大尺寸塑料儲罐(常用滾塑、纏繞等工藝,尤其滾塑)的成型難點遠(yuǎn)復(fù)雜于中小型制品,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
材料流動與分布控制:
熔體流動距離長: 熔融塑料需流經(jīng)巨大的模腔表面。距離過長導(dǎo)致前端熔體冷卻快、粘度高,后端熔體溫度高、粘度低,造成壁厚分布極不均勻(通常靠近加料口處厚,遠(yuǎn)端薄)。
冷卻收縮不均: 巨大的表面積和體積導(dǎo)致冷卻過程極其漫長且難以均勻。不同區(qū)域冷卻速率差異巨大,產(chǎn)生嚴(yán)重的內(nèi)應(yīng)力,極易引起制品翹曲、變形,甚至局部開裂。
粉末/樹脂均勻性: 滾塑中,大量粉末需在復(fù)雜模具內(nèi)均勻分布、熔融并粘附。粉末的流動性、粒徑分布、靜電等因素對最終壁厚均勻性影響巨大。
模具設(shè)計與制造:
尺寸巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜: 模具本身尺寸龐大,加工、裝配、運(yùn)輸、安裝調(diào)試都非常困難且成本高昂。
強(qiáng)度與剛度要求高: 模具必須承受巨大的自重、反復(fù)加熱冷卻產(chǎn)生的熱應(yīng)力、內(nèi)部物料壓力以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動帶來的動態(tài)載荷,需特殊加強(qiáng)設(shè)計。
加熱/冷卻效率與均勻性: 確保如此大面積的模具表面在加熱和冷卻階段都保持溫度均勻是巨大挑戰(zhàn)。加熱不足或冷卻不均直接導(dǎo)致制品缺陷。
排氣困難: 巨大模腔內(nèi)的空氣和揮發(fā)性物質(zhì)需要有效排出,否則會產(chǎn)生氣泡、空洞或表面缺陷。設(shè)計高效且不易堵塞的排氣系統(tǒng)至關(guān)重要。
成型工藝控制:
加熱/冷卻時間長且精準(zhǔn)控制難: 加熱使整個模具和物料達(dá)到均勻熔融溫度需要極長時間和巨大能耗。冷卻固化時間更長。精確控制整個周期的溫度曲線(尤其是不同區(qū)域的溫差)是保證質(zhì)量的關(guān)鍵,難度極大。
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動控制: 滾塑工藝要求模具在多個維度上精確、平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。超大模具的旋轉(zhuǎn)需要強(qiáng)大的設(shè)備支撐,確保轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)比穩(wěn)定,否則直接影響壁厚分布和材料熔融效果。
脫模難度大: 冷卻收縮后的大尺寸制品與模具的貼合可能更緊密,加上制品自身的剛性,脫模需要更大的力量且需特別注意避免損傷制品或模具。
制品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與完整性:
應(yīng)力集中: 大尺寸結(jié)構(gòu)在拐角、開孔(人孔、接管口)、焊接縫等部位應(yīng)力集中現(xiàn)象更為顯著,是潛在的失效點。
焊接/組裝要求高: 受限于模具和工藝,超大儲罐常需分段制造再焊接組裝。焊接接縫的長度長、面積大,是儲罐最薄弱的環(huán)節(jié)。保證焊接區(qū)(特別是PP/PE的熱熔焊接)的材料熔合質(zhì)量、強(qiáng)度、密封性達(dá)到與本體一致的要求極其困難,對人員、設(shè)備、工藝參數(shù)和環(huán)境控制要求極為苛刻。
加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計: 為抵抗液體靜壓和運(yùn)輸/安裝載荷,需要設(shè)計復(fù)雜的加強(qiáng)筋、支撐結(jié)構(gòu)或外部框架。這些結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計以及與罐體的連接(焊接或螺栓連接)都是技術(shù)難點,需精確計算和驗證。
質(zhì)量控制與檢測:
全面檢測困難: 巨大的表面積和體積使得對壁厚均勻性、內(nèi)部缺陷(氣泡、分層、雜質(zhì))、焊接質(zhì)量進(jìn)行全面無損檢測(如超聲、電火花)變得耗時、昂貴且難以100%覆蓋。
變形測量: 精確測量整體圓度、垂直度、尺寸精度等幾何參數(shù)需要專門的設(shè)備和空間。
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