陳愛(ài)新 陳前

異型尼龍隔熱條的設(shè)計(jì)探討

陳愛(ài)新 陳前

【摘 要】本文對(duì)異型尼龍隔熱條產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配方設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)三個(gè)方面展開(kāi)論述，總結(jié)了異型尼龍隔熱條的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】隔熱條；異型；空心；尼龍（聚酰胺）；特氟龍

尼龍隔熱條按外形分為標(biāo)準(zhǔn)條和異型條，實(shí)心條和空心條。所謂標(biāo)準(zhǔn)條即標(biāo)準(zhǔn)件，各家幕墻公司能夠通用，尺寸是固定的，如Ⅰ型、T型等，模具也是通用的，整體技術(shù)比較成熟；異型條是幕墻設(shè)計(jì)師創(chuàng)新的產(chǎn)品，需要專(zhuān)門(mén)開(kāi)模制作。尼龍隔熱條模具制作相比密封膠條工藝復(fù)雜、周期長(zhǎng)、開(kāi)模費(fèi)較貴，且一旦開(kāi)出了模具，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整的可能性極小，修模費(fèi)用相當(dāng)于重做模具，所以在設(shè)計(jì)這類(lèi)產(chǎn)品時(shí)，需特別謹(jǐn)慎考慮以下三個(gè)方面。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性

借鑒標(biāo)準(zhǔn)條的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，異型條也應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，不要過(guò)于追求結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)成過(guò)于奇形怪狀、無(wú)規(guī)律的結(jié)構(gòu)，對(duì)稱(chēng)性設(shè)計(jì)可以明顯減輕空心和大尺寸隔熱條的波浪彎曲現(xiàn)象。

1.2 壁厚的一致性

截面的壁厚應(yīng)盡可能保持一致性，主要目的就是為了減少擠出時(shí)，由于厚度不一致所產(chǎn)生的收縮不平均而導(dǎo)致的彎曲，見(jiàn)圖1。

1.3 壁厚的取值范圍

壁厚的取值范圍在1.5～5mm左右，既可以滿(mǎn)足隔熱要求，又能保持了足夠的力學(xué)性能，還有利于生產(chǎn)擠出的穩(wěn)定性。當(dāng)壁厚超過(guò)15mm時(shí)，應(yīng)考慮采用空心結(jié)構(gòu)，優(yōu)化案例見(jiàn)圖2。

1.4圓角位設(shè)計(jì)

尼龍隔熱條含有約25%的玻纖，材質(zhì)特性決定了尼龍條生產(chǎn)工藝的復(fù)雜，通常采用“硬頂”擠出的工藝，圓角位應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)至少為R0.3，可以延長(zhǎng)模具使用壽命，還可以預(yù)防隔熱條邊緣鋒利刮手和造成包裝物的破損。

1.5裝配間隙

尼龍隔熱條產(chǎn)品圖必須和鋁合金型材的裝配圖結(jié)合設(shè)計(jì)，一定要依照型材的表面處理方式和裝配方式，同時(shí)要考慮尼龍的吸水性，評(píng)估彎曲數(shù)值對(duì)使用的影響，綜合考慮裝配間隙，通常在0.2～0.5mm左右。

1.6變形標(biāo)準(zhǔn)

尼龍隔熱條尤其是異形，空心隔熱條有彎曲變形是不可避免的，但是，控制在一定范圍內(nèi)，是可以滿(mǎn)足使用的，見(jiàn)圖3。

2.配方設(shè)計(jì)

2.1 加工性

異型隔熱條所用材料的加工性比標(biāo)準(zhǔn)條I型、T型等更高，且GB/T 23615.1中規(guī)定了尼龍隔熱條玻纖含量為25±2.5%，PA66的主體材料含量為65%，所以主要通過(guò)選擇不同粘度的PA66型號(hào)按適當(dāng)比例并用調(diào)整加工性，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的異型隔熱條使用不同加工性的配方。

2.2 相容性

異型尼龍隔熱條在安裝時(shí)，常常需要硅酮密封膠做封水處理，故而，相容性和粘接強(qiáng)度也是必須考慮的，不能單純考慮材料的流動(dòng)性，加入過(guò)多的潤(rùn)滑劑、流動(dòng)助劑，防止小分子材料析出表面，破壞粘接強(qiáng)度或變色。

2.3 硬度控制

GB/T 23615.1中規(guī)定尼龍隔熱條硬度范圍邵D 80±5，考慮到異型隔熱條擠出工藝復(fù)雜性，控制硬度范圍邵氏D度75-80之間，效果較好。

3.模具設(shè)計(jì)

3.1 冷卻水流道的影響

隔熱條模具非常復(fù)雜，典型圖片如圖4。

其中定型板內(nèi)的水冷流道設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，直接影響擠出的連續(xù)性，流道距離型腔過(guò)近，容易造成模具爆裂、漏水，過(guò)遠(yuǎn)則往往造成成品冷卻不足，出現(xiàn)竹節(jié)現(xiàn)象，表面粗糙和彎曲變形。不同結(jié)構(gòu)的隔熱條，應(yīng)根據(jù)隔熱條的壁厚，設(shè)計(jì)成合理的流道間距。冷卻水宜采用蒸餾水為冷卻介質(zhì)，輔以可以控溫的工業(yè)冷水機(jī)，并具備有流量調(diào)節(jié)功能。

3.2 模具表面光潔度

眾所周知，模具表面光潔度和模具鋼材材質(zhì)和熱處理工藝有直接關(guān)系，空心隔熱條模芯應(yīng)采用高溫特氟龍表面噴涂工藝，提高表面光滑程度，減少擠出阻力。

3.3 模具的組裝工藝

尼龍模具定型模板由內(nèi)外兩塊模板鑲嵌焊接，對(duì)組裝的精度要求較高，應(yīng)先焊接后再上進(jìn)口設(shè)備慢走絲切割，防止模具內(nèi)部應(yīng)力集中，高溫受壓時(shí)產(chǎn)生爆裂漏水。經(jīng)過(guò)對(duì)比，氬弧焊比銅焊對(duì)模具的影響較小，焊接時(shí)應(yīng)根據(jù)工件大小，精心調(diào)節(jié)電流，控制焊接溫度在一定范圍。

異型尼龍隔熱條是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從前端設(shè)計(jì)到后期的批量生產(chǎn)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到配方設(shè)計(jì)以及模具設(shè)計(jì)，只要每一個(gè)環(huán)節(jié)都謹(jǐn)慎對(duì)待，科學(xué)設(shè)計(jì)，是可以做出物美價(jià)廉的好產(chǎn)品。

【參考文獻(xiàn)】

[1]GB/T 23615.1-2009 鋁合金建筑型材用輔助材料 第一部分聚酰胺隔熱條

[2]陳樂(lè)怡主編. 合成樹(shù)脂及塑料牌號(hào)手冊(cè) （下）. 中國(guó)石化出版社，2003

[3]朱建民主編. 聚酰胺樹(shù)脂及其應(yīng)用. 化工出版社，2011

[4]張玉龍，李萍主編. 工程塑料改性技術(shù). 機(jī)械工程出版社，2006

[5]郭寶華，張?jiān)雒?，徐軍主? 聚酰胺合金技術(shù)與應(yīng)用. 機(jī)械工程出版社，2010

[6]何震海，常紅梅，郝連東主編. 擠出成型. 化學(xué)工業(yè)出版社，2007

[7]尼龍隔熱條常識(shí)與應(yīng)用. 深圳市聯(lián)和強(qiáng)實(shí)業(yè)有限公司內(nèi)部資料（2014版）.

（作者單位：深圳市聯(lián)和強(qiáng)實(shí)業(yè)有限公司）

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU532.65

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-3362（2015）08-0052-02