同的补光驱动信号；红外补光灯装置，用于接收占空比不同的补光驱动信号并发出亮暗不一的补光。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种软管生产的挤出成型工艺，与现有技术相比，本发明采用连续纤维，降低了成本，同时缠绕时可以按照承力要求确定纤维排布的方向、层次和数量，因此易于实现等强度设计，制品结构合理；
另外，与其他成型工艺方法比较，以缠绕工艺成型的复合材料制品中纤维伸直和按规定方向排列的整齐和精确度较高，制品能充分发挥纤维的强度，因此比强度和比刚度均较高，如普通玻璃纤维增强复合材料的比强度即三倍于钢、四倍于钛。
附图说明
图1为本发明软管生产的挤出成型工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1的一种软管生产的挤出成型工艺，包括如下步骤：
S1、混炼胶，添加色料和硫化剂，通过开炼机混合成所需要颜色的硅胶管制作原料；
S2、将硅胶管制作原料、交联剂和催化剂加入混料机搅拌或开炼并混合处理；
S3、通过缠绕成型法将连续的纤维粗纱浸渍树脂胶液、缠绕在相应于制品内腔尺寸的芯模上；
作为可选的，步骤S3的缠绕成型法采用湿法缠绕成型工艺，具体为：
将连续玻璃纤维粗纱或玻璃布带浸渍树脂胶后，直接缠绕到芯模或内衬上而成型增强塑料制品，然后再进行固化成型；
进一步的，湿法缠绕工艺设备比较简单，对原材料要求不严，便于可选用不同材料，因纱带浸胶后马上缠绕，对纱带的质量不易控制和检验，同时胶液中尚存大量的溶剂，固化时易产生气泡，缠绕过程中纤维的张力也不易控制；缠绕过程中的每个环节，如：浸胶辊、张力控制器、导丝头等，经常需要人进行维护，不断涮洗，使之保持良好的工作状态；万一某一环节发生纤维缠结，势必影响整个缠绕工艺及产品质量，有时会造成浪费；
作为可选的，步骤S3的缠绕成型法采用干法缠绕成型工艺，具体为：
将连续的玻璃纤维粗纱浸渍树脂后，烘干除去溶剂，然后络纱制成纱锭，缠绕时将预浸纱带按给定的缠绕规律直接排布于芯模上；
进一步的，采用该法制成的制品质量比较稳定，缠绕速度可以提高(可达100～200m/min)，工艺过程易控制，设备比较清洁，可以改善劳动卫生条件；这种工艺方法容易实现机械化、自动化；该工艺要求所使用的固化剂在纱带烘干时不应升华或挥发，特别是采用酸酐及DDS类等高温固化的树脂基体系统，常常易出现制品内层贫胶、外层富胶，有的表面有较多甚至较大的气泡，表面不光滑；并且由于纱片缠绕时每束已浸渍树脂胶的纤维束被张紧得犹如一条连续匀称的薄片需要预浸、烘干和络纱，因此，缠绕设备复杂，投资较大；
S4、挤出，根据管径选用相对应型号的成型口模，并将步骤S2所得混料送入挤出机中挤出至芯模；
S5、定型，在加热条件下使挤出的硅胶管制作原料固化，制成软管。
本实施例应当说明的是，步骤S3的缠绕成型法采用螺旋缠绕方式，缠绕过程为：
纤维从芯模一端的极孔圆周上某一点出发，沿着封头曲面上与极孔圆相切的曲线绕过封头，并按螺旋线轨迹绕过芯模圆筒段，进入另一端封头，然后再返回到芯模圆筒段，最后绕回到开始缠绕的封头，如此循环下去，直至芯模表面均匀布满纤维为止。
上述缠绕工艺具有如下优势
(1)易于实现高比强度制品的成型。与其他成型工艺方法比较，以缠绕工艺成型的复合材料制品中纤维伸直和按规定方向排列的整齐和精确度较高，制品能充分发挥纤维的强度，因此比强度和比刚度均较高，如普通玻璃纤维增强复合材料的比强度即三倍于钢、四倍于钛。
(2)易于实现制品的等强度设计。由于缠绕时可以按照承力要求确定纤维排布的方向、层次和数量，因此易于实现等强度设计，制品结构合理。
(3)制造成本低，制品质量高度可重复。缠绕制品所用增强材料大多是连续纤维、无捻粗纱和无纬带等材料，无须纺织，从而减少了工序，降低了成本，同时也避免了布纹交织点与短切纤维末端的应力集中。纤维缠绕工艺容易实现机械化和自动化，产品质量高而稳定，生产率高，便于大批量生产。
另外，上述方法还包括对制备出的软管进行检测，检测采用视觉检测系统对软管的表面缺陷进行检测；视觉检测系统包括：检测相机和控制板；
采集单元，用于对软管表面进行缺陷检测；
控制板，用于控制检测相机及传管组件；
采集单元包括：
检测相机、灰度化处理模块、图像匹配模块、图像差处理模块、位或运算模块、干扰滤除模块和分割模块；
灰度化处理模块，用于采集标准软管图像作为模板图像，并做灰度化处理；并将采集到的待检测软管图像灰度化处理，并去噪处理；图像匹配模块，用于将标准软管图像与待检测软管图像进行图像匹配得到两张图像的空间坐标变换参数，处理后获得对比图像。
值得说明的是，图像差处理模块，用于将对比图像进行图像差处理，得到灰度图；并分别提取对比图像的轮廓；位或运算模块，用于进行位或运算操作并计算轮廓加权阈值，比较对应像素点的灰度值；
干扰滤除模块，用于将位或运算模块中，通过轮廓加权阈值滤除掉远新图像中轮廓边缘干扰信息；分割模块，用于将对比图像进行区域直方图阈值分割，提取出每个灰度分段中突出部分作为待检测软管的缺陷信息。
进一步的，检测相机包括：
镜头、感光元件、信号处理元件，外部光线通过镜头聚焦在感光元件上，感光元件与信号处理元件电连接，信号处理模块输出端输出模拟信号或数字信号，检测相机还内设有灯动态补光单元，灯动态补光单元包括感光芯片，用于检测拍摄画面影像信息并判断画面亮暗程度；ISP图像处理模块，用于接收感光芯片反馈的信号以及进行图像信息处理并输出补光控制信号；PWM控制模块，用于接收ISP图像模块输出的控制信号并输出占空比不同的补光驱动信号；红外补光灯装置，用于接收占空比不同的补光驱动信号并发出亮暗不一的补光。
进一步的，检测相机使用能透过一定比例红外光线的双峰滤光片以及IRCUT双滤光片。
IRCUT双滤光片的使用就有效的解决了这个问题，IRCUT双滤光片由一个红外截止滤光片和一个全光谱光学玻璃构成，当白天的光线充分时红外截止滤光片工作，CCD还原出真实色彩，当夜间光线不足时，红外截止滤光片自动移开，全光谱光学玻璃开始工作，使CCD充分利用到所有光线，从而大大提高红外性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、混炼胶，添加色料和硫化剂，通过开炼机混合成所需要颜色的硅胶管制作原料；
S2、将硅胶管制作原料、交联剂和催化剂加入混料机搅拌或开炼并混合处理；
S3、通过缠绕成型法将连续的纤维粗纱浸渍树脂胶液、缠绕在相应于制品内腔尺寸的芯模上；
S4、挤出，根据管径选用相对应型号的成型口模，并将步骤S2所得混料送入挤出机中挤出至芯模；
S5、定型，在加热条件下使挤出的硅胶管制作原料固化，制成软管。
2.根据权利要求1所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：步骤S3所述的缠绕成型法采用干法缠绕成型工艺，具体为：
将连续的玻璃纤维粗纱浸渍树脂后，烘干除去溶剂，然后络纱制成纱锭，缠绕时将预浸纱带按给定的缠绕规律直接排布于芯模上。
3.根据权利要求1所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：步骤S3所述的缠绕成型法采用湿法缠绕成型工艺，具体为：
将连续玻璃纤维粗纱或玻璃布带浸渍树脂胶后，直接缠绕到芯模或内衬上而成型增强塑料制品，然后再进行固化成型。
4.根据权利要求2和3任意一项所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：所述步骤S3所述的缠绕成型法采用螺旋缠绕方式，所述缠绕过程为：
纤维从芯模一端的极孔圆周上某一点出发，沿着封头曲面上与极孔圆相切的曲线绕过封头，并按螺旋线轨迹绕过芯模圆筒段，进入另一端封头，然后再返回到芯模圆筒段，最后绕回到开始缠绕的封头，如此循环下去，直至芯模表面均匀布满纤维为止。
5.根据权利要求1所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：所述方法还包括对制备出的软管进行检测，所述检测采用视觉检测系统对软管的表面缺陷进行检测。
6.根据权利要求5所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：所述视觉检测系统包括：检测相机和控制板；
所述采集单元，用于对软管表面进行缺陷检测；
所述控制板，用于控制检测相机及传管组件；
所述采集单元包括：
检测相机、灰度化处理模块、图像匹配模块、图像差处理模块、位或运算模块、干扰滤除模块和分割模块；
所述灰度化处理模块，用于采集标准软管图像作为模板图像，并做灰度化处理；并将采集到的待检测软管图像灰度化处理，并去噪处理；所述图像匹配模块，用于将标准软管图像与待检测软管图像进行图像匹配得到两张图像的空间坐标变换参数，处理后获得对比图像。
7.根据权利要求6所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：所述图像差处理模块，用于将对比图像进行图像差处理，得到灰度图；并分别提取对比图像的轮廓；所述位或运算模块，用于进行位或运算操作并计算轮廓加权阈值，比较对应像素点的灰度值；
所述干扰滤除模块，用于将所述位或运算模块中，通过轮廓加权阈值滤除掉远新图像中轮廓边缘干扰信息；所述分割模块，用于将对比图像进行区域直方图阈值分割，提取出每个灰度分段中突出部分作为待检测软管的缺陷信息。
8.根据权利要求6所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：所述检测相机包括：
镜头、感光元件、信号处理元件，外部光线通过镜头聚焦在感光元件上，感光元件与信号处理元件电连接，所述信号处理模块输出端输出模拟信号或数字信号。
9.根据权利要求8所述的一种软管生产的挤出成型工艺，其特征在于：所述检测相机还内设有灯动态补光单元，所述灯动态补光单元包括感光芯片，用于检测拍摄画面影像信息并判断画面亮暗程度；ISP图像处理模块，用于接收感光芯片反馈的信号以及进行图像信息处理并输出补光控制信号；PWM控制模块，用于接收ISP图像模块输出的控制信号并输出占空比不同的补光驱动信号；红外补光灯装置，用于接收占空比不同的补光驱动信号并发出亮暗不一的补光。
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