EPP可被加工成各種不同的形狀,其成型產(chǎn)品的加工過(guò)程主要包括:材料載壓(保壓),泡沫成型,泡沫烘干定型,檢驗(yàn),包裝等。需要特別指出的是,在加工EPP之前,需要通過(guò)載壓來(lái)增強(qiáng)原料顆粒內(nèi)部的壓力,以生產(chǎn)出密度較低的模制件。這是因?yàn)?,?jīng)載壓后的原料可以實(shí)現(xiàn)各種不同密度模制件的生產(chǎn)。此外,載壓還能使模制件在脫模后的收縮幅度下降,表面效果更好。具體而言,載壓是通過(guò)氣體穿透顆粒的外壁而實(shí)現(xiàn)的,在此過(guò)程中,可以通過(guò)改變時(shí)間、壓力、溫度等參數(shù)來(lái)對(duì)載壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。經(jīng)載壓過(guò)程后,成型產(chǎn)品的密度即被降低。
具體操作步驟如下:
1、合模,并對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱,使模具的表面溫度達(dá)到PP的熔點(diǎn);
2、進(jìn)料,使原料通過(guò)料槍進(jìn)入模具。
3、分三步將蒸汽通入模具中:
蒸汽沖刷:蒸汽從上至下沖刷,以將空氣排出蒸汽室,冷凝水流出。在此過(guò)程中,打開(kāi)上方的蒸汽進(jìn)汽閥和下方的冷凝水排放閥。
橫向蒸汽:使蒸汽從蒸汽室的一邊橫掃向原料,穿透原料后到達(dá)另一邊。此時(shí)關(guān)閉一邊的冷凝水閥,打開(kāi)蒸汽進(jìn)汽閥。同時(shí),使相對(duì)面的蒸汽進(jìn)汽閥關(guān)閉,冷凝水閥打開(kāi),以使蒸汽從相反的方向噴出。如果模具內(nèi)有薄的法蘭,則蒸汽最好是從法蘭周圍穿過(guò),以使夾在法蘭里面的原料也可以得到蒸融。
壓力保持:橫向通蒸汽后,需要經(jīng)過(guò)壓力保持或雙面蒸融過(guò)程。在此過(guò)程中,打開(kāi)蒸汽進(jìn)汽閥,關(guān)閉冷凝水排放閥,使壓力逐漸達(dá)到峰值。
4、冷卻。在通入蒸汽后,模具內(nèi)部的溫度一般會(huì)達(dá)到140℃。為了確保產(chǎn)品的順利脫模,必須使模溫下降至70℃。
5、脫模。隨著內(nèi)部壓力的解除以及溫度降低到許可的脫模溫度,即可進(jìn)行脫模操作。
6、烘干定型。一般將烘干溫度設(shè)定為60℃~80℃,烘干室要保持空氣干燥,通風(fēng)狀態(tài)良好。
目前,全球主要有5家較大的EPP原料制造商,其中德國(guó)的BASF、日本的JSP和 Kaneka在市場(chǎng)中占有領(lǐng)先地位。而在EPP的成型加工技術(shù)領(lǐng)域中,德國(guó)艾倫巴赫公司(ERLENBACH GMBH)的加工技術(shù)富有盛名,擁有EPP材料預(yù)發(fā)、載壓、泡沫成型、回收等全系列的設(shè)備。其中,艾倫巴赫的EPP 成型設(shè)備主要由以下幾部分組成:機(jī)架、模具、鎖緊桿、載壓罐和脫模系統(tǒng)。圖2所示為艾倫巴赫的EPP泡沫成型機(jī)EHV-C PP,該設(shè)備中存貯了40種不同的設(shè)置和模具特性可供操作人員查找,包括:設(shè)備目前的壓力、閥門開(kāi)啟的情況和周期時(shí)間等,從而為操作人員提供了一個(gè)可視化的加工平臺(tái)。
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圖2 EPP泡沫成型機(jī)EHV-C PP
艾倫巴赫技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用案例
作為EPP泡沫加工技術(shù)領(lǐng)域中的領(lǐng)先者,艾倫巴赫擁有全球獨(dú)家的EPP實(shí)驗(yàn)室,目前已與全球多家知名汽車廠商合作開(kāi)發(fā)了多種較復(fù)雜的車用EPP制件。
圖3所示為鑲嵌有金屬支架的遮陽(yáng)板骨架,該部件對(duì)幾何尺寸和表面質(zhì)量均有較高的要求,其工藝過(guò)程也較為復(fù)雜,采用了艾倫巴赫獨(dú)特的能源控制系統(tǒng)和單面燒結(jié)技術(shù)成型出來(lái),其成型效果令客戶非常滿意。
圖3 鑲嵌有金屬支架的遮陽(yáng)板骨架
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圖4所示為鑲嵌有金屬的頭枕支撐架。為了改善產(chǎn)品的黏附性,通常要在產(chǎn)品中預(yù)埋金屬件,金屬的表面一般要用火噴法噴上聚烯烴,這是艾倫巴赫在“預(yù)埋金屬件成型EPP制品”方面的典型案例之一。
圖4 鑲嵌有金屬的頭枕支撐架
目前在汽車制造業(yè)中,大多使用的是由多種材料制成的不同組件組合而成的成型產(chǎn)品。在對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行回收利用時(shí),必須將各個(gè)組成部分分開(kāi),減少原材料的種類,以使回收過(guò)程簡(jiǎn)化。隨著全球?qū)U棄汽車回收利用呼聲的日益高漲,目前“材料一體化系統(tǒng)”已為眾多汽車廠商所推崇。由于聚丙烯材料在汽車中的應(yīng)用廣泛,因此“EPP-PP組件 ”已受到人們的重視,其最典型的應(yīng)用是由EPP和PP材料制成的汽車保險(xiǎn)杠。圖5所示為采用艾倫巴赫的多氣室工藝生產(chǎn)的密度不均勻的保險(xiǎn)杠,在該保險(xiǎn)杠上留有安裝頭燈的位置。利用多氣室工藝可使EPP的密度達(dá)到保險(xiǎn)杠所要求的不同密度水平。