挤出成型-百度百科整理——模具行业从业者必备知识手册
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\n\n# 挤出成型：工艺原理、特点与应用
核心结论： 挤出成型是高分子材料最常用的连续成型方法，借助螺杆挤压作用，使受热熔化的高分子材料连续通过机头模具，挤出成为恒定截面型材。优点是连续化生产、效率高、设备投资低，约 50% 的热塑性塑料制品都用挤出成型，主要生产管材、棒材、板材、异型材、薄膜、线缆包皮等。
挤出成型是一种高效、连续、低成本、适应面宽的成型加工方法，经过 100 多年发展，挤出成型已经是聚合物加工领域中生产品种最多、变化最多、生产率高、适应性强、用途广泛、产量所占比重最大的成型加工方法。
挤出成型是塑料材料加工最主要的形式之一，它适合于除某些热固性塑料外的大多数塑料材料，约 50% 的热塑性塑料制品 是通过挤出成型完成的。同时，也大量用于化学纤维和热塑性弹性体及橡胶制品的成型。
工艺原理
挤出成型( Extrusion Molding)又称挤压模塑或挤塑成型，主要是指借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的高分子材料在压力推动下，强行通过机头模具而成型为具有恒定截面连续型材的一种成型方法。挤压成型过程主要包括：加料 → 熔融塑化 → 挤压成型 → 定型冷却。
挤出过程可分为两个阶段：
- 第一阶段： 使固态塑料塑化（变成黏性流体）并在加压下使其通过特殊形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体；
- 第二阶段： 用适当的方法使挤出的连续体失去塑性状态而变为固体即得所需制品。
按照塑料塑化的方式不同，挤出工艺可分为干法和湿法两种：
- 干法挤出： 塑化靠加热将塑料变成熔体，塑化和加压可在同一个设备内完成，定型处理仅为简单冷却，是目前最常用的方式。
- 湿法挤出： 塑化用溶剂将塑料充分软化，因此塑化和加压须分为两个独立过程，定型处理必须脱除溶剂，还要考虑溶剂回收，适用范围有限，仅用于硝酸纤维素和少数醋酸纤维素塑料。
挤出设备组成
1. 主机
- 挤出系统： 由螺杆与料筒组成，是挤出机关键部分。作用是塑化物料，定量、定压、定温挤出熔体
- 传动系统： 驱动螺杆，提供所需的扭矩和转矩
- 加热冷却系统： 保证塑料和挤出系统在成型过程中温度达到工艺要求
2. 辅机
由机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、卷取装置、切割组成
3. 控制系统
由电器、仪表和执行机构组成，作用是：
- 控制主辅机电动机，满足所需转速和功率
- 控制主辅机温度、压力、流量，保证制品质量
- 实现挤出机组自动控制，保证主辅机协调运行
关键工艺参数
1. 温度
挤出成型温度有料筒温度、塑料温度、螺杆温度，一般测量料筒温度。温度由加热冷却系统控制，由于螺杆结构、加热冷却系统不稳定、螺杆转速变化等原因使挤出物料温度在径向和轴向都存在波动，从而影响制品质量。温度波动会导致制品各点强度不一样，残余应力大，表面灰暗无光泽。所以要保证温度稳定。
2. 压力
由于螺杆和料筒结构，机头、过滤网、过滤板的阻力，使塑料内部存在压力。压力稳定保证熔体挤出密实，制品质量稳定。
3. 挤出速率
单位时间内由挤出机口模挤出的塑料质量或长度。影响挤出速率因素：机头阻力、螺杆与料筒结构、螺杆转速、加热冷却系统、塑料特性。当产品已定，挤出速率仅与螺杆转速有关。挤出速率也存在波动，影响制品几何形状和尺寸精度。
温度、压力、挤出速率都存在波动，因此正确设计螺杆、控制好加热冷却系统和螺杆转速稳定性，才能减少参数波动，保证制品质量。
挤出成型特点
优点
- 生产连续化： 可以根据需要生产任意长度的管材、板材、棒材、异型材、薄膜、电缆及单丝等。
- 生产效率高： 挤出机单机产量较高，如一台直径 65mm 的挤出机组，生产聚氯乙烯薄膜，年产量可达 450 吨以上。
- 应用范围广： 这种加工方法在橡胶、塑料、纤维的加工中都广为采用，尤其是塑料制品，绝大多数热塑性塑料和一些热固性塑料都可以用此法加工。除直接成型制品外，还可用挤出法进行混合、塑化、造粒、着色、坯料成型等。
- 一机多用： 一台挤出机，能够加工多种物料和多种制品。只要根据物料性能特点和产品形状、尺寸更换不同的螺杆和机头，就可以生产不同产品。
- 设备简单，投资少： 与注塑、压延相比，挤出设备比较简单，制造容易，设备费用较低，安装调试方便。设备占地面积较小，对厂房及配套设施要求相对简单。
缺点
不适合生产形状复杂、高精度尺寸要求的零件。
行业经验总结
挤出成型是高分子加工基础工艺，绝大多数塑料企业都有挤出机：
- 温度控制是核心：温度高了容易降解，温度低了塑化不好，一定要稳定
- 压力稳定很重要：过滤网易堵，堵了压力升高，要及时换网
- 现在双螺杆挤出机用得越来越多：塑化更好，混合更均匀，做色母粒、改性都好用
- 挤出成型是很多工艺的基础：挤出-吹塑做中空容器，挤出-拉伸做薄膜，挤出是第一步
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相关标准参考- GB/T 12555 塑料注射模模架
- JB/T 6057 塑料模成型零件技术条件
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