異型尼龍隔熱條的設計探討

2015-03-12 01:36:27陳愛新陳前

中國建筑金屬結構 2015年8期

陳愛新陳前

異型尼龍隔熱條的設計探討

陳愛新陳前

【摘要】本文對異型尼龍隔熱條產品從結構設計、配方設計和模具設計三個方面展開論述，總結了異型尼龍隔熱條的設計特點和注意事項。

【關鍵詞】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準條和異型條，實心條和空心條。所謂標準條即標準件，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，整體技術比較成熟；異型條是幕墻設計師創新的產品，需要專門開模制作。尼龍隔熱條模具制作相比密封膠條工藝復雜、周期長、開模費較貴，且一旦開出了模具，再進行結構調整的可能性極小，修模費用相當于重做模具，所以在設計這類產品時，需特別謹慎考慮以下三個方面。

1.結構設計

1.1 結構的對稱性

借鑒標準條的設計特點，異型條也應盡可能簡化設計，不要過于追求結構創新，設計成過于奇形怪狀、無規律的結構，對稱性設計可以明顯減輕空心和大尺寸隔熱條的波浪彎曲現象。

1.2 壁厚的一致性

截面的壁厚應盡可能保持一致性，主要目的就是為了減少擠出時，由于厚度不一致所產生的收縮不平均而導致的彎曲，見圖1。

1.3 壁厚的取值范圍

壁厚的取值范圍在1.5～5mm左右，既可以滿足隔熱要求，又能保持了足夠的力學性能，還有利于生產擠出的穩定性。當壁厚超過15mm時，應考慮采用空心結構，優化案例見圖2。

1.4圓角位設計

尼龍隔熱條含有約25%的玻纖，材質特性決定了尼龍條生產工藝的復雜，通常采用“硬頂”擠出的工藝，圓角位應當設計至少為R0.3，可以延長模具使用壽命，還可以預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

尼龍隔熱條產品圖必須和鋁合金型材的裝配圖結合設計，一定要依照型材的表面處理方式和裝配方式，同時要考慮尼龍的吸水性，評估彎曲數值對使用的影響，綜合考慮裝配間隙，通常在0.2～0.5mm左右。

1.6變形標準

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，是可以滿足使用的，見圖3。

2.配方設計

2.1 加工性

異型隔熱條所用材料的加工性比標準條I型、T型等更高，且GB/T 23615.1中規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%，所以主要通過選擇不同粘度的PA66型號按適當比例并用調整加工性，對不同結構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，常常需要硅酮密封膠做封水處理，故而，相容性和粘接強度也是必須考慮的，不能單純考慮材料的流動性，加入過多的潤滑劑、流動助劑，防止小分子材料析出表面，破壞粘接強度或變色。

2.3 硬度控制

GB/T 23615.1中規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雜性，控制硬度范圍邵氏D度75-80之間，效果較好。

3.模具設計

3.1 冷卻水流道的影響

隔熱條模具非常復雜，典型圖片如圖4。

其中定型板內的水冷流道設計非常關鍵，直接影響擠出的連續性，流道距離型腔過近，容易造成模具爆裂、漏水，過遠則往往造成成品冷卻不足，出現竹節現象，表面粗糙和彎曲變形。不同結構的隔熱條，應根據隔熱條的壁厚，設計成合理的流道間距。冷卻水宜采用蒸餾水為冷卻介質，輔以可以控溫的工業冷水機，并具備有流量調節功能。

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和熱處理工藝有直接關系，空心隔熱條模芯應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外兩塊模板鑲嵌焊接，對組裝的精度要求較高，應先焊接后再上進口設備慢走絲切割，防止模具內部應力集中，高溫受壓時產生爆裂漏水。經過對比，氬弧焊比銅焊對模具的影響較小，焊接時應根據工件大小，精心調節電流，控制焊接溫度在一定范圍。

異型尼龍隔熱條是一個復雜的系統工程，從前端設計到后期的批量生產，從結構設計到配方設計以及模具設計，只要每一個環節都謹慎對待，科學設計，是可以做出物美價廉的好產品。

【參考文獻】

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