大尺寸塑料儲罐(常用滾塑、纏繞等工藝,尤其滾塑)的成型難點遠復雜于中小型制品,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: 熔融塑料需流經巨大的模腔表面。距離過長導致前端熔體冷卻快、粘度高,后端熔體溫度高、粘度低,造成壁厚分布極不均勻(通??拷恿峡谔幒瘢h端?。?。
冷卻收縮不均: 巨大的表面積和體積導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,產生嚴重的內應力,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,大量粉末需在復雜模具內均勻分布、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。
模具設計與制造:
尺寸巨大、結構復雜: 模具本身尺寸龐大,加工、裝配、運輸、安裝調試都非常困難且成本高昂。
強度與剛度要求高: 模具必須承受巨大的自重、反復加熱冷卻產生的熱應力、內部物料壓力以及旋轉運動帶來的動態(tài)載荷,需特殊加強設計。
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致制品缺陷。
排氣困難: 巨大模腔內的空氣和揮發(fā)性物質需要有效排出,否則會產生氣泡、空洞或表面缺陷。設計高效且不易堵塞的排氣系統(tǒng)至關重要。
成型工藝控制:
加熱/冷卻時間長且精準控制難: 加熱使整個模具和物料達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)是保證質量的關鍵,難度極大。
旋轉運動控制: 滾塑工藝要求模具在多個維度上精確、平穩(wěn)地旋轉。超大模具的旋轉需要強大的設備支撐,確保轉速、旋轉比穩(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。
制品結構強度與完整性:
應力集中: 大尺寸結構在拐角、開孔(人孔、接管口)、焊接縫等部位應力集中現(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)的材料熔合質量、強度、密封性達到與本體一致的要求極其困難,對人員、設備、工藝參數(shù)和環(huán)境控制要求極為苛刻。
加強結構設計: 為抵抗液體靜壓和運輸/安裝載荷,需要設計復雜的加強筋、支撐結構或外部框架。這些結構本身的設計以及與罐體的連接(焊接或螺栓連接)都是技術難點,需精確計算和驗證。
質量控制與檢測:
全面檢測困難: 巨大的表面積和體積使得對壁厚均勻性、內部缺陷(氣泡、分層、雜質)、焊接質量進行全面無損檢測(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)需要專門的設備和空間。
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