为更好地了解拉挤成型,我们将拉挤成型与其更为人所知的“表亲”—挤出成型进行比较。这两种工艺都能使生产出不分节的某种固定形状,但在其他领域两者有很大差异。这主要体现在两者可用的材料差异上—铝和多数热塑性塑料适合挤出工艺,而拉挤成型受其本质的影响,仅限于使用碳—或玻璃纤维和热固树脂制成的复合材料。
更具体地讲,这种工艺基于的是所拉出的长束纤维—“拉挤成型”由此得名,具体过程是先后通过一个树脂槽和一个热模头,对树脂进行处理后再将材料混合物做成所需的形状。由此可看出,拉挤成型实际上与挤出成型正好相反,后者是将熔化的材料和团状材料从模头推(而不是拉)出来。
拉挤成型在很多方面比挤出成型更为优越。增强纤维能赋予成型件难以置信的韧性和刚性,其程度是挤出热塑性塑料根本无法匹敌的。挤出铝的坚硬度远大于挤出热塑性塑料材料。在这一方面拉挤成型更胜一筹,其尺寸稳定性更高,且能将重量减轻30%—更别提能将同等钢制部件的重量大大减轻75%-80%。
事实上,拉挤成型的一项主要应用是金属置换,因为其能避免与金属有关的某些常见问题,如疲劳和腐蚀。拉挤成型还是很好的电绝缘体,对于根本无法使用传导金属的应用来说,这是上佳的选择。
不过,拉挤成型件也有一些引人注目的美学特征—在其生产过程中可加入几乎所有的颜色,而且能模仿颗粒和其他质地添加表面装饰。其表面质地略显粗旷,且切割断面的纤维清晰可见。上漆和上釉金属件会出现碎裂,但拉挤成型能均匀彻底地上色,因此不存在这一问题。
和金属一样,拉挤成型件摸上去也是冷的,有趣的是,两者的声频特性也很相似—将生产出的部件相互碰撞时,会发出独特的金属“叮当”声。拉挤成型因其声音方面的特点可用于某些应用,如用拉挤成型管代替金属管来制作木琴。
相比其他塑料成型工艺所需的有时价格非常昂贵且精密的模具,准备生产拉挤成型件所需的工具相当便宜且简单。但值得一提的是,开放式轮廓的生产成本通常低于中空轮廓。
为确保材料顺畅地流经模头,整个轮廓的壁厚必须均匀一致,最薄约为2毫米,最厚可达6.5毫米,按需要还可进一步增加。轮廓宽度达到1米也是有可能的,尽管大型和厚实部件往往会显著减慢该工艺的速度。
根据经验,横断面较小的部件的生产速度约为1米/分钟,而横断面较大时所需的时间要多出十倍。拉挤成型属于大批量生产工艺,因此大部分生产商的接单标准最低将达到500米。
和挤出成型的情况一样,拉挤成型往往局限于横断面固定的形状,但美国生产商Pultrusion Dynamics Inc.公司已从一定程度上解决了这一问题。他们发明的注册商标为Pulshaping的工艺是拉挤成型和压缩成型的混合体。举例来说,只要多数分节都是固定的横断面,该工艺就能生产出一端呈方形、另一端呈椭圆形的拉挤形状。
这大大提高了成品装配的灵活度,因为所生产的部件可适用于带螺纹的紧固件或各种耦接头和接合件。因此,Pulshaping只能得到部件分节间隔呈特定几何形状的循环纹路—连续弧形或锥形是无法靠这种工艺得到的。
(责编:景宜)