制造氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺参数的优化研究

在static bed模型的基础上为在PID控制模式下制造氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺建立了一个传热模型,并通过FLUENT软件来仿真计算模具表面温度和模内温度以及加热时间和加热电能。这些仿真值与实测值都吻合得较好,从而验证了本文传热模型的准确性。然后应用该传热模型计算了在16种情形下停止加热时的模内温度以及加热时间和加热电能,并通过灰色关联度方法分析了PID模式的触发温度和初始加热功率的百分比对加热时间和加热电能的影响程度。结果表明,停止加热时的模内温度随初始加热功率的百分比变化较小,但随PID模式触发温度的升高而降低。加热时间和加热电能都是随着PID模式的触发温度的升高而减少。最优化的工艺参数是PID模式的触发温度取250℃且初始加热功率的百分比取90%。另外,PID模式的触发温度对加热时间和加热电能的影响程度都要大于初始加热功率的百分比对它们的影响程度。

一种用于设计电加热滚塑工艺的传热计算方法

首先针对一个空模具以及生产4种不同厚度的氢气瓶内胆的电加热滚塑工艺,通过实验分别测量了模具表面和模内的温度、加热时间和耗电量,并据此计算了在这5种情形下的加热效率和放大系数。然后提出了一种用于设计电加热滚塑工艺的计算方法。即在模具的材料和质量、模内粉料的物性和质量、工艺参数确定后,先计算出有效热能,接着根据放大系数初步估算出在加热阶段电热丝需发出的热能,并由此得出满负荷的加热功率和电热丝的长度。然后利用static bed模型通过FLUENT软件仿真计算出加热时间和电热丝实际需发出的热能。以一个中空立方形的塑料制品的电加热滚塑工艺为例说明了该方法的应用步骤,并研究了满负荷的加热功率和模具材料对加热效率、加热时间和电热丝实际需发出的热能的影响。结果表明,加热效率随氢气瓶内胆厚度的增加而下降,加热时间随着满负荷功率的增大而减少的速率变得越来越慢。采用钢制模具的加热时间比采用铝制模具更长,电热丝也需发出更多的热能。

电加热滚塑工艺的模具表面和模内温度的仿真计算

基于static bed模型为电加热的滚塑工艺在加热阶段建立了一个传热模型,通过FLUENT软件对3种情形下模具的表面温度和模内温度进行了仿真计算,并将仿真结果与实验结果进行了比较。首先假设加热功率在整个加热阶段是大小恒定的,然后在改进模型中通过在模具的外表面分别设置升温段和保温段的内热源强度来模拟加热功率的变化。同时认为在粉料开始熔融之前模内温度等于模内粉料和空气的质量平均温度,在此之后等于模内空气的温度。结果表明改进模型对模具表面温度的仿真精度高于对模内温度的仿真精度。对于厚度不超过10 mm的氢气瓶,在整个加热阶段模具表面和模内的仿真温度与实测温度的均方根相对误差都在10%以内。而对于12 mm厚的氢气瓶,这两个均方根相对误差分别为5.1%和14.1%。另外由仿真结果还得到了在3种情形下塑料层中的液相百分比随时间的变化规律。

滚塑工艺对IV型储氢瓶PE-HD内胆性能的影响

针对高压车载大容量IV型储氢气瓶塑料内胆工程化制备需求,研制出140L IV型储氢气瓶高密度聚乙烯(PE-HD)内胆,研究了滚塑成型加热温度及时间、滚塑设备主副轴转速比、冷却方式及时间等工艺参数对PE-HD内胆制品表观、力学性能的影响,结果表明先预热后升温的两段式加热能保证PE-HD粉料充分熔融且不发生高温氧化,制品外观无气泡等缺陷,力学及缺口冲击强度优良;随着主副轴转速比的增加,内胆制品壁厚均匀性及表面气泡问题逐渐改善,但过高的转速比易造成制品局部位置缺料;PE-HD内胆制品的韧性和冲击强度与冷却速率呈正相关,差示扫描量热曲线表明越温和的冷却方式,降温过程时间越长,PE-HD内胆试样的结晶度越大,缓慢的降温过程可以使分子链更充分地排入晶格,促进结晶;先风冷后自然冷的两段式冷却方式能有效防止制品变形,制备的内胆综合性能最佳,其拉伸强度达18.255 MPa,断裂延伸率为486.1%,简支梁缺口冲击强度为13.08 kJ/m^(2),为同类储氢气瓶塑料内胆研制及材料开发提供一定参考。

滚塑工艺成型周期的数值研究

为球形中空塑料制品的滚塑工艺建立了一种新的传热理论模型,并采用Fluent软件对模具的导热、塑料层的导热和熔融、结晶相变以及内部空气的自然对流换热耦合求解。数值计算所得的模具外壁面温度和内部空气温度都与实验结果吻合较好,从而证明了理论模型的有效性。最后,采用该理论模型分别计算了在不同加热温度、加热对流换热系数以及冷却对流换热系数下的滚塑成型周期,从而确定了这些参数对成型周期的影响,并得出了增大这些参数可缩短成型周期的结论。

滚塑工艺加热阶段的传热模型的解析解

对从滚塑模具开始受热到其内部粉料开始熔融之间的加热阶段建立一个传热理论模型。在该模型中,忽略模具、内部空气和粉料的温度梯度,即各自只有一个随时间变化的平均温度。将模具的内部分成内部空气区域和粉料区域。内部空气和粉料在与模具发生对流换热的同时,这两者之间通过掺混也在发生对流换热。根据能量守恒原理,对模具、内部空气和粉料分别列出热能平衡方程式,然后通过简化和求解常微分方程组得到了它们平均温度的解析表达式。由此计算所得的内部空气温度与其实验结果吻合的较好,从而证明了此传热模型及其解析解的准确性。

一种简单的用于滚塑工艺加热阶段的传热模型

对从滚塑模具开始受热到其内部粉料开始熔融之间的加热阶段建立一个简化的传热理论模型,通过混合物与模具内壁面接触时的非稳态导热方程来计算这二者之间的表面传热系数,然后采用MATLAB软件求解模型中的常微分方程组。将计算所得的内部空气温度与实验结果相比较,证明了传热模型的准确性;应用该传热模型分别研究了烘箱内加热温度、外部表面传热系数以及塑料制品的厚度对加热时间和加热效率的影响,发现加热效率随时间的延长而增大,较厚的塑料制品比较薄的塑料制品具有更高的加热效率。

整体成型轻量化车身及其滚塑工艺研究

基于滚塑工艺的原理,设计了两种不同结构的整体成型轻量化车身。根据振型分析和强度分析的数据,确定了性能更优的双层车身结构;选用流动性能好的轻质原料聚乙烯LLDPE,控制合理的加热温度、时间等参数,选择合适的冷却方式并配以保温、保压等措施,实现车身整体成型。经检测,该车身轻量化效果显著并能满足使用要求。

滚塑工艺传热模型的研究进展

首先介绍了研究滚塑工艺传热机理的重要性,分段说明了滚塑工艺的传热过程。详细阐述了国内外在建立和发展滚塑工艺传热模型方面的研究进展。然后对现有模型进行分类和比较,并分析了造成其误差的主要原因。最后对未来的研究工作进行了展望。

直接电加热滚塑工艺的传热分析

通过实验测量了直接电加热的滚塑模具在加热阶段的表面温度和模内温度以及所消耗的电能。然后根据实验数据对该滚塑工艺的加热阶段进行了传热分析,计算了有效热能和无效热能,并提出了评估该滚塑工艺的3个指标参数——热能利用率、加热每单位质量粉料所消耗的电能、加热每单位质量粉料所需的时间。结果表明,该滚塑模具的表面温度具有一定的不均匀性,不同位置处的最大温差为8℃。3种实验情形下的最高热能利用率为37.5%,另外在相同的模内加热温度下,热能利用率随模内粉料质量的增大而减小。

滚塑工艺在加热阶段的两种传热模型的比较研究

为一个圆筒形滚塑模具在其内部粉料开始熔融之前的加热阶段建立了两种传热理论模型。在第一种传热模型中,将模具内的空气当作主要相的流体,将粉料当作次要相的流体。采用FLUENT软件中多相流模块的Mixture模型对模具内的流动与换热进行仿真计算。第二种传热模型是一种简化的传热模型。即忽略模具的结构形状和温度梯度,同时假设模具内部的粉料和空气混合非常均匀。根据能量守恒定律列出常微分方程组,通过MATLAB软件求解该方程组。分别采用这两种传热模型仿真计算模具温度和模内温度,并将其与实验结果相比较。结果表明,第一种传热模型的仿真精度要高于第二种传热模型,但前者的计算量远大于后者;当考虑变物性时,第一种传热模型的计算精度有明显的改善;而第二种传热模型对模具温度的仿真精度几乎没有改善,但对模内温度的仿真精度反而变得更差。

基于滚塑工艺的产品开发设计实践——以宠物类产品为例

文章将以宠物类产品的开发为例,结合宠物类产品开发需求,在兼顾生产、功效的基础上,探讨基于滚塑工艺的自身优势,如何有效进行产品开发实践。通过设计实践研究,滚塑工艺降低了宠物类产品生产开发成本,缩短了宠物类产品生产时间与开发时间,也将独有的优势带到了宠物类产品开发设计的过程中,为宠物类产品开发者制造了更大的设计空间。从综合优势上看,将滚塑工艺应用到宠物类产品开发设计中,可以让产品较同类产品更具优势,更有竞争力。

软聚乙烯泡沫塑料滚塑工艺一次投料突破局限

为改进传统软聚乙烯泡沫塑料工艺的突出局限性,Polivinil Rotomachinery公司开发了＂一次投料＂滚塑新工艺,用来生产聚乙烯结构泡沫塑料板。对此领域进行研究的兴趣在于能在板的两壁之间填充一种可改进板材各项性能的材料,这些性能主要有化学—物理性能（如隔热性、比重、漂浮性等）或机械性能（如抗振性、结构强度等）。

滑梯形滚塑模具表面温度均匀性的数值研究

采用数值模拟的方法通过Fluent软件对圆筒形滚塑烘箱内滑梯形模具的表面温度分布的均匀性进行了理论研究。利用能量守恒原理得到了烘箱内部空气平均温度的分析解,通过将数值仿真结果与其相比较,证明了传热理论模型和数值计算方法的准确性;分别研究了烘箱的进风温度、进风速度以及烘箱进风口和回风口的周向位置对滑梯形模具表面温度均匀性的影响。结果表明,提高进风温度将使模具表面温度分布的均匀性变差,而增大进风速度可以改善模具表面温度分布的均匀性;让进风口和回风口的周向位置更靠近烘箱上、下半圆筒的水平分界线,也可以改善温度分布的均匀性。

滚塑树脂DNDB7149U的性能研究

对中国石化齐鲁分公司的滚塑树脂DNDB7149U的性能进行了分析,并与进口树脂进行了对比,结果表明两种树脂性能相近。通过对滚塑加工性能的研究,在试验设备上确定了DNDB7149U的最佳滚塑工艺。

滚塑式沼气池罐体加工节能方法的研究

通过对滚塑工艺的研究,并从模具的测温技术与控制的角度,制定普通摇摆滚塑机与保温罩式摇摆滚塑机的试验方法,通过试验分析对比普通摇摆滚塑机与保温罩式摇摆滚塑机的不同,并通过试验了解保温罩式摇摆滚塑机的优点,并根据滚塑机的运行情况,提出滚塑式沼气池罐体加工节能方法,从而在一定程度上起到节能的作用。

汽车用滚塑油箱的开发

汽车塑料油箱发展得很快,目前在中国已占据乘用车油箱的半壁江山,但在商用车上的应用还受到一些制约。介绍一种用滚塑工艺成型的大型塑料油箱,它不仅与金属油箱相比有诸多优点,而且与比较传统的吹塑油箱相比也具备明显的优势。

交联聚乙烯滚塑包装容器技术

滚塑技术的不断成熟使得通过滚塑成型大型中空包装容器成为一种极具竞争力的成型方式。交联聚乙烯的优良特性使得交联聚乙烯滚塑包装容器在包装行业上具有极大的发展前景。同时交联聚乙烯中空包装容器在制品上也存在着气泡、翘曲等问题,这些问题往往可以通过优化工艺得以改善。交联聚乙烯的滚塑相对普通聚乙烯滚塑较为复杂,高控制精、自动化、高效节能是滚塑设备的发展方向。

滚塑用PE粉料

一、概况滚塑(也叫旋转成型或回转成型)工艺是五十年代由欧洲发展起来的,以后传入美国、日本等地。这种成型工艺开始只是用液状PVC糊树脂作原料,成型玩具等,且只是把它作为注射成型,中空成型和热成型的一个补充.六十年代初粉状PE问世,滚塑工艺便作为热塑性塑料的粉末成型法而获得较大的发展。到七十年代,这种工艺不仅可成型小制品,而且可成型大型制品和超大型制品,制品重量小可为几克,大可为几百公斤,容积可达几十立方米。制品可为开放式,也可为密闭式。

塑料制品的旋转成型—─滚塑

一、滚塑工艺的发展过程滚塑起源于美国，１８８７年第一项滚塑专利问世，１９３４年制造出来第一台滚塑机，同时用聚氯乙烯通过滚塑成型方法生产塑料球、儿童玩具等产品。五十年代，随着高压聚乙烯原材料的生产，以聚乙烯粉状树脂为原料生产聚乙烯贮槽、大型管材等，大大...