采用長玻纖增強材料制成的部件具有重量輕、硬度高、較好的彈性模量，以及較高的抗沖擊強度和抗拉伸強度等特點，因此在汽車工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用?？票堵?font face="Tahoma">W&P公司的D-LFT長玻纖一步法在線擠出配混工藝，實現(xiàn)了物料的柔性混煉分散及均化過程，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。

隨著長玻纖在線配混工藝技術(shù)的不斷進步，在過去的10年里，長玻纖配混的生產(chǎn)增長了3倍，其中尤其是長度高達(dá)100mm的玻纖或天然纖維的增強配混生產(chǎn)發(fā)展迅速，僅汽車和交通運輸領(lǐng)域就占據(jù)了大約95％的市場份額。近年來，一步法的長玻纖在線配混工藝在實現(xiàn)經(jīng)濟高效生產(chǎn)的同時，還可靠地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，從而為長玻纖配混生產(chǎn)提供了經(jīng)濟、高效、便捷的生產(chǎn)方式。

在長玻纖配混技術(shù)領(lǐng)域中，D-LFT長玻纖一步法在線擠出配混工藝已經(jīng)成為熱塑性塑料長玻纖填充的成熟工藝。在該工藝技術(shù)中，通過和下游的壓機組合，省去了半成品加工步驟，可直接將玻纖、聚合物和添加劑混合分散，從而使得LFT長玻纖制品能夠?qū)D出部件的柔性設(shè)計和卓越的機械性能更好地結(jié)合在一起，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。

D-LFT長玻纖一步法在線擠出配混工藝具有如下優(yōu)點：

● 省去了半成品加工步驟，降低了原料成本；

● 便捷的產(chǎn)品設(shè)計；

● 較高的自動化生產(chǎn)線（僅需要一個操作人員進行監(jiān)測和維護）；

● 較短的部件加工周期，提高了生產(chǎn)效率；

● 較低的廢品率；

● 100％邊角料回收再利用；

● 較小的設(shè)備占地空間。

該生產(chǎn)工藝使用的核心設(shè)備是ZSK雙螺桿混煉機，它主要包含以下單元：

● 驅(qū)動電機；

● 減速箱，帶有止推軸承系統(tǒng)和潤滑油系統(tǒng)；

● 擠出機加工段；

● 擠出機排料單元。

其中，擠出機的加工段由單個的機筒以模塊化方式構(gòu)成，并包括一套同向旋轉(zhuǎn)螺桿。工程師可以選擇不同結(jié)構(gòu)的機筒和螺桿塊進行組合，然后將螺桿塊安裝到漸開線式花鍵的芯軸上，從而可為不同的產(chǎn)品配方設(shè)定不同的工藝配置。

圖2D-LFT生產(chǎn)線

ZSK雙螺桿混煉機的工作原理

在ZSK雙螺桿混煉機中，配置了特殊的螺桿，以用于長玻纖的配混，其作用是：

● 聚合物熔融；

● 聚合物柔性混合和均化；

● 長玻纖通過螺桿的旋轉(zhuǎn)被帶入到機筒中，然后被熔融料包裹，經(jīng)過螺桿塊剪斷和分散。

通常，在擠出機的上游有失重計量秤為聚合物稱重，如果需要，也可以同時為添加劑和顏料配置失重秤。物料的各個組分通過計量秤被連續(xù)均勻地喂入擠出機中，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

隨著擠出機螺桿的旋轉(zhuǎn)，擠出機以平穩(wěn)的牽引力帶入玻纖，將其切斷，和熔融料混合并分散，螺桿的特別設(shè)計使其能夠適應(yīng)聚合物和玻纖的物料特性。在擠出機運行的過程中，每股長玻纖均由控制系統(tǒng)監(jiān)測，玻纖的斷裂或缺失可以通過監(jiān)測系統(tǒng)將信號反饋到主控制面板，給操作人員以警報提示。

為了對產(chǎn)品的質(zhì)量進行穩(wěn)定的控制，可以在控制器中設(shè)置停機限定功能，玻纖的線軸也可以在擠出機連續(xù)運行的同時被更換，此外，每一個玻纖的喂料裝置都有各自的輸送通道。

在熔融物料配混的過程中，熔融的長玻纖物料從機頭被連續(xù)擠出。料塊的擠出是一個復(fù)雜的工藝過程，首先，熔融料在機頭的出口被切割成預(yù)先設(shè)定的長度，然后將平板熔融料送到保溫傳送帶，傳送帶的速度可通過緩沖與物料的出口速度保持一致，物料的保溫是通過強制熱空氣箱體來實現(xiàn)的。接著，熔融料從箱體轉(zhuǎn)移到分揀輸送單元，通過機器人或操作人員將它們放入壓機，最后壓制成制品。

高度自調(diào)節(jié)模口的擠出工藝

在模具中擠出制品的位置和形狀不僅決定了壓機所需的壓力，同時也會影響最終制品的翹曲程度及厚度偏差等特性。

將熔融料塊以兩層或三層疊加的方式放入壓機中成型是一種比較成熟的生產(chǎn)工藝，這種方法至今仍然應(yīng)用于GMT玻纖增強生產(chǎn)中。為使得以上工藝實現(xiàn)自動化操作，可采用帶往復(fù)移動氣缸的針型機械手，以將多層料塊自動疊加在一起，然后壓制成成品。

擠出機機頭的?？诔丝梢允謩诱{(diào)節(jié)高度外，同時還裝有伺服電機，可對?？谶M行在線自動調(diào)節(jié)，以滿足不同的生產(chǎn)工藝要求。其中最為核心的控制是擠出機在線擠出的過程中，通過自動調(diào)節(jié)來保持?jǐn)D出機、機頭切刀和熔融料塊輸送帶的同步運行。

圖3 D-LFT系統(tǒng)生產(chǎn)線示意圖 1、失重喂料秤；2、長玻纖喂料系統(tǒng)；3、電機；4、真空泵；5、機頭切刀；6、輸送帶；7、機械手；8、壓機

由于機頭模口的高度調(diào)節(jié)會帶來熔融料塊速度的改變，所以要對機頭內(nèi)部的物料速度及時進行補償和修正，以使熔融料的擠出和擠出機的速度保持一致。

總之，高度自調(diào)節(jié)模口的擠出工藝具有如下優(yōu)點：

● 可降低40％的壓機壓力（實際數(shù)據(jù)取決于玻纖的含量及制品的形狀）；

● 壓機運行時，由于料塊中的玻纖不會重新定向，因此避免了制品的扭曲；

● 可獲得均一的制品厚度；

● 針型操作夾具的操作簡單方便。

快速便捷的安裝和調(diào)試

D-LFT生產(chǎn)線采用了模塊化和即插接口的設(shè)計，這使得設(shè)備一到達(dá)客戶處，就可以組裝連接并帶料試機，從而極大地縮短了調(diào)試時間，其安裝和調(diào)試一般只需兩周就可以完成。此外，利用該生產(chǎn)線，能夠很方便地將GMT工藝轉(zhuǎn)換到D-LFT工藝，縮短了壓機的空閑時間。