塑料异型材挤出模具的开发与设计

1、引言

在国家大力发展化学建材政策推动下，塑料门窗行业呈现了快速发展的态势，到目前为止我国塑料异型材生产线达到3300余条，年生产能力达130万t。但由于市场的承受能力，行业间的竞争也相当激烈，去年实际销售型材仅80万t。

2、塑料异型材挤出模具的开发

鉴于本行业如此激烈的市场竞争，作为行业生产的基础工艺装备—塑料异型材挤出模具的开发，尤显重要。随着全球经济一体化进程的加快，社会生产力、科技飞速发展，人们生活水平日益提高，塑料异型材挤出模具市场发展在不同的国家和区域日趋个性化，这就要求业内模具企业加速新品开发进程，提高企业竞争力。一些企业借助于CAD／CAE／CAM、快速成形、逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等与电子信息结合，使模具新品开发和制造发生了革命性变革，开发周期大大缩短。

应用塑钢门窗，不仅可以节约国家能源，保护环境，改善居住环境和条件，提高建筑物功能，而且具有外形美观、抗老化、耐腐蚀、气密水密性能优良、阻燃自熄、保温节能、安装方便、长期使用不需油漆和维护保养简便、使用寿命长等诸多优良性能，逐渐被人们所认识。但也存在着强度、耐热性和线胀系数较差的缺陷，尤其在室内外温差较大地区较明显。因此，根据市场需求，可以开发性能优于塑料异型材的复合异型材、复合异型材挤出模具，如：钢－塑复合共挤模具、铝－塑复合共挤模具、玻纤－塑复合共挤模具、木－塑复合共挤模具等。

3、塑料异型材挤出模具的设计

塑料异型材挤出模具不仅充分考虑制品截面、模塑料流动的非牛顿特性以及模型坯离模膨胀、牵引变形和冷却收缩、挤出机组性能、模塑料配方等综合作用的问题，还应重点考虑模具加工工艺可行性和工艺成本。模具设计人员设计的模具降除了满足客户要求外，还应最大限度地降低成本，使单件效益最大化。降低工艺成本的途径很多，如选材方面、型腔尺寸设计方面、结构设计方面以及结构标准化、系列化、通用方面等。

3.1、选材方面

塑料异型材挤出模具材料除了应满足防腐、耐热、耐磨，还应有良好的加工、导热、表面硬度、足够的强度和刚性等。由于塑料异型材制品在挤出过程中易释放出化学腐蚀性物质，因此可以选择价格低廉的易切削钢，表面进行防腐耐磨处理，也可以直接选择1cr13、2cr13、3cr13、9cr18等不锈钢材料。前者材料成本低，模具表面粗糙度能达到 ，但对设计、加工工艺、质量控制以及管理水平要求很高，所以目前大多企业趋向选择后者。模具企业应积极与相关高新技术结合，提高设计、加工、质量控制和管理水平，降低不合格品率及废品率，减少试模、修模次数，这样就能大大降低工艺成本以及模具生产成本、经营管理成本。

3.2、结构设计方面

塑料异型材挤出模具结构设计首先在满足型材性能要求和适应物料流变特点以及强度允许的条件下，结构应尽量简单，外形尺寸应尽量小，应尽量采用标准件、通用件，这样可以达到降低成本目的。图1、图2是笔者曾设计过的两套截面外形尺寸相同的80单玻压条型芯部装简图。

前者通过双键装在分流板上，而后者单键吊装在口模3上，拉出的型材虽然都比较理想，达到客户要求，但图1型芯外形尺寸为150×39.95×12.92≈77423?mm3，而图2型芯外形尺寸为100×16.22×24.43≈39625?mm3，显然图1型芯材料成本、加工成本高于后者。

图3、图4分别是两个外形尺寸相似的80王字框模头分流板结构简图。

图3分流板型腔范围内被分割成20个空腔，通过螺钉与型芯连接。而本人采用图4结构，只有一个空腔、通过键与型芯连接，结构不但得到简化、减少了加工工序、节约大量工时，而且型芯稳定性优于前者。

4、结语

总之，塑料异型材挤出模具业只有不断开发新品，开拓市场，加速新品开发进程，优化设计，降低工艺成本，才能面对日益激烈的市场竞争以及中国加入WTO带来的挑战。