[发明专利]一种长径比为4的直筒型塑料内胆的滚塑加工方法

说明书

本发明涉及一种长径比为4的直筒型塑料内胆的滚塑加工方法，包括：挑选适合的滚塑模具；将金属阀座嵌入滚塑模具；向滚塑模具中加入聚乙烯塑料粉末，使聚乙烯塑料粉末能够均匀涂覆在滚塑模具的整个表面；对滚塑模具进行加热、熔融以及冷却，设置主轴转速为3至10rpm，主副轴转速比4.8:4；冷却后，打开滚塑模具，取出长径比为4的直筒型塑料内胆。本发明所述方法将转速比调为4.8:4时，内胆壁厚较为均匀，基本呈直线分布，壁厚差约为1mm，对塑料内胆的性能及缠绕气瓶的疲劳寿命具有显著提升。

技术领域

本发明涉及气瓶内胆加工技术领域，尤其涉及一种长径比为4的直筒型塑料内胆的滚塑加工方法。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，新能源汽车已经逐渐走入大众的视野，而车用高压气瓶作为汽车中一个重要的组成部分，共分为4种：Ⅰ型钢制气瓶，Ⅱ型钢制内胆纤维环向缠绕气瓶，Ⅲ型铝合金内胆纤维全缠绕气瓶和Ⅳ型塑料内胆纤维全缠绕气瓶。国外的Ⅳ型瓶技术已经发展了十几甚至几十年，而目前在国内还没有适用于Ⅳ型瓶的国家标准出台，发展仍处于起步阶段。

相比于其他几种高压气瓶，Ⅳ型瓶优势更明显。从技术上来讲，其采用非金属内胆，具有优异的抗氢脆腐蚀能力，相对金属内胆的III型瓶更具安全优势；从经济性上来讲，Ⅳ型储氢瓶制造成本低于III型瓶，而且其由于内胆为塑料，不易疲劳失效，使用寿命较长，进一步降低了消费成本。

Ⅳ型瓶内胆的材料选择有聚乙烯和聚酰胺两大类，成型方法通常有以下几种：注塑成型与焊接相结合，吹塑成型和滚塑成型。根据具体工艺路线，内胆材料的选择也会有所不同。滚塑是一种用于生产中空单件塑料制件的低压、高温制造方法。由于常压进行，并且使用粉末，所以能够制造出几乎无应力的制件。滚塑过程一般包括投料、加热、冷却、出料四部分。相比于其他成型方法，滚塑成型能够得到壁厚均匀的制件，并且没有材料浪费。通过调整加热冷却温度和时间和速率可以得到不同性能的制件，选用适当的主副轴转速比，也可以获得相对均匀的壁厚。

在《Practical Guide to Rotational Moulding》一书中曾提出对于一般的滚塑制品在滚塑过程中通过主轴和副轴的配合转动实现滚塑的一体成型，主轴和副轴转速通常采用4：1的转速比能够使滚塑制品的壁厚相对均匀。

维持恒定的主轴转速和副轴转速比为4:1的滚塑工艺并不适用于所有的滚塑制品，当滚塑制品为直筒型，且长径比约为4时，使用主轴转速和副轴转速为4:1的转速比并不能获得相对均匀的壁厚，而是呈拱形分布，对内胆的性能及缠绕气瓶的疲劳寿命产生影响。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种长径比为4的直筒型塑料内胆的滚塑加工方法及系统，主要针对长径比约为4时的直筒型滚塑制品，使该种滚塑制品能够获得较为均匀的壁厚。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种长径比为4的直筒型塑料内胆的滚塑加工方法，其特征在于，包括：

S1、挑选适合长径比为4的直筒型塑料内胆的滚塑模具；

S2、将金属阀座嵌入滚塑模具；

S3、向滚塑模具中加入20至24kg的聚乙烯塑料粉末，使聚乙烯塑料粉末能够均匀涂覆在滚塑模具的整个表面；

S4、对滚塑模具进行加热阶段，设置主轴转速为3至10rpm，主副轴转速比4.8:4，恒温150℃至170℃，持续时间15至30分钟；

S5、对加热后的滚塑模具进行熔融阶段，设置主轴转速为3至10rpm，主副轴转速比4.8:4，恒温190℃至220℃，持续时间25至40分钟；

S6、对熔融后的滚塑模具进行冷却阶段，设置主轴转速为3至10rpm，主副轴转速比4.8:4；

S7、冷却后，打开滚塑模具，取出长径比为4的直筒型塑料内胆。