模具積垢后該如何清理
/ 2021/6/5 14:42:02
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模具形狀的簡(jiǎn)單設計有助于一邊運轉生產(chǎn)線(xiàn)一邊清除模具的積垢。可以通過(guò)改變擠出型材脫離模具的角度來(lái)改變積垢在模具上的分布，有助于模具的清潔。模具積垢也可能是操作人員有意留在產(chǎn)品上，到生產(chǎn)線(xiàn)下游時(shí)再進(jìn)行進(jìn)一步的清除工作。如板材生產(chǎn)過(guò)程中，機械配備有自動(dòng)刮削器，可有效清除這些積垢。
但是，無(wú)論哪種方法，清除這些積垢，都需要生產(chǎn)商付出高昂的停工代價(jià)。在模具出口位置采用脫模劑或硅膠可有效降低積垢產(chǎn)生的頻率，延長(cháng)機器需要清潔的周期。減速運轉機器也可以降低積垢率，但這會(huì )影響機器的輸出產(chǎn)量。所有這些方法都治標不治本。
模具積垢的原因與模具出口的應力有關(guān)。樹(shù)脂流沿著(zhù)模具內表面緩慢流動(dòng)，但在流出模具時(shí)會(huì )突然的加速流動(dòng)。這種突然的加速在熔體內產(chǎn)生強大的應力。出于這一應力，低分子量聚合物組分與熔體其他組分分離，并堆積在模具出口處。因此，解決方案包括減少模具出口處的應力或減少熔體內聚合物組分分子量的差距。這些涉及到對加工工藝，材料或模具的設計改進(jìn)。
改善加工工藝
提高模具和熔體的溫度是減少模具出口處應力的一種方式，但會(huì )產(chǎn)生其它的問(wèn)題，如材料的降解，導致熔體內低分子量組分的劇增。因此，熔體和模具溫度的變化應分開(kāi)進(jìn)行考量。還有一種可能是，模具溫度的降低可能會(huì )使模具內表面產(chǎn)生一個(gè)冷樹(shù)脂層，它向模具出口處流動(dòng)的速度極慢，由于流速的差異，冷樹(shù)脂層與主體熱樹(shù)脂流分離，從而形成積垢。
首先，確定熔體溫度，然后依據熔體溫度來(lái)設計模具的形狀。在這里，標準熔體熱電偶往往不夠精確，所以需采用手動(dòng)檢查熔融溫度的方式。這雖然有些困難，但為了消除模具積垢現象，它值得一試。此外，模具出口的表面溫度要比模具本身的溫度低，需要采用表面熱電偶來(lái)檢查模具出口處的溫度。
在模具出口處采用鼓風(fēng)機，可有效幫助減少和控制積垢的產(chǎn)生。鼓風(fēng)口應該是棒型，并與擠壓剖面外形一致，采用鉆孔吹出壓縮空氣。鼓風(fēng)機可以將任何煙霧狀物和可壓縮的物體帶離模具，這種方法的另一個(gè)好處是鼓風(fēng)的同時(shí)，可以冷卻模具積垢，使其不易被氧化而變暗。氮也可以用于防止氧化，但要小心控制吹的力度或不能過(guò)度冷卻模具，因為這可能影響壓出的型材的質(zhì)量。
改善材料不同的材料可產(chǎn)生不同類(lèi)型的模具積垢，從薄的易流動(dòng)的到厚的松軟的。薄的易流動(dòng)的積垢可能由低分子聚合物組分造成，它們在模具出口處揮發(fā)并沉積于模具表面。厚的松軟的積垢則往往是由熔體內部局部的泡沫造成，如材料之間的兼容問(wèn)題，或模具內的應力過(guò)高。在這里，需要留意樹(shù)脂內是否有過(guò)多的水分和樹(shù)脂是否降解退化，以及熔體的斷裂，或通風(fēng)不夠充分。
一些供應商提供的樹(shù)脂比其它的更容易發(fā)生積垢問(wèn)題，到目前為止，市場(chǎng)上的樹(shù)脂還沒(méi)有完全統一的規格。如果發(fā)生模具積垢的現象，可以嘗試采用另一家同級供應商的材料。如果發(fā)現積垢現象在采用新材料后得到改善，可將信息通報原來(lái)的樹(shù)脂供應商，相信他們會(huì )很有興趣地聽(tīng)取和分析材料可能存在的性能問(wèn)題，并著(zhù)力解決。
不同供應商提供的樹(shù)脂的低切粘度可能較為接近，但拉伸粘度卻很不同。如果沒(méi)有其他的性能差異，試圖測試拉伸粘度。具有較高拉伸粘度的樹(shù)脂在加工時(shí)產(chǎn)生積垢問(wèn)題的可能性較大，這源于它在模具出口處的應力更高的緣故。
離模膨脹率高的樹(shù)脂有時(shí)積垢率也會(huì )較高。窄分子量分布的樹(shù)脂具有較低的離模膨脹率，但是這并不意味著(zhù)積垢的可能性較低。因為，窄分子量分布的樹(shù)脂往往不易于加工，因為它容易生成大量的低分子量分子組分，而這反過(guò)來(lái)又可能會(huì )加劇模具的積垢現象。
加工商正努力嘗試采用一些化學(xué)方法測試模具的積垢程度。再生廢料在之前的處理過(guò)程中因熱降解，往往產(chǎn)生了大量的低分子量組分。添加一些能減少降解的添加劑或能夠聚合降解分子的擴鏈劑可能會(huì )對改善積垢有所幫助。如果這些方法都行不通，那只能將材料再轉售給別人了。
有時(shí)，用一些潤滑油可有助降低積垢。但用太多，又可能會(huì )增加積垢率。不同組成部分之間的化學(xué)相容性在這里也起到了重要作用。例如，極不相容的聚合物熔體一起混合，往往產(chǎn)生極嚴重的模具積垢現象。在這種情況下，利用增容劑可以得到一定的緩解。也可加入少量含氟聚合物加工助劑，以減少模具出口的應力。
某些類(lèi)型的模具積垢會(huì )迅速氧化，變成棕色或黑色。添加一些抗氧化劑可以解決這一問(wèn)題。雖然不能解決模具積垢的問(wèn)題，但它可以使積垢在擠壓型材或成型產(chǎn)品上不那么明顯，從而減少積垢對成品質(zhì)量的影響。
改善模具
在模具表面涂覆含氟聚合物防止模具積垢，如聚四氟乙烯，現已取得一定的成功。更為有效的方法是金屬涂層，結合模具內部涂覆的含氟聚合物，可減少模具出口處的應力。
口模流道設計也已成功地用于研究模具出口處的應力和評估壓鑄出口幾何形狀的變化。通過(guò)改善模具出口的幾何結構減少應力將是未來(lái)持續發(fā)展的新課題。
一些加工商和樹(shù)脂生產(chǎn)商的口模流道設計已獲得了專(zhuān)利。通過(guò)修改模具出口來(lái)改善積垢現象的可能形狀包括，方形，錐形出口，半圓形，向外敞開(kāi)的梯口，向內的梯口，向外展開(kāi)的裙狀出口。
增大模具的刃口斜度也可有效減少膨脹。或者，大模腔的模具可減少模具出口處的應力，然后再將擠壓型材切割成理想的尺寸。
