浅谈聚氨酯切割机的制作和使用

马成玺

摘要：文章主要介绍了聚氨酯切割机的制作和使用。

关键词：聚氨酯 切割机 保温材料

该切割机是专为太阳能热水器用保温材料，即聚氨酯的切割而设计的，是专用设备。生产上用的保温材料聚氨酯的质量，即保温性能是个很重要的参数，必须检测合格才能使用。而检测前的样件要符合标准要求，主要是机械尺寸必须符合图纸。聚氨酯实验样件制作要求很严，切割面不应有破损，不能掉沫沫，要保持材料內部结构的原样。这样在切割面上质检员能看到发泡孔的分布情况，是否分布均匀和密集。以便掌握产品质量。样件是正方形或长方形，要求各面之间是直角。本切割机就是为达到上述技术要求而制作的。另外制作样件的时间也缩短跟多，提高了生产效率。经过近一年的时间，几经实验和反复修改后，聚氨酯切割机设计、安装、调试完成，使聚氨酯模压泡的制样，不但质量好，制样时间由原来人工据拉和砂纸磨平操作需两天，用该切割机缩短为不到半小时。该切割机已使用近4年，质量效果很好。保温材料聚氨酯实验项目有：导热系数、尺寸稳定性、压缩强度、闭孔率、密度等。聚氨酯切割机优点：送检的聚氨酯模压泡不能直接做实验，需加工八块尺寸大小不一样的正方形。原来是钢锯条反复拉开，后用砂纸反复打磨，锯磨出许多碎末，累、脏又费时。锯和磨不但出不了平面和正方形，又破坏了样件的发泡孔，另外检测导热系数需要300mm见方，厚25mm的两个，锯后再磨平，很难使两块尺寸一样在误差范围内。一个破坏了发泡孔，一个是两块厚度不一样，都影响导热系数实验结果。有时需要研究聚氨酯模压泡的内部发泡孔的情况，由于都被铁锯锯坏了，也看不到聚氨酯切面内部的真实情况。现在问题解决了，用聚氨酯切割机，是用适宜的电阻细丝的温度割开的，不产生一点碎末，聚氨酯正方形切面完好，不用砂纸打磨，没有任何破损，切割机是模具切割，两块厚度完全一样，内部发泡孔的质量好坏一目了然，并能切出很薄的片，便于两面观察发泡孔的质量，用钢锯条锯不出很薄的片，薄的片一锯就碎。切出的正方形不但质量好使实验结果准确，且实验时间提速2天，不会由于实验时间影响生产进度。工艺人员、发泡人员还能直接观察发泡孔的质量。如果闭孔率不合格，可改进工艺使产品合格。

聚氨酯切割机简介：分机械和电路两部分

1 电路部分

电路部分共分两路。在直流稳压调压电路中，使用一个变压器，将220V交流电压降压到20V和8V两个部分。第一部分是15V，将交流15V用两极管整流后，经过集成电路输出3-18V可调的直流稳定电压，切割中需要多少伏可任选用。这一路供切割长度在300mm到350mm的聚氨酯保温材料。切割工具是用细的镍铬合金电热丝，镍铬合金电热丝热膨胀系数小，即加热后涨肚变化小。镍铬合金电热丝另一个特点是强度高，很细的丝承受拉力大。这两点都适合做热切割工具。由镍铬合金电热丝长度和直径选取电压，因长度，直径一定后，就知道电阻值，由电阻值选择电压。选取后的电压是恒定的，流经电热丝电流也稳定不变，使电热丝得到恒定的温度。这一恒定温度是我们所需要的，它决定于被切割保温材料性质。我们现在所用聚氨酯保温材料切割温度约185℃。调整电路电压，可取得这一特定聚氨酯保温材料的切割温度。另一路供切割长度在50mm以下的聚氨酯保温材料，使用交流稳压供电，由电热丝切割长度短，电热丝也短，供电电压交流6V就满足要求。电压6V不可调，调电热丝长短获得不同的电流，使电热丝温度达到185℃。

2 机械部分

2.1 一是固定镍铬合金电热丝部分，切割用电热丝要保持平直并有一定的张力，满足切割时所需的力。同时固定端要有很好的电接触。这里没有选用电器上的接线柱，而是用我们浮球阀上的一个不锈钢件，电热丝很细用接线柱固定接触面很小，力量大夹坏了，力小又夹不紧，电接触也不好。浮球阀不锈钢件是个带罗纹的水管，罗纹上带一个大的六角螺母，螺母一端有个大帽沿和罗纹上平台对应，正好夹住电热丝。夹一周电热丝60mm长。接触面大，不用大力就夹牢固，夹不坏电热丝，电接触也好，即接触电阻小。如图所示。

2.2 二是电热丝热胀冷缩，加工时是热丝，电热丝通电加热，它要伸长下垂，不是直线，这是不允许的。对于张力，必须解决夹好有一定张力的电热丝，一接通电就发热变长，张力变小电热丝下垂的现象。需要的是电热丝热胀冷缩时，它的张力不变，并保持水平直线。设计时，夹电热丝两端的螺母，应是一端固定，另一端不夹紧，可以拉动。电热丝变长时用一定力通过这一螺母拉紧。完成这一功能用滑轮和重锤，滑轮是使电热丝张力变换方向，由水平方向变到垂直，另外没用轴而用滑轮，因滑轮是滚动，减少电热丝通过滑轮拉紧时的摩擦力，不然电热丝太细易于拉断。重锤的重量是电热丝张力，电热丝加热变长时重锤通过滑轮拉紧电热丝，使电热丝保持平直并具有所需的张力，改变重锤的重量就改变电热丝张力。聚氨酯切割的力不要超过重锤的重量。重锤的最大重量要小于电热丝拉断的张力，即保证电热丝不被重锤拉断。重锤的重量是由聚氨酯切开的力决定的，这个力由材料性质，电热丝温度，电热丝直径，切割口的长短等因素决定。

3 使用方法和注意事项

3.1 电热丝的电流是决定电热丝温度的，通过试验可确定某一温度切割最好，记住这一电流的大小，以后就用这一电流。

3.2 切割速度，速度不能过快和过慢，过快是温度没破坏聚氨酯结构，而是电热丝硬拉，使电热丝拉断。过慢时，烫坏聚氨酯的切面，成黑色。速度需要多次试验，积累经验后，就可完全掌握。

3.3 切割方法：电热丝接通电源，使电热丝加热两分钟。用手握住聚氨酯样件，底面和桌面一平。电阻丝到桌面的高度，是我们需的切割面长度。用手慢慢平推向前，接触电热丝后，就被电热丝切开。

3.4 注意不被电热丝烫伤，切割完成后，断开电源，关闭电源。

参考文献：

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[2]彭志平.壳聚糖、甲壳素/聚氨酯复合材料的研究[D].湘潭大学，2004.

[3]喻光辉，曾繁涤.聚氨酯/碳纳米管复合材料力学及电性能研究[J].工程塑料应用，2005（06）.