文档介绍：长玻纤增强反应注射成型生产线控制系统设计
1 引言
课题的来源及研究意义
本研究课题是以扬子丽华汽车内饰有限公司的长玻纤增强反应注射成型生产线
设计为依托。由于生产线结构复杂,出于设计与管理的需要,项目将对生产线分单元
进行设计。设计的内容之一,就是增加直线移动的自动导引小车单元,要实现小车单
元到十个浇注工位的自动化运行。本设计将根据企业的自身要求,以现有的传感检测
及控制理论为基础,设计一个 PLC 控制系统,并结合小车单元的控制系统,设计合适
的人机界面,用于安装在生产线上,实现人机之间交互。本设计的原则是在满足生产
要求的基础上提高生产率,并尽量节约成本。
总的来说,我国的长玻纤增强反应注射成型技术起步比较晚,并且受到国内外市
场需求的影响而发展缓慢,国内许多工业场合的反应注射成型仍然由人工借助简单的
机械装置来完成,自动化程度低,生产效率低下,且一些作业环境对身体也会造成一
定的伤害。由于反应注射成型核心技术掌握在国外公司,而且进口设备的价格高,而
无法进行更深层次的开发,严重制约了公司的发展和产品竞争力的提高。为了适应国
民经济发展的需要,扬子丽华汽车内饰有限公司成套引进了德国克劳斯玛菲的长玻纤
增强反应注射成型设备,将长玻纤反应注射成型技术运用于汽车内饰的生产,在国内
还是第二家。由于生产线自动化程度高,结构复杂,因此对生产线的设计有着十分重
要的地位。对于生产线自动化生产过程中起着纽带作用的自动导引小车也有着越来越
高的要求,因此对生产线小车单元的控制系统设计有着十分重要的现实意义。
反应注射成型概述
反应注射成型概念
反应注射成型 RIM (Reaction Injection Moulding)是一种成型热固性树脂的特
殊注射成型方法。它是由低粘度高活性的原料,经过高压碰撞混合,在模腔中发生聚合
反应,直接固化成型为塑件的特殊注射成型方法[ 1]。因为热固性树脂液态单体的聚合、
聚合物的造型、定型是在一个流程中完成的,所以也称为“一步法”注射技术。反应
注射成型过程示意见图 [2] 。
图反应注射成型(RIM)过程示意图
反应注射成型工艺
反应注射成型用两种主液体,使用不同的催化剂、发泡剂和改性剂,可得到硬质或
软质、密度不同的发泡体制品。反应注射设备一般都包括两组液料的供给系统和液料
泵出、混合及注射系统,设备组成见图 [3]。
图反应注射成型(RIM)设备
目前大多数 RIM 材料皆以聚氨酯树脂为基础,聚氨酯反应注射的两种主浆料是多
元醇和二异氰酸酯,每种原料浆中除树脂外,还常加入填料和其它添加剂。其成型过程
通常由成型物料准备、充模造型和固化定型三个阶段组成[4]。反应注射成型工艺流程
见图。
图反应注射成型工艺流程图
应用领域
目前,反应注射成型(RIM)的应用领域已十分广泛,由于设备的投资低,所以特别
适合于成型汽车外覆盖件等大型塑件,许多汽车的保险杠、车门、前挡泥板、后挡泥
板等都用该成型工艺[5] 。如用 RIM 成型的聚氨酯零部件,在汽车制造业用来作为驾驶
盘、坐垫、头部靠垫、手臂靠垫、阻流板、缓冲器、防震垫、遮光板、卡车身、冷藏
车、冷藏库等的夹芯板;在电器中用来成型电视机、扩音器、计算机、控制台外壳等;
在民用建筑方面用来成型家具、仿木制品以及管道、冷藏器、热水锅炉、冰箱等的隔
热材料[6,7]。
反应注射成型工艺现状及发展
反应注射成型(RIM)最初是德国在 1964 年开发的聚氨酯材料成型工艺,因为该成
型工艺经济价值高,美国的汽车行业进行实用化研究,并成功地制造了聚氨酯汽车保
险杠。此后,在不断改进反应注射成型机的基础上,开发了许多反应注射成型的材料,
如不饱和聚酯、环氧树脂等快速固化类树脂,而且也可以用强化材料进行增强。由于
RIM 成型的原料为液体,因此他具有成型快、节能、对产品适应性强、成本低,易于
增强等优点[8,9]。自 1972 年,美国开始用 RIM 生产汽车的各种部件,如今几乎每辆汽
车都有 RIM 聚氨酯制品,而且 RIM 已经扩展到电工和电子技术,家具工业和建筑业等
领域[10,11]。
随着技术的发展和应用的推广,早先的反应成型聚氨酯材料因其无法克服的缺
点:有毒性、电性能差和机械性能差、不能作为结构材料等,因此自扩大研究和发展
了其他反应注射成型方法,譬如增强反应注射成型已经成为广泛使用的工艺方法,其
中长玻纤增强反应注射成型成为研究的热点[ 12]。
增强反应注射成型(RRIM)
增强反应