大尺寸塑料储罐(常用滚塑、缠绕等工艺,尤其滚塑)的成型难点远复杂于中小型制品,主要体现在以下几个方面:
材料流动与分布控制:
熔体流动距离长: 熔融塑料需流经巨大的模腔表面。距离过长导致前端熔体冷却快、粘度高,后端熔体温度高、粘度低,造成壁厚分布极不均匀(通??拷恿峡诖?,远端?。?。
冷却收缩不均: 巨大的表面积和体积导致冷却过程极其漫长且难以均匀。不同区域冷却速率差异巨大,产生严重的内应力,极易引起制品翘曲、变形,甚至局部开裂。
粉末/树脂均匀性: 滚塑中,大量粉末需在复杂模具内均匀分布、熔融并粘附。粉末的流动性、粒径分布、静电等因素对最终壁厚均匀性影响巨大。
模具设计与制造:
尺寸巨大、结构复杂: 模具本身尺寸庞大,加工、装配、运输、安装调试都非常困难且成本高昂。
强度与刚度要求高: 模具必须承受巨大的自重、反复加热冷却产生的热应力、内部物料压力以及旋转运动带来的动态载荷,需特殊加强设计。
加热/冷却效率与均匀性: 确保如此大面积的模具表面在加热和冷却阶段都保持温度均匀是巨大挑战。加热不足或冷却不均直接导致制品缺陷。
排气困难: 巨大模腔内的空气和挥发性物质需要有效排出,否则会产生气泡、空洞或表面缺陷。设计高效且不易堵塞的排气系统至关重要。
成型工艺控制:
加热/冷却时间长且精准控制难: 加热使整个模具和物料达到均匀熔融温度需要极长时间和巨大能耗。冷却固化时间更长。精确控制整个周期的温度曲线(尤其是不同区域的温差)是保证质量的关键,难度极大。
旋转运动控制: 滚塑工艺要求模具在多个维度上精确、平稳地旋转。超大模具的旋转需要强大的设备支撑,确保转速、旋转比稳定,否则直接影响壁厚分布和材料熔融效果。
脱模难度大: 冷却收缩后的大尺寸制品与模具的贴合可能更紧密,加上制品自身的刚性,脱模需要更大的力量且需特别注意避免损伤制品或模具。
制品结构强度与完整性:
应力集中: 大尺寸结构在拐角、开孔(人孔、接管口)、焊接缝等部位应力集中现象更为显著,是潜在的失效点。
焊接/组装要求高: 受限于模具和工艺,超大储罐常需分段制造再焊接组装。焊接接缝的长度长、面积大,是储罐最薄弱的环节。保证焊接区(特别是PP/PE的热熔焊接)的材料熔合质量、强度、密封性达到与本体一致的要求极其困难,对人员、设备、工艺参数和环境控制要求极为苛刻。
加强结构设计: 为抵抗液体静压和运输/安装载荷,需要设计复杂的加强筋、支撑结构或外部框架。这些结构本身的设计以及与罐体的连接(焊接或螺栓连接)都是技术难点,需精确计算和验证。
质量控制与检测:
全面检测困难: 巨大的表面积和体积使得对壁厚均匀性、内部缺陷(气泡、分层、杂质)、焊接质量进行全面无损检测(如超声、电火花)变得耗时、昂贵且难以100%覆盖。
变形测量: 精确测量整体圆度、垂直度、尺寸精度等几何参数需要专门的设备和空间。
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