一、開橡膠模具廠需要哪些設備？

如果你生產產品所用的半成品膠是外購，只是單一的要硫化成橡膠產品這道工序的話，你需要的設備就是生產產品的模具、電加熱平板硫化機、修邊機這三個設備就可以了，如果你外購的半成品膠需要重練出片的話，還需要一臺開煉機。

二、GK270N密煉機工作原理

GK270N密煉機工作原理:

密煉機，又稱捏煉機、利拿機，主要用于橡膠的塑煉和混煉。密煉機是一種設有一對特定形狀并相對回轉的轉子、在可調溫度和壓力的密閉狀態下間隙性地對聚合物材料進行塑煉和混煉的機械，主要由密煉室、轉子、轉子密封裝置、加料壓料裝置、卸料裝置、傳動裝置及機座等部分組成。

自1916年出現真正意義上的Banbury（本伯里）型密煉機后，密煉機的威力逐漸被人們所認識，它在橡膠混煉過程中顯示出來比開煉機優異的一系列特征，如：混煉容量大、時間短、生產效率高；較好的克服粉塵飛揚，減少配合劑的損失，改善產品質量與工作環境；操作安全便利，減輕勞動強度；有益于實現機械與自動化操作等。因此，密煉機的出現是橡膠機械的一項重要成果，至今仍然是塑煉和混煉中的典型的重要設備，仍在不斷的發展和完善。密煉機基本知識 基本結構

密煉機一般由密煉室、兩個相對回轉的轉子、上頂栓、下頂栓、測溫系統、加熱和冷卻系統、排氣系統、安全裝置、排料裝置和記錄裝置組成。轉子的表面有螺旋狀突棱，突棱的數目有二棱、四棱、六棱等，轉子的斷面幾何形狀有三角形、圓筒形或橢圓形三種，有切向式和嚙合式兩類。測溫系統是由熱電偶組成，主要用來測定混煉過程中密煉室內溫度的變化；加熱和冷卻系統主要是為了控制轉子和混煉室內腔壁表面的溫度。

密煉機工作時，兩轉子相對回轉，將來自加料口的物料夾住帶入輥縫受到轉子的擠壓和剪切，穿過輥縫后碰到下頂拴尖棱被分成兩部分，分別沿前后室壁與轉子之間縫隙再回到輥隙上方。在繞轉子流動的一周中，物料處處受到剪切和摩擦作用，使膠料的溫度急劇上升，粘度降低，增加了橡膠在配合劑表面的濕潤性，使橡膠與配合劑表面充分接觸。配合劑團塊隨膠料一起通過轉子與轉子間隙、轉子與上、下頂拴、密煉室內壁的間隙，受到剪切而破碎，被拉伸變形的橡膠包圍，穩定在破碎狀態。同時，轉子上的凸棱使膠料沿轉子的軸向運動，起到攪拌混合作用，使配合劑在膠料中混合均勻。配合劑如此反復剪切破碎，膠料反復產生變形和恢復變形，轉子凸棱的不斷攪拌，使配合劑在膠料中分散均勻，并達到一定的分散度。由于密煉機混煉時膠料受到的剪切作用比開煉機大得多，煉膠溫度高，使得密煉機煉膠的效率大大高于開煉機。

這個可要一步步慢慢來，它的控制系統都是用可編程控制器控制的。你看它是哪個出現故障就先查下故障部分的負載和執行元件。如果執行元件和負載沒問題的話，就要查看電路板上電路了

查電源，看電容等等。

如果說是控制混亂，那只能請廠家來重新編程了

如果執行元件和負載沒問題的話，就要查看電路板上電路了

三、如何解決橡膠生產過程中產生的皮泡和布泡

2.1膠料配合不佳造成的氣泡

橡膠中揮發份的一個重要來源是橡膠配方設計時加入的組份。一方面：橡膠配方中低沸點和低閃點的低粘度增塑劑或操作油等組分，增塑劑分子量小于300時，就會在加工過程中汽化或一定溫度下與橡膠產生相分離生成揮發份；另一方面：配合劑在硫化中反應或分解也會產生揮發份，比如：過氧化物硫化劑分解產生的酮類及醇類揮發份，氧化鋅與硬脂酸反應的副產物有水，氟橡膠硫化中會產生大量揮發份等。除上述直接添加的組分會生成揮發份之外，膠料配方體系的性能也會影響氣泡的生成，低粘度的膠料容易卷入氣體且不易排出；焦燒時間過短的膠料，迅速起硫后不利于氣體的排出；硫化速度過慢的膠料也容易產生氣泡；低硬度的膠料產生氣泡的可能性比高硬度膠料更大。

圖2中所示的為兩種硬度混煉膠的橫截面孔隙狀態，很明顯可以看出低硬度膠料的孔隙較多、較大，主要是由于低硬度膠料模量低，卷入氣體后不易排出，相對而言也會卷入更多量的氣體，氣體受熱膨脹后，比高硬度膠料形成的氣泡更大，這就會增加硫化時產生氣泡的概率。

配方設計時防止氣泡產生的注意事項有：（1）確保原始配合劑和膠料里的揮發份濃度控制到最低水平；（2）膠料粘度應配合成適當高的水平；（3）保證焦燒時間滿足加工安全要求的前提下，硫化速度設計到盡可能高的水平；（4）生膠的塑煉時間應盡量長，膠料的混煉溫度應盡量高；（5）制定混煉工藝時，控制好膠料的分散均勻性很重要；（6）硫化體系的搭配要考慮盡量降低硫化反應產生揮發份的可能[3]。

2.2生產環境因素造成的氣泡

揮發份主要來源于環境中，一方面：環境中的濕氣會吸附于填料中生成揮發份，其中濕氣最可能的來源是填料，陶土、炭黑及白炭黑等填料都具有很強的吸水性，特別是液相法白炭黑吸水可高達10%質量份；另一方面：膠料混煉、制坯、注壓及流動時，會吸入或被加工機械卷入空氣亦會成為揮發份。

對于來源于環境中的揮發份，可采用對物料預先熱處理脫除揮發份解決，比如裝模之前烘烤膠料和骨架等。在圖3中，①為混煉膠的橫截面孔隙狀態，②為混煉膠經開煉機高溫（高于100℃）熱煉后的橫截面孔隙狀態，③為熱煉膠料經烘箱熱空氣高溫（90～100℃）烘烤后的橫截面孔隙狀態。從圖3中膠料橫截面的孔隙狀態可以看出，由左至右橫截面孔隙的數量在增加，孔隙尺寸也在增大，這些孔隙都是膠料中的揮發份揮發后形成的。膠料每一次受熱都會揮發掉一部分的揮發份，由于混煉膠壓片及熱煉膠壓片時，都有開煉機雙輥的作用壓力，所以膠片橫截面的孔隙較少，孔隙尺寸亦較小；烘烤膠在烘箱中自然狀態烘烤時，由于沒有壓力的存在，揮發份能夠更容易的從膠料中揮發出來，形成的孔隙較多，孔隙尺寸亦較大。這也能夠在一定程度上說明，常壓下烘箱烘烤是一種行之有效的脫除膠料揮發份的方法，這不僅能夠脫除環境中吸附來的濕氣，還可以脫除低沸點的增塑劑等。膠料混煉時采用盡量高的排料溫度，在裝模硫化之前，先對膠料進行高溫熱煉制坯，再膠料、骨架等物料進行一定溫度、時間下的烘烤，對于提前脫除揮發份，防止硫化制品產生氣泡是大有益處的。

2.3硫化參數設置不當造成的氣泡

橡膠硫化時保持壓力較小或保持壓力時間較短，都會使模腔內膠料壓力不足以抑制揮發份的蒸汽壓力，形成微孔，所以生產中孔隙與欠硫、欠壓常常同時發生。圖4分別展示了缺膠、欠硫、欠壓等情形下產品內部的孔隙狀態，缺料一定意義上也可以算作壓力不足的一種特殊情形。在橡膠厚制品中，欠硫、欠壓這兩種質量缺陷很難從外觀檢查發現，一般的非破壞性產品性能檢測也很難發現異常，這類產品很容易“蒙混過關”成為合格產品，但產品的使用壽命會大打折扣，也增大了使用的安全風險。所以厚制品硫化工藝制定時應該做好充分的驗證工作，使用盡量高的硫化壓力，保證充足的硫化時間，盡量避免過早打開模具。

在厚制品硫化時，為減少硫化時間和防止外層膠料過硫，在達到完全硫化之前的某一時刻將產品出模，在橡膠未硫化或欠硫化中心的周圍形成了一層已硫化的橡膠外殼。此時剖開產品，已硫化的橡膠外殼對欠硫內部的外壓解除會形成氣泡；如果讓其緩慢冷卻，釋放后硫化效應后，再剖開產品則不會出現氣泡。這是因為已硫化的橡膠外殼模量較高，對氣體保持了足夠的外壓，殘余的熱量完成了產品的完全交聯，防止了氣體在內部生成氣泡。

2.4脫氣參數設置不佳造成的氣泡

橡膠硫化之前泄壓脫氣是非常必要的，盡管一些膠料配方、硫化工藝及模具結構等配合的恰到好處時，不脫氣也不會產生氣泡，但對于絕大多數的模型橡膠制品進行1～3次的泄壓脫氣，對防止氣泡的產生是大有益處的。泄壓脫氣的參數依據設備廠家設置的不同略有差異，通常最常見的有脫氣次數、脫氣距離、脫氣等待時間、脫氣停留時間等，抽真空設備還會有抽真空的設置。各脫氣參數的意義及作用如下：

（1）脫氣次數：模具泄壓開模的次數，其作用是通過模具反復的泄壓、加壓，迫使內部氣體向表面遷移，以便匯集后通過合模縫、排氣孔等溢出；（2）脫氣距離：設備熱板泄壓開模行走的距離（或時間），脫氣距離增大有助于氣體順利的溢出，尤其是型腔較深及模具起伏較大的模具，但過大的脫氣距離容易將外部氣體卷入；（3）脫氣等待時間：模具加壓合模至下一次泄壓開模的壓力保持時間，脫氣等待時間內，模具處于加壓狀態，并且模具的熱量不斷地傳遞給膠料，有助于增加內部氣體的壓力，促使氣泡熟化、遷移，脫氣等待時間過后泄壓開模時，由于增加了內外氣體的壓力梯度，促使氣體向外溢出，很顯然脫氣等待時間越長，越有利于氣體的溢出，但并非越長越好，因為這要考慮膠料的焦燒時間，脫氣等待時間越長，引發焦燒的危險也就越大；（4）脫氣停留時間：設備泄壓開模行走至距離最大時，設備停止動作的保持時間，脫氣停留時間給予膠料內部氣體向外溢出充足的時間。

圖5中所示為一種錐型襯套的硫化模具，采用注壓成型，試模后發現，如圖6中①所示，硫化產品的a處部位老是出現大的氣泡。經分析該產品的橡膠凹陷部位非常深，在模具內a處部位難以排氣，才會造成產品氣泡，需給氣體找到一個出路，恰好該產品的內骨架為中空結構，可以考慮將少量膠料由內骨架下端排入內骨架中空處，如圖6中②所示，以便把a處的氣體帶走，能夠實現這種效果的方案有兩種，一種是在模具上開導膠槽，另一種是調整排氣參數，加強排氣力度。

首先在內骨架下端的模具開設若干條細小的導膠槽，有助于膠料溢出，但是試模效果不理想，沒有徹底消滅氣泡；需要改善排氣參數，增強排氣力度，考察了膠料的焦燒時間，在保證膠料不會焦燒的情況下，排氣參數更改如表1所示，試模后效果較好，a處的氣泡問題得到了有效解決。

表1 脫氣參數設置前后對比

脫氣次數

脫氣距離/cm

脫氣等待/s

脫氣停留/s

原參數

3

1

2

新參數

7

2.5

10

2

2.5硫化模具結構不適造成的氣泡

橡膠模型制品通常含有骨架，設計硫化模具時，應當確保金屬件在模具型腔內取放容易并方便脫模，保證制品外觀的良好。具體到不同結構的產品，不同配方的膠料，不同類型的模具及工藝時，需要不斷優化模具的結構，使其與工藝、配方相匹配達到最佳效果。在沒有試模之前，設計模具時，只能根據理論和設計者的經驗來確定模具的結構及細節部分，但這不能保障模具結構一定合理有效，經過試模后，往往會暴露出一些意想不到的情況，這就需要根據問題表現優化模具結構，在此舉幾例由于模具結構不適造成氣泡的情形，并探索了解決方案。

2.5.1模具分型面設置不當造成的氣泡

模具的分型面是模具排氣的最重要渠道。分型面不僅影響到了產品取、放的便利性，對氣體的排出也起著決定性作用，分型面的數量、位置以及形狀都對排氣效果有較大影響。厚制品模具應避免單一分型面設計，因為厚制品往往排出的氣體量較大，單一分型面集中排氣時，容易存留氣泡，也容易產生所謂的“燒邊”缺陷。

圖7所示為一個橡膠圈的成型模具，采用注壓成型，由于產品結構簡單，采用中間分型的單一分型面結構，試模后產品出現嚴重窩氣現象，出現氣泡的位置大都在圖8中①所示的a處。分析此處的氣泡主要是由于氣體無法及時經單一分型面全部排出，分型面處膠皮硫化后封堵了氣體的順利溢出，匯聚形成了氣泡，此時可以考慮在附近增加分型面解決問題。

如圖8中②所示，為驗證上述分析的正確性，在該分型面處增加一個10mm厚的墊片，相當于在A處增加了一分型面，多余氣體經此面沿箭頭方向溢出。經試制后產品外觀良好，證明了上述方案的可行性，在后續類似產品的開發中，模具結構均按照圖8中③所示進行分型設計，在B處增設分型面，運用效果良好，量產中未出現任何的氣泡問題。

2.5.2模具排氣孔設置不當造成的氣泡

一套模具必備的排氣要素中，除模具分型面之外，排氣孔的設置非常重要，排氣孔的數量、位置、形狀等都對排氣效果有著明顯的影響，排氣孔分為盲孔和通孔兩種主要型式，盲孔的作用特點是吸納并存儲氣體，通孔的作用是通過少量膠料的排出帶走氣體。

圖9所示為一個錐型橡膠疊層彈簧的成型模具，采用壓鑄成型，由于產品結構原因，模具的型腔比較深，模具起伏較大，試模后產品出現嚴重窩氣現象，出現氣泡的位置大都在圖10中①所示的a、b處。分析此處的氣泡主要是由于氣體距離分型面較遠且模具起伏較大，氣體難以擴散到分型面處排出，而附近的排氣盲孔A、B又沒有足夠的容納能力吸收大量的氣體，大量氣體沉淀在此形成了氣泡，此時可以考慮在附近增加排氣孔的排氣容量解決。

根據經驗，加粗、加深排氣盲孔不是一個好的方案。如圖10中②所示，將圖中的盲孔A、B改為通孔，并在底部開設排膠槽C，通過通孔可將少量的膠料排出，原先在a、b處沉積的氣體可以隨著膠料的溢出一起排出，試模后運用效果良好，量產穩定，沒有再出現類似氣泡問題。

2.5.3模具輔助裝置配置不當造成的氣泡

成型模具結構確定后，為了產品生產的順利進行，勞動強度的降低以及生產效率的提升，需要給模具配置各種輔助裝置，以確保硫化生產順利、高效的進行，有時候模具輔助裝置配置不當亦會造成產品的一些缺陷，在此介紹一例模具輔助裝置配置不當造成的氣泡情形及解決方案。

圖11所示為一個橡膠/金屬疊層彈簧的硫化模具，采用壓鑄成型，其中的5（連接桿裝置）為一組模具運行輔助裝置，其作用是將模具上模與下模相連接，開模時利用設備的動力，將壓鑄塞從上模的投料槽中拔出。最初設計階段忽略了一些工藝細節，如圖12中①所示，如果從模具運行的角度考慮，圖中的距離D越小越有利于模具均衡受力，故最初設計時留了非常小的間隙（D＜1mm）。試模時發現，如圖12中②所示，產品的a處注膠孔處老是出現表層氣泡，其它工藝調整都無濟于事。經觀察發現，由于D處間隙過小，使得上、中、下三層模具連為一體，模具泄壓打開排氣時，不能從預想的上模與中模間打開，只能從壓鑄塞與上模投料槽之間打開。此時就形成了類似“注射器”結構，壓鑄塞拔出時形成真空效應，將已經注入模具型腔的膠料經注膠孔由a處反向抽出到b處，抽出的膠料使得注膠孔附近a處形成一個空穴，成為氣體濃度梯度的低谷，氣體迅速擴散并匯集至此。此時加壓合模時，將抽出的膠料又重新注入型腔，但是此時內部空穴處已經積存了氣體，注入的膠料不能將氣體消除，并且封堵了氣體溢出的路徑，硫化后發展為氣泡，解決這個問題只要消除開模排氣時的抽真空效應即可。

根據該裝置的特點，可考慮調整D處的距離，調整使得D＞10mm，便可保障脫氣時在上模與中模間打開。模具調整后，經試模效果良好，氣泡消除，量產中也沒有再出現此類氣泡現象，該問題得到了較好的解決。

2.6膠料用量不當造成的氣泡

加膠量不足或剛剛好時，模具打開排氣過程會有或多或少的膠料擠壓出模具型腔，模具磨損造成的間隙亦會造成模腔內部膠料的流失，造成模腔內部膠料密實度下降，容易形成氣泡；加膠量過大時，模具向外排氣的孔洞、縫隙等被多余膠料阻塞，造成模腔內氣泡的溢出路徑受阻，停止在模腔內部形成氣泡，尤其當模具分型面加工的很光滑時，在注壓過程中由于分型面貼合的太緊而不便于空氣的排出。

如圖4中①所示，膠料投放過少甚至缺料的情形通常不會出現，膠料投放過多造成產品出現問題的情況時常出現，例如開膠、裂口、氣泡、飛邊厚大等。夸張一點說，加膠量應該是除硫化三要素之外，影響產品性能的最重要因素之一，在此僅以加膠量過多造成氣泡的情形進行分析。

圖13所示為一個牽引拉桿節點的硫化模具，采用注壓成型，該模具試模后，存在氣泡現象。如圖14中①所示，氣泡出現的位置在a處的注膠孔及排氣盲孔附近，經觀察發現，膠料用量較多，多余的膠料溢出后匯集到了b處模具與骨架的孔隙中，并且幾乎填滿了整個空間。分析其原因為多余膠料溢滿模具中的空間后，封堵了氣體繼續溢出的去向，而該模具結構的另一特點為模具壓緊了外骨架，氣體難以經外骨架處的分型面溢出，致使氣泡滯留在了模具型腔內，解決該問題的思路是給氣體尋找一個合理的去處。

根據上述分析，解決此問題的方案可以有兩種，一種最簡單的方法是，不改變模具結構，適量減少用膠量，以便氣體溢出到模具與骨架形成的孔隙內，氣泡可以消除，減少用膠量后氣泡消除，量產后十分穩定；第二種解決方案如圖14中②所示，更改模具配合尺寸，一方面將圖14中②所示的中模C處和哈呋塊D處的分型面高度降低，形成圖中的臺階狀；另一方面使模具壓緊內骨架（略微的過盈配合），此時即使膠料用量較多，也可以由外骨架處的分型面溢出，不存在膠料封堵問題，氣泡可以自由溢出，同樣可以保障氣泡的消除。

2.7產品結構設計不當造成的氣泡

產品的結構設計通常由設計工程師完成，由于對生產工藝的不熟悉，有時候設計出的產品結構會對生產工藝造成困難，對產品性能無影響的一些細節可根據工藝執行的便利進行適當的修改，在此介紹一例修改產品包膠結構解決氣泡問題的案例。

圖15所示模具為一系橡膠彈簧的硫化模具，采用壓鑄成型，模具試模后發現存在氣泡，如圖16中①所示，氣泡的位置出現在模具的A處型面上，該處骨架表面有2mm的包膠設計，雖然此處的氣泡并不影響使用性能，但嚴重影響產品外觀。觀察發現：此處產品的結構使得模具形成了一個凹窩結構的脫氣死角，盡管模具設計時考慮到此處脫氣困難，已經在骨架上方設置了不少數量的排氣盲孔，但硫化氣泡存在的位置距離盲孔約5mm，但不論怎樣都無法使得氣泡進入盲孔。分析這種情形我們觀察到，在A處型面最上端，也就是A處骨架的最上端，亦設計了1.5mm的包膠，該骨架將橡膠分成了兩個孤立的部分，各部分的橡膠不能相互流動，只有該骨架頂端的小間隙可以有少量的膠料移動。由于注膠孔位置的原因，如圖16中①所示，1#注膠孔遠離A處型面，2#注膠孔正對著A處型面，當注膠時，1#注膠孔的膠料向A處型面移動，以實現骨架包膠。但是由于其距離較遠，膠料流到A處型面時的壓力較低，而2#注膠孔距離非常近，注膠壓力較大，骨架右側的膠漫過骨架頂端，流到了A處型面并與1#注膠孔的膠料匯合。由于膠料流動時會趕著氣體向前移動，使得兩股膠料匯集處的氣體濃度最高，而2#注膠孔過來的膠料壓力較大，兩膠相匯處偏離了骨架正上方的盲孔位置，盲孔內部由2#注膠孔的膠料預先填滿，使得膠料交匯處的氣體無去處，形成了氣泡。要解決這種問題，需要給氣體尋找一個出路，但這一點在工

藝和模具上都較難實現。

考慮到產品該處包膠并無太多意義，可以考慮更改產品結構，將此處的包膠去掉。如圖16中②所示，模具A處型面與骨架貼緊，使膠料不能流入，但骨架與模具貼合面總會存有一定的微小間隙，該間隙可以作為氣體的暫存處，而不至于在橡膠上形成氣泡。硫化后骨架沒有包膠處也會有已經固化的粘合劑起到防銹作用，對產品沒有任何影響。按此產品結構更改模具試制后效果較好，量產中該處也沒有繼續出現氣泡，問題得到了有效的解決。

標簽：生產過程橡膠產生