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管材是塑料挤出成型的主要产品之一。挤管就是将粉状或粒状塑料从料斗加入挤出机，经加热成熔融的料流，螺杆旋转的推力使熔融料通过机头的环形通道形成管状物，经冷却定型成为管材的生产过程。5.6.1管材的挤出成型设备：挤出机、机头、定型装置、冷却装置、牵引和切割设备；塑料原料有：PVC、PE、PP、ABS、PA、PC等。目前国内生产的管材以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等材料为主5.6.1管材的挤出成型设备5.6.1管材的挤出成型工艺流程管材挤出流程：加料—在螺杆中熔融塑化—机头口模挤出—定型—尺寸、外观检验—印刷（需要时）—冷却—牵引—切割—包装5.6.1管材挤出成型动画与生产过程示意图5.6.1管材的挤出成型流程实物图牵引切割挤出机5.6.1管材的挤出设备（机头、1机头：机头和口模常连为一体，通称机头，包括过滤网、多孔板（筛板）、分流梭（有时与模芯结合为一个部件）、模芯、口模等。5.6.1管材的挤出设备机头主要作用①使物料由螺旋运动变为直线运动。（流道应呈流线型，不能急剧扩大和缩小，避免死角和滞留，机头型腔应光滑。）②产生必要的成型压力，确保产品密实。消除因分流器支架造成的拼接缝。③使物料通过机头进一步塑化。④成型制品。因此，机头要有一定的压缩比（是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比）。由于机头和制品断面形状有差异，机头应当有一定的成型长度。5.6.1管材的挤出成型5.6.1管材的挤出设备机头附件：滤网过滤机械杂质、未熔物料；增加料流阻力，提高混合、塑化效果。由若干片叠在一起的（30-120）目不锈钢网组成，用多孔板支承。多孔板（筛板、分流板）厚度为螺杆直径的1/3-1/5，上边钻有φ（3-6）mm的中间疏、两边密的同心圆孔，距螺杆头部0.1D,即约为计量段一个螺槽容积，太大易积料分解，太小料流不稳定。5.6.1管材的挤出设备机头附件：分流器（鱼雷头）将圆柱形料流变为薄环状并便于进一步加热塑化。大型分流器内设加热器，支架用以支承分流器及芯棒，同时使料流分束以加强搅拌，小型分流器与芯棒做为一体5.6.1管材机头种类（直通式、直角式、旁侧式和筛孔板式）1）直通式熔体在机头中流动方向与螺杆轴向一致,结构简单易制造；适于PVC,PE,PA5.6.1机头附件：分流梭与芯棒a.组成：圆头部分、斜坡部分、平直部分b.分流梭作用：把圆柱形的料流分成圆环形的薄层；固定芯棒；通压缩空气。c.斜坡作用：使物料松弛，消除合流痕迹，进一步压缩。d.平直部分作用：继续弥补熔接痕；调节流速，稳定料流；赋予制品外形。5.6.1管材机头附件：分流梭与芯棒尺寸②部件尺寸确定a.口模与芯棒平直部分长度L根据经验，L=(1.5-3)D,D是塑料管外径。对于薄壁管，L=(10-30)t，t是管子壁厚。其具体数值与物料性能、管壁薄厚、管径大小、挤出机功率大小有关。一般，大管径取下限，硬管取小值，软管取大值。5.6.1管材机头附件：分流梭与芯棒尺寸②部件尺寸确定b.口模内径、芯棒外径尺寸根据经验，对PVC，口模内径比管子外径大5%，对HDPE，口模内径比管子外径大10%。5.6.1压缩比与拉伸比c.压缩比与拉伸比压缩比是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比。根据经验，压缩比取5-12，小管径取大一些，大管径取小一些。5.6.1拉伸比拉伸比：是指口模与芯模在稳流定型区的环隙截面积与管材环状截面积的比值。扩张角α：不宜过大，过大料流阻力增加，会停止流动发生分解。过小不利于料层快速形成薄层，对加热不利。α≤60°最大≤90°5.6.1管材机头种类（直通式、直角式、旁侧式和筛孔板式）2）直角式熔体在机头中流动方向与螺杆轴向垂直,从料筒流出的熔体绕过芯模再向前流动，会产生一条分流痕，流动阻力小，料流稳定，出料均匀，但其结构复杂，占地面积大。适于PP、PE及尺寸要求严格的管材5.6.1管材机头种类（直通式、直角式、旁侧式和筛孔板式）3）旁侧式熔体经过一个近似直角的过渡区才流入机头。阻力大，结构更复杂。5.6.1管材机头种类（直通式、直角式、旁侧式和筛孔板式）4）筛孔板式无分流梭和芯模,物料经筛孔板进入口模成型段可保证物料充分熔融、塑化无熔接痕，强度高，结构紧凑，占地面积小。(生产聚烯烃类大管时,可克服自重产生的薄厚不均现象)5.6.1管材机头之分流器支架由于存在分流器支架,会产生熔接线,影响制品外观及质量。消除熔接线的方法:1.适当加大口模平直段(成型段)长；2.增大分流器支架与出料口的距离；3.使进口角(扩张角)大于出口角(收缩角)；4.加大机头进口处截面与出口截面比;5.采用异型芯棒(目的是增大料流阻力)。作用：将机头挤出材料的形状稳定下来，得到更为精确的截面形状、尺寸和表面粗糙度，有内定径和外定径法两种（作业题）(1)内径定径法一般用于直角机头上，连在口模芯模上内通冷却水，定型套有0.6%-1%锥度，长80-300mm,外径比管材内径大2%-4%，利于收缩后尺寸在控制范围内并保证管材内壁粗糙度。(2)外定径法（真空和内压两种方式我国常用方法）管材挤出动画.swf真空定径：管外抽真空而将管外壁吸附在冷却定型套内壁上，小孔直径0.5-0.7mm，η大时为0.8-1.0mm。内压法定径：管内加压缩空气，管外加冷却定型套。真空定径示意图选择原则：外径带公差用外定径，内径带公差用内定径。可同时内外定径5.6.1.2挤出过程之冷却3.冷却（浸浴与喷淋）浸浴式,管浸入水中冷却（上下水温不一致，浮力，会弯曲变形）喷淋式，会减少上述现象，特别是大管。55.6.1.2挤出过程之冷却冷却之浸浴式浸浴式冷却水槽1-进水管2-排水管3-轮子4-隔板5-槽体6-支架7-螺丝撑杆1.2挤出过程之牵引牵引装置4.牵引装置橡胶带式：适合50-150mm管滚轮式：＜100m管履带式：二履带、三履带、四履带和六履带，适合各种管。5.6.1.2挤出过程之牵引履带式牵引排列方式履带的排列a-六条履带b-二条履带c-三条履带1-履带2-塑料管材挤出过程之牵引履带式牵引机实物照片气动双履带牵引机手动双履带牵引机挤出过程之切割5.切割（锯型式）园盘锯行星锯实际操作要求：与计长装置相连，实行定长切割，且与管材挤出速度一致，运动中切割。挤出过程之切割行星锯5.6.1常见塑料管材1.PE管材PE管广泛用于自来水、煤气、排污、灌溉、化工管道及电线绝缘套管LDPE管挤出时温度分五段控制机身：供料段90～100℃，压缩段100～140℃，计量段140～160℃；机头：分流器140～160℃，模口140～160℃HDPE温度一般较LDPE高20℃定型套水温30～50℃一般PE管材口模温度低于料筒最高温度，原因是：熔体粘度低，成型温度范围宽，降低温度利于成型，使制品更密实；利于定型，提高生产率；节约能源。5.6.1常见塑料管材2.PP管材广泛用作腐蚀性化工液体和气体的输送管，农田排灌管工艺温度机身：供料段165℃，压缩段180℃，计量段220℃；机头：一区230℃，二区220℃，口模195℃一般采用外定径法(真空定径或内压外定径法)5.6.1常见塑料管材3.硬质PVC管材主要做输送流体及做电线套管等生产工艺挤出(粒料)温度：机身依次为100~120℃，120~140℃，140~160℃，分流器160~180℃，口模180~190℃，机头185~190℃螺杆转速：直径为45mm的单螺杆挤出机转速为20~40r/min牵引速度：比挤出速度快1%~10%螺杆冷却：材料流动性差，螺杆温度偏高会粘料，适当降低螺杆温度可使塑料与螺杆间的摩擦系数降低，减少摩擦生热，防止物料分解。冷却介质用水。几种塑料管材成型的温度控制管材挤出成型常见故障的排查外壁光泽不良故障分析及排除方法：口模温度太低。应适当提高。定径套冷却水流量太大。应适当减小。表面水纹故障分析及排除方法：口模温度太高。应适当降低。冷却太快，管材的挤出速度不稳定。应适当控制冷却水的流量。管材挤出成型常见故障的排查•表面云纹•故障分析及排除方法：•原料混合不均匀。应在混合过程中加强搅拌。•多孔过滤板处温度太高。应适当降低。•内外壁产生气泡•故障分析及排除方法：原料潮湿，水分易挥发物含量太高。应进行预干燥处理。•挤出温度太高，熔料过热分解。应适当降低挤出温度。管材挤出成型常见故障的排查内壁产生裂纹故障分析及排除方法：（1）原料内混入杂质，裂纹产生在杂质部位。应净化原料。（2）模芯温度太低。应适当提高。（3）出料不均匀。应适当调整口模缝隙，保证出料均匀。内壁产生光亮的白道故障分析及排除方法：原料内有杂质。应检查筛料网是否破损。料筒温度太高，模头温度偏低，稳定剂析出等。应适当降低料筒温度，提高模头温度。管材挤出成型常见故障的排查•管子旋转•故障分析及排除方法：•口模处出料速度不一致。应适当调整口模间隙，使口模出料均匀。特别是小口径管材最容易产生这种故障。•模头温度加热不均匀。硬调整均匀。管材挤出成型常见故障的排查管子弯曲故障分析及排除方法：管壁厚薄不均。应适当调整口模间隙，使口模均匀。冷却太慢。应加大冷却水流量，提高冷却效率。冷却水槽安放不正。应调整水槽位置，是水槽与机身对正平行。表面褐色条纹故障分析及排除方法：管材表面出现轴向等距离褐色条纹，有明显的色差，产生的主要原因是多孔过滤板处温度太高或未清理干净。应采取降温及清洁处理；原料内的炭黑混合不均匀，应加强炭黑的过筛及混合。管材挤出成型常见故障的排查管壁厚薄不均故障分析及排除方法：芯模与口模的定位不同心，出料快慢不一致。应调节芯模与口模的同心度，使其定位同心。牵引速度不正常。应适当调整。机头加热不均匀。应检查机头加热器有无损坏，将机头温度调节均匀。外径不稳定故障分析及排除方法：压缩空气控制不正常，气压不稳定。应检修供气系统。牵引速度不均匀。应检查牵引装置，使牵引平稳，不能产生牵引打滑现象。这种故障常见于大口径管材。管材挤出成型常见故障的排查表面冷斑故障分析及排除方法：管材外表面毛糙。产生冷料斑点的主要原因是口模温度太低及冷却固化太快，应适当提高口模温度及减少冷却定型环的供水量。光亮凸块故障分析及排除方法：管壁外表面产生光亮透明凸块（俗称“眼睛”）的主要原因为口模温度太高或冷却不足应适当降低模头温度及增加冷却定型环的供水量。管材挤出成型常见故障的排查表面凹陷故障分析及排除方法：如果管材内壁有凹坑，主要是由于原料潮湿，应进行预干燥处理。若管材外壁有凹痕，主要是原料内混有杂质，应清洁原料或换用新料。螺纹状条纹故障分析及排除方法：如果管材内局部产生螺纹状条纹，主要是由于模头局部温度太高，应适当降低。若管材内壁全部产生螺纹状条纹，主要是由于压缩空气流量太小，应适当加大供气量。管材挤出成型常见故障的排查外壁凸环故障分析及排除方法：管壁上隆起一圈圈凸环或牵引不出，主要是由于机头设计不合理或冷固化太快。应考虑重新设计及机头及减少冷却定型环的供水量。椭圆及弯曲故障分析及排除方法：口模与芯模中心位置不正。应调整相互间的同心度。机头周围温度不均。检查机头加热其是否损坏，并将温度调节均匀。冷却水利口模太紧。应适当调整定型环的位置。冷却定型环供水太多。应减少供水量。管材挤出成型常见故障的排查拉破或拉断故障分析及排除方法：如果牵引过程中，管壁上产生小洞，主要是由于冷却定型环的供水太少。应适当增加供水量。若管壁上拉出大洞，主要是由于压缩空气供气量太大。应合理调节压缩空气供给量。若牵引太快，管材容易拉断。应合理控制牵引速度。5.6.2板材（片材）的挤出成型塑料片材是指厚度在0.25～2mm之间的软质平面材料和厚度在0.5mm以下的硬质平面材料。塑料板材和片材的生产方法有：挤出法、压延法、层压法、浇注法。挤出法和压延法是连续生产工艺，其他方法是间歇生产工艺。5.6.2板材（片材）的挤出成型板材及片材生产工艺流程堆砌装置切割机真空吸盘牵引辊轮式传送带导轮三辊压光机挤出机塑料板材挤出生产工艺流程图5.6.2板材（片材）的挤出成型11:08495.6.2板材（片材）的挤出成型（1）板（片材）机头（种类：支管式、鱼尾形、衣架式、螺杆分配式）1）支管式口模由引流道、分配腔和模唇组成11:08