Как производить ролики из ПУ? Можно ли изготовить этот стержень из ПУ?

Суть производства полиуретановых роликов заключается в преобразовании жидкого сырья в твердые ролики с определенной структурой и свойствами посредством процесса формования полиуретана (ПУ). Производственный процесс должен учитывать как свойства материала (например, двухкомпонентное реакционное отверждение), так и функциональные требования к валку (например, несущая способность, износостойкость и бесшумная работа), обычно включающие пять основных этапов: подготовка сырья, проектирование формы, процесс формования, последующая обработка и контроль качества. Ниже приводится подробное объяснение конкретного производственного процесса:

I. Подготовка сырья: двухкомпонентная ПУ-система.

Сырьем для полиуретановых валиков является двухкомпонентный полиуретан (компоненты А/В), который необходимо тщательно смешать и отвердить в определенном соотношении:

Компонент А (изоцианат): такой как MDI (дифенилметандиизоцианат) или TDI (толуолдиизоцианат), обеспечивающий группы -NCO, необходимые для реакции сшивки;

Компонент B (полиол + добавки): состоит из полиэфирных/полиэфирных полиолов, удлинителей цепей (таких как 1,4-бутандиол), катализаторов (таких как оловоорганические соединения), пенообразователей (физическое или химическое вспенивание), красителей и т. д., определяющих эластичность, плотность и функции ПУ (например, износостойкость и маслостойкость).

Ключевой контроль: точность соотношения A/B (обычно молярное соотношение NCO/OH составляет 1,05–1,1:1) напрямую влияет на степень реакции и конечную производительность.

ПУ пластиковый стержень ролик

II. Проектирование пресс-форм и предварительная обработка

Пресс-форма является основным инструментом, определяющим структуру ролика (например, диаметр, ширину, канавки и положения подшипников), и ее необходимо настраивать в соответствии с конструкцией ролика:

Материал пресс-формы: обычно используются алюминиевый сплав (хорошая теплопроводность, легкая разборка) или сталь (высокая термостойкость, длительный срок службы);

Конструктивное проектирование: должны быть предусмотрены ворота (например, центральные или боковые ворота) и вентиляционные отверстия (во избежание образования пузырьков воздуха), а также должен быть предусмотрен угол уклона (обычно 1–3 °) для облегчения демонтажа;

Предварительная обработка металлического сердечника (если применимо). Большинство роликов из полиуретана имеют составную структуру «металлический сердечник + внешний слой из полиуретана» (металлический сердечник обеспечивает прочность, а полиуретан обеспечивает износостойкость/тихую работу).

Металлическому сердечнику необходимо пройти поверхностную обработку для усиления сцепления с ПУ: пескоструйную обработку (увеличение площади поверхности); химическая обработка (например, травление кислотой или нанесение грунтовки, например, силанового связующего агента); предварительный нагрев (80-120 ℃, для улучшения прочности межфазного соединения).

Полый стержень из полиуретана

III. Процесс формования

Основным методом является литьевое формование, в некоторых случаях используется литьевое/компрессионное формование.

В зависимости от размера, конструкции и требований к производственной мощности выбираются следующие процессы:

1. Литье (самое распространенное)

Подходит для роликов среднего и большого размера (диаметром 100–1000 мм) или роликов сложной конструкции (например, с седлами подшипников или спицами). Процесс выглядит следующим образом:

Смешивание: Закачайте материалы A и B в статический миксер в правильных пропорциях и тщательно перемешайте (время смешивания 5-10 секунд, избегая образования пузырьков воздуха);

Заливка: введите смесь в предварительно нагретую форму через затвор (температура формы 40-80 ℃, что способствует реакции);

Отверждение: отверждение при комнатной температуре или при нагревании (50-120 ℃, время 0,5-4 часа), в результате реакции образуется трехмерная сетчатая структура, образующая полиуретановый эластомер;

Извлечение из формы: после отверждения откройте форму и извлеките полиуретановый ролик с металлическим сердечником (если это цельный тип без металлического сердечника, извлеките его из формы напрямую).

Преимущества: Низкая стоимость оборудования, подходит для небольших партий и нескольких сортов; возможность формования валков больших размеров и сложной конструкции.

2. Литье под давлением

Подходит для небольших стандартизированных роликов (таких как колеса офисных стульев, колеса тележек), высокая эффективность (время цикла от 30 секунд до 2 минут): Впрыск в литьевой машине: расплав полиуретана (пластифицированный шнеком) впрыскивается в форму под высоким давлением (температура 60-100 ℃); Удержание давления и охлаждение: Удержание давления в течение 5-20 секунд, охлаждение до температуры расформовки (30-50 ℃) перед открытием формы.

Преимущества: Высокая степень автоматизации, подходит для массового производства; высокая точность размеров (допуск ±0,1-0,3 мм).

3. Компрессионное формование

Используется для толстостенных или высоконагруженных роликов (например, промышленных роликов), способствующих отверждению под давлением: смешанный полиуретановый материал помещается в предварительно нагретую форму (100–150 ℃), а после закрытия формы прикладывается давление (5–20 МПа); Быстрое отверждение при высокой температуре и давлении (5-15 минут) с одновременным удалением газа и уменьшением внутренних дефектов.

AHD PU полый стержень

IV. Постобработка: улучшение производительности и внешнего вида

Формованные валики требуют следующей обработки:

Обработка кромок: удаление заусенцев (остатков ворот), обычно выполняемое вручную или с помощью криогенной обрезки (замораживание жидким азотом с последующим ударом для удаления заусенцев, высокоэффективное и приводящее к гладкой поверхности);

Обработка поверхности: Полировка (повышение блеска); Напыление (например, противоскользящее покрытие, атмосферостойкое покрытие); Установка аксессуаров (например, установка подшипников, сальников);

Отверждение: некоторые полиуретаны требуют помещения при температуре 50–70 ℃ на 24–48 часов для дальнейшего завершения реакции сшивки и улучшения механических свойств (например, прочности на разрыв, устойчивости к старению).

Производство роликов из полиуретана основано на реакционном отверждении двухкомпонентного полиуретана. Благодаря проектированию пресс-форм, процессам формования (литье/литье под давлением/компрессионному формованию) и последующей обработке в конечном итоге получаются валковые изделия с высокой износостойкостью, регулируемой эластичностью и высокой несущей способностью. Выбор процесса должен сочетаться с размером, структурой и производственной мощностью роликов, в то время как контроль качества фокусируется на прочности сцепления, динамических характеристиках и адаптации к окружающей среде, чтобы обеспечить долгосрочную надежную работу в логистике, промышленности и медицине.

November 09, 2025