大同油壓機(jī)對聚四氟乙烯(PTFE)制品成型的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用

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

德科摩的大同油壓機(jī)團(tuán)隊(duì)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(chǎn)品坯料壓制的精密伺服油壓機(jī)，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(xué)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(jī)械、化工、電子等工業(yè)為中心，所有產(chǎn)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(yàn)→搗碎過篩→計(jì)量→模壓→半成品檢驗(yàn)→燒結(jié)→冷卻→成品檢驗(yàn)→包裝。

通過調(diào)查PTFE模壓成型在生產(chǎn)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(dāng)，容易造成產(chǎn)品缺陷報(bào)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(jī)團(tuán)隊(duì)在了解客戶工藝的基礎(chǔ)上，研發(fā)出針對PTFE粉末產(chǎn)品坯料壓制的精密伺服油壓機(jī)，為客戶從根源上解決問題。

03 PTFE粉料坯料精密成型專機(jī)的優(yōu)勢

（1）壓力升壓緩慢、時(shí)間可控

對于粉末壓縮，時(shí)間的快慢會(huì)極大影響產(chǎn)品成型的效果。過快的排氣不充分,容易造成產(chǎn)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(shí)間控制，大同油壓機(jī)采用伺服電機(jī)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(shè)定的增壓時(shí)間以達(dá)到壓力緩慢加壓的可控功能，加壓時(shí)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(dòng)

普通油壓機(jī)在發(fā)訊壓力臨界點(diǎn)時(shí)，因每次的壓力重復(fù)性不一致，多數(shù)會(huì)經(jīng)歷過沖——回落——穩(wěn)定的過程。

大同油壓機(jī)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(diǎn)也能被很好的控制住。

這得益于德科摩的大同油壓團(tuán)隊(duì)多年的研究成果，在伺服器與plc程序的配合控制下達(dá)到設(shè)定目標(biāo)值。在保壓階段，壓力波動(dòng)控制在1bar內(nèi)，也能保持油泵的長時(shí)間工作而不損壞。

由于PTFE粉末的特殊性，在首次加壓到設(shè)定壓力進(jìn)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(huì)降低，壓機(jī)就會(huì)進(jìn)行補(bǔ)壓。因此，PTFE產(chǎn)品保壓階段就是一個(gè)液壓系統(tǒng)不斷掉壓與補(bǔ)壓的過程。

大同油壓機(jī)保壓的穩(wěn)定性依靠多年應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，在伺服油壓PID的高響應(yīng)與液壓油路的泄流量完美的配合下，使壓力波動(dòng)達(dá)至幾乎為0。

為了實(shí)現(xiàn)壓力的精準(zhǔn)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(yīng)用中，有時(shí)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(shè)定好的PID參數(shù)后，到中、高壓力也會(huì)出現(xiàn)不適用的情況。

大同油壓機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)此情況并結(jié)合多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，使用了多組PID參數(shù)，對應(yīng)油壓機(jī)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(jié)束后，泄壓時(shí)間可控

PTFE粉末坯料產(chǎn)品的壓制，有時(shí)保壓時(shí)間需長達(dá)數(shù)十分鐘，目的是達(dá)到一定的壓縮比后，得到密度均勻一致的坯料產(chǎn)品。但到了保壓時(shí)間后，有些產(chǎn)品若瞬間泄壓，便容易造成產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)暗裂的質(zhì)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(shí)間可控功能，泄壓時(shí)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(gè)反過程。泄壓時(shí)根據(jù)時(shí)間比例進(jìn)行輸出壓力，以達(dá)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(jī)是無法做到的。

（4） 工藝參數(shù)設(shè)置便捷

采用PLC+觸摸屏+伺服驅(qū)動(dòng)器控制，直觀高效的設(shè)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(chǎn)品脫模，一個(gè)產(chǎn)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(jī)需要反復(fù)手動(dòng)填寫3次不同的參數(shù)。

大同油壓機(jī)根據(jù)PTFE特殊工藝，編寫了針對該工藝的參數(shù)設(shè)置方式，讓客戶1次輸入符合該產(chǎn)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(cuò)幾率，提升可靠度，并將操作人員技術(shù)門檻大大降低。

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

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

（5） 節(jié)能環(huán)保

普通油壓機(jī)工作時(shí)噪音大，容易污染生產(chǎn)環(huán)境，影響操作人員的身體健康。而大同油壓機(jī)采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，工作時(shí)只有七十分貝左右，待機(jī)時(shí)幾乎無聲。工作時(shí)根據(jù)即時(shí)負(fù)載的大小輸出扭矩，功率損耗小，與普通油壓機(jī)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(chǎn)品的壓制保壓時(shí)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(jī)伺服電機(jī)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(jī)在開泵保壓工作需滿轉(zhuǎn)速輸出，實(shí)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(jié)論

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

免責(zé)聲明：市場有風(fēng)險(xiǎn)，選擇需謹(jǐn)慎！此文僅供參考，不作買賣依據(jù)。

關(guān)鍵詞：