文档介绍：南京理工大学
毕业设计(论文)开题报告
学生姓名:
学号:
专业:
机械工程及自动化
设计(论文)题目:
长玻纤增强反应注射成型
生产线工艺试验系统设计
指导教师:
2007年4月6日
毕业设计(论文)开题报告
(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写
2000字左右的文献综述:
文献综述
摘要:本文中概述了反应注射成型(RIM)的原理、特点、工艺过程和发展,介绍了工业中常用的聚氨酯反应注射成型(RIM-PU)的生产线设计方案,并对部分影响RIM制品质量的因素进行了简单阐述。
关键词:反应注射成型、质量因素
一、反应注射成型(RIM)工艺概述
反应注射成型(reaction injection molding,RIM),是直接从低黏度的单体或齐聚物快速大批量制造复杂制件成品的一种工艺技术。这些单体或齐聚物在进入模腔的瞬间碰撞混合,在模腔中通过交联或想分离形成固体聚合物。制件成型的周期极短,通常几分钟,最快的如聚脲RIM成型周期不足1分钟。它同传统的热塑性树脂注射成型(TIM)完全不同,RIM是在模腔中进行聚合反应,不是借助冷却形成固体聚合物。它同其他反应成型工艺如单体浇注或热固注射成型不同,虽然这些工艺也用聚合反应形成制件形状,但他们是利用热的模壁活化反应,而RIM的单体温度和模壁温度相差不多,反应是借助单体之间的相互碰撞而活化。
聚氨酯反应注射成型(RIM-PU)是工业生产中所广泛使用的一种反应注射成型工艺。它主要是由低黏度、高活性的异氰酸酯、聚醚多元醇等为反应原料。RIM-PU本身指无增强材料的工艺过程,而RRIM-PU(reinforced reaction injection molding)聚氨酯增强反应注射成型是在RIM-PU的基础上完善发展起来的。它是在RIM聚氨酯中加入增强剂,不仅保留了RIM 成型的优点, 而且可大幅度增加弯曲强度, 减少热膨胀系数。RRIM-PU所用的增强剂一般有玻璃纤维、碳纤维、尼龙纤维及不锈钢纤维等。用量最大的是玻璃纤维。玻纤RRIM-PU增强材料是在RIM-PU基础体系中添加玻璃纤维,以提高改善复合材料的刚性和热稳定性能,同时也可降低制品的成本。
二、工艺过程概述
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。
目前大多数RIM材料皆以聚氨酯树脂为基础, 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。首先将异氰酸酯和多元醇两种原料分别放入两只容器内, 精确控制桶内物料的温度, 两种原料分别通过各自的加热系统及定量泵进入混合注射器内混合, 材料混合后发生化学反应, 然后迅速、完全被注射入模具型腔内, 待固化后即可启模。反应注射成型工艺流程见下图。
三、聚氨酯模塑发泡生产线设计
根据制品特点和生产批量大小,相应的生产线配置也有所区别,一般按工艺要求分为转台式模塑发泡生产线和椭圆环形式模塑发泡生产线。
转台式模塑发泡生产线
右图为转台式模塑发泡生产线。从图中可以看出,该生产线主要由回转转台、模架、温控装置及开泡输送部分组成。转台回转速度根据生产节拍自动调节,模架根据制品不同,有气动式、液压式,分别采用气囊和液压锁模。该类生产线由于占地面积小,工艺布局简单,适合于大批量、同品种制品生产,如生产高回弹汽车坐垫、靠垫及头枕、方向盘、仪表盘、保险扛、摩托车坐垫等冷熟化工艺制品。
3. 2 椭圆环形式模塑发泡生产线
下图为椭圆环形式模塑发泡生产线。椭圆环形式模塑发泡生产线采用椭圆轨道布局,模架沿环形轨道连续运行,生产线采用电机传动,链条牵引模架移动,线速度根据生
产节拍自动调节,采用机器人(Robat)带动混合头,自动识别模具号移动轨迹浇注。该类生产线结构复杂,控制先进,自动化程度高,多用于单硬度和多硬度汽车坐垫的批量生产。生产线根据需要可配置远程监控系统,进行生产现场实时监控,并将生产线当前运行状态按顺序记录,将相关工艺参数,如发泡料温度、压力、组分流量、原料用量等保存和输出。
四、影响产品质量的因素
在RIM的生产中,一些注塑过程工艺参数及原料的使用情况都会影响RIM制品的质量。
过程工艺参数对RIM制品的力学性能的影响
混合温度对聚氨酯弹性体性能的影响
随着反应进一步进行,体系粘度会进一步增加,混合会变得更加困难,因此,混合前应该为体系提供良好混合的条件。温度会明显地影响体系组分的粘度。两组分的粘度均随着温度的升高而降低。只有在两组分的粘度较为接近时,混合效果才会好,由此得到的弹性体的性能较佳。但是考