大同油壓機對聚四氟乙烯(PTFE)制品成型的關鍵技術及其應用

摘要：本文通過分析PTFE模壓成型的生產過程，總結常規(guī)壓制壓力與壓制工藝容易令產品造成缺陷報廢的原因。

德科摩的大同油壓機團隊為解決表面花紋、裂紋、變色、有暗裂等問題，研發(fā)出針對PTFE粉末產品坯料壓制的精密伺服油壓機，從根源上為客戶解決問題。

01 聚四氟乙烯(PTFE)的性能介紹

聚四氟乙烯（PTFE）被稱為“塑料之王”，具有無色、無毒、耐溫范圍寬、化學惰性和摩擦系數(shù)小等多種優(yōu)異性能。

它是如今以汽車、國防、機械、化工、電子等工業(yè)為中心，所有產業(yè)部門都不可缺少的重要材料之一，還可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、等。

02 聚四氟乙烯(PTFE)的常用使用方法

使用PTFE加工成制品，最常用的方法是模壓成型法。

壓成型工藝流程大致為：原料檢驗→搗碎過篩→計量→模壓→半成品檢驗→燒結→冷卻→成品檢驗→包裝。

通過調查PTFE模壓成型在生產中遇到的常見問題，可以發(fā)現(xiàn)壓制壓力與壓制工藝的操作不當，容易造成產品缺陷報廢，壓力輸出不穩(wěn)是裂紋的主要原因。

德科摩的大同油壓機團隊在了解客戶工藝的基礎上，研發(fā)出針對PTFE粉末產品坯料壓制的精密伺服油壓機，為客戶從根源上解決問題。

03 PTFE粉料坯料精密成型專機的優(yōu)勢

（1）壓力升壓緩慢、時間可控

對于粉末壓縮，時間的快慢會極大影響產品成型的效果。過快的排氣不充分,容易造成產品表面花紋、裂紋、兩端與中間密度差異大的問題。

針對加壓的時間控制，大同油壓機采用伺服電機油泵液壓系統(tǒng)解決問題——在液壓和電氣的配合下，開發(fā)出按照設定的增壓時間以達到壓力緩慢加壓的可控功能，加壓時間幾秒到數(shù)十分鐘可控。

（2）加壓階段幾乎無壓力沖擊、波動

普通油壓機在發(fā)訊壓力臨界點時，因每次的壓力重復性不一致，多數(shù)會經歷過沖——回落——穩(wěn)定的過程。

大同油壓機在伺服器與plc程序的配合下，在高采樣頻率與高速率掃描循環(huán)周期，發(fā)訊壓力臨界點也能被很好的控制住。

這得益于德科摩的大同油壓團隊多年的研究成果，在伺服器與plc程序的配合控制下達到設定目標值。在保壓階段，壓力波動控制在1bar內，也能保持油泵的長時間工作而不損壞。

由于PTFE粉末的特殊性，在首次加壓到設定壓力進入保壓階段后，其體積仍然可以被不斷壓縮。一旦其體積被壓縮，壓力必然會降低，壓機就會進行補壓。因此，PTFE產品保壓階段就是一個液壓系統(tǒng)不斷掉壓與補壓的過程。

大同油壓機保壓的穩(wěn)定性依靠多年應用的經驗，在伺服油壓PID的高響應與液壓油路的泄流量完美的配合下，使壓力波動達至幾乎為0。

為了實現(xiàn)壓力的精準輸出，大同油壓工程師不斷優(yōu)化液壓系統(tǒng)和程序，在伺服系統(tǒng)應用中，有時單一的PDI參數(shù)往往不足以全區(qū)域的壓力范圍，在使用低壓力設定好的PID參數(shù)后，到中、高壓力也會出現(xiàn)不適用的情況。

大同油壓機在實際應用中發(fā)現(xiàn)此情況并結合多年應用經驗，使用了多組PID參數(shù)，對應油壓機的多段發(fā)訊壓力，避免單一PID參數(shù)對不同壓力段的不適用現(xiàn)象。

（3） 壓制結束后，泄壓時間可控

PTFE粉末坯料產品的壓制，有時保壓時間需長達數(shù)十分鐘，目的是達到一定的壓縮比后，得到密度均勻一致的坯料產品。但到了保壓時間后，有些產品若瞬間泄壓，便容易造成產品內部出現(xiàn)暗裂的質量問題。

為解決泄壓問題，大同油壓工程師開發(fā)出泄壓過程緩慢、時間可控功能，泄壓時間幾十秒到數(shù)十分鐘可控。

對此，泄壓過程可看做加壓的一個反過程。泄壓時根據(jù)時間比例進行輸出壓力，以達到壓力減少的目的，直至最后泄壓到位。而這功能常規(guī)油壓機是無法做到的。

（4） 工藝參數(shù)設置便捷

采用PLC+觸摸屏+伺服驅動器控制，直觀高效的設定工藝流程和參數(shù)。

多數(shù)PTFE坯料模壓法需要兩面加壓+產品脫模，一個產品成型需要壓制2次+脫模1次。但3次的壓制參數(shù)又不盡相同，使用普通油壓機需要反復手動填寫3次不同的參數(shù)。

大同油壓機根據(jù)PTFE特殊工藝，編寫了針對該工藝的參數(shù)設置方式，讓客戶1次輸入符合該產品的參數(shù)后，只需操作控制器就可以完成壓制。操作簡便快捷，減少出錯幾率，提升可靠度，并將操作人員技術門檻大大降低。

對于需要在不同壓力下，必須給予一定時間的保壓和排氣，以保證壓力傳遞到樹脂各部分的產品，提供了自由化的參數(shù)設置功能。（如下圖所示）

而對于常用的產品參數(shù)，在其調試完成通過檢驗后，可以將其保存為配方，一鍵保存與調用。（如下圖所示）

（5） 節(jié)能環(huán)保

普通油壓機工作時噪音大，容易污染生產環(huán)境，影響操作人員的身體健康。而大同油壓機采用伺服電機作為動力源，工作時只有七十分貝左右，待機時幾乎無聲。工作時根據(jù)即時負載的大小輸出扭矩，功率損耗小，與普通油壓機相比可節(jié)約電能30%-50%，節(jié)能效果顯著。

值得一提的是PTFE粉末坯料產品的壓制保壓時間長，想要高精度就基本要保持開泵保壓狀態(tài)。此過程本壓機伺服電機系統(tǒng)只需百分之十幾的輸出即可滿足保壓要求，液壓系統(tǒng)發(fā)熱少，減少冷卻成本，油泵壽命長。

普通油壓機在開泵保壓工作需滿轉速輸出，實際利用率只有百分之十左右，其余都在做無用發(fā)熱功，功率損耗大，能源利用率低、各液壓元件油泵壽命短。

04 結論

對于PTFE粉末成型來說，壓力的準確與穩(wěn)定是成型的關鍵；對投資收益來說，節(jié)能環(huán)保及高稼動率的機器是效益回本的關鍵；對操作人員來說，簡便高效的操作方式是關鍵；而大同油壓機滿足上述所有關鍵點，可以達到客戶需求，助客戶解決根源問題！

免責聲明：市場有風險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買賣依據(jù)。

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