長(zhǎng)期以來(lái)，
膠輥生產(chǎn)由于產(chǎn)品的不固定性和尺寸規(guī)格的多樣性，成為工藝設(shè)備機(jī)械化和自動(dòng)化的難點(diǎn)。到目前為止，大部分仍然是以人工為主的間歇式單元式生產(chǎn)線。最近一些大型專業(yè)廠家開始實(shí)現(xiàn)從混煉膠到成型硫化工藝的連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率成倍提高，工作環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度大大改善。
近年來(lái)，隨著注射、擠出和纏繞技術(shù)的不斷發(fā)展，膠輥成型和硫化設(shè)備逐漸使膠輥生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化。膠輥性能對(duì)整機(jī)影響很大，對(duì)工藝操作和生產(chǎn)質(zhì)量要求極其嚴(yán)格。其多種產(chǎn)品已被列為精品，其中橡塑材料的選擇和產(chǎn)品尺寸精度的控制是重點(diǎn)。膠輥橡膠表面不允許有任何雜質(zhì)、砂眼和氣泡，不允許有疤痕、缺損、溝槽、裂紋、局部海綿和軟硬不一。因此要求膠輥在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中保持絕對(duì)的干凈和細(xì)致，實(shí)現(xiàn)操作的統(tǒng)一和技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。橡膠與金屬芯的結(jié)合、粘貼與注塑、硫化與研磨等工藝都成為高科技工藝。
1.橡膠混合物的制備
對(duì)于膠輥來(lái)說(shuō)，混煉膠的混煉是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。膠輥膠料有10多種，從天然橡膠、合成橡膠到特殊材料，含膠量25% ~ 85%，硬度0 ~ 90度，跨度很大。因此，如何將這些化合物混合均勻就成了一個(gè)大問題。常規(guī)方法是用開煉機(jī)混合加工各種母料。近年來(lái)，越來(lái)越多的企業(yè)采用嚙合式密煉機(jī)分段混煉制備橡膠。
橡膠混合均勻后，用橡膠過(guò)濾器過(guò)濾，除去橡膠中的雜質(zhì)。然后用壓延機(jī)、擠出機(jī)、層壓機(jī)制成無(wú)氣泡、無(wú)雜質(zhì)的薄膜或膠條進(jìn)行膠輥成型。這些膜和膠帶在成型前，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行外觀檢查，并限定停放期，以保持表面新鮮，防止粘連和擠壓變形。由于膠輥產(chǎn)品多為非成型產(chǎn)品，一旦表面橡膠有雜質(zhì)和氣泡，硫化后打磨表面時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)砂眼，導(dǎo)致整個(gè)膠輥的返修超標(biāo)甚至報(bào)廢。
第二，成型
膠輥成型主要是將包覆橡膠粘貼在金屬芯上，包括包覆法、擠出法、成型法、注射法、注射法。目前國(guó)內(nèi)主要以機(jī)械或手工粘接成型為主，國(guó)外大部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。大中型膠輥基本采用仿形擠出，通過(guò)擠出薄膜連續(xù)貼合成型或擠出膠條連續(xù)纏繞成型生產(chǎn)。同時(shí)，在成型過(guò)程中，規(guī)格、尺寸、外觀形狀均由微電腦自動(dòng)控制，有的還可以用擠出機(jī)進(jìn)行直角擠出、異形擠出成型。
上述成型方法既能降低勞動(dòng)強(qiáng)度，又能消除可能出現(xiàn)的氣泡。為了防止硫化過(guò)程中膠輥的變形和氣泡、海綿的產(chǎn)生，特別是對(duì)于包裹法成型的膠輥應(yīng)采用外部柔性加壓方式。通常在膠輥外表面包裹幾層棉布或尼龍布，然后用鋼絲或纖維繩固定加壓。雖然這個(gè)過(guò)程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，但這是一個(gè)在硫化后去除敷料的“盲腸”過(guò)程，這使得制造過(guò)程變得復(fù)雜。而且包扎布和纏繞繩的使用極其有限且消耗量大，造成浪費(fèi)。
對(duì)于小微膠輥，可以采用多種制作工藝，如手工貼、擠壓、注射、注塑、澆注等。為了提高生產(chǎn)效率，成型法得到了廣泛的應(yīng)用，而且精度遠(yuǎn)高于非成型法。固體橡膠的注射和液體橡膠的澆注已經(jīng)成為最重要的生產(chǎn)方法。
第三，硫化
目前大中型膠輥的硫化方式仍然是硫化罐硫化。雖然靈活的加壓方式有所改變，但仍然沒有脫離運(yùn)輸和卸載的繁重勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。硫化熱源的加熱方式有蒸汽、熱風(fēng)、熱水三種，主流還是蒸汽。因金屬芯與水蒸氣接觸而有特殊要求的膠輥，會(huì)采用間接蒸汽固化，時(shí)間延長(zhǎng)1~2倍，通常用于空芯的膠輥。對(duì)于不能用硫化罐硫化的特殊膠輥，有時(shí)用熱水硫化，但水污染的處理需要解決。
為了防止橡膠與金屬芯因?qū)岵町愂湛s不同而導(dǎo)致膠輥與橡膠芯分層，一般在硫化時(shí)采用緩慢升溫升壓，硫化時(shí)間比橡膠本身要求的時(shí)間長(zhǎng)得多。為了達(dá)到內(nèi)外硫化均勻，使金屬芯的導(dǎo)熱系數(shù)接近橡膠，膠輥在罐內(nèi)停留24~48h，約為橡膠正常硫化時(shí)間的30~50倍。
而微型膠輥現(xiàn)在大多改為平板硫化機(jī)模壓硫化，徹底改變了膠輥的傳統(tǒng)硫化模式。近年來(lái)，注射機(jī)用于充模和真空硫化，可以自動(dòng)開合模具，機(jī)械化和自動(dòng)化程度大大提高，硫化時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。尤其是使用橡膠注射成型硫化機(jī)時(shí)，將成型和硫化兩個(gè)過(guò)程合二為一，時(shí)間可縮短至2~4 min，成為膠輥生產(chǎn)發(fā)展的重要方向。
目前，以聚氨酯彈性體(PUR)為代表的液體橡膠在膠輥生產(chǎn)中發(fā)展迅速，開辟了材料和工藝革命的新途徑。它采用澆注的形式，擺脫了復(fù)雜的成型操作和笨重的硫化設(shè)備，大大簡(jiǎn)化了膠輥的生產(chǎn)工藝。但是，最大的問題是必須使用模具。對(duì)于大規(guī)模的膠輥產(chǎn)品，尤其是單品，生產(chǎn)成本大大增加，給推廣使用帶來(lái)很大困難。
為了解決這個(gè)問題，近年來(lái)，一種用于無(wú)模制造的新技術(shù)PUR膠輥開始出現(xiàn)。它以聚氧丙烯醚多元醇(TDIOL)、聚四氫呋喃醚多元醇(PIMG)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDl)為原料，混合攪拌后快速反應(yīng)，定量澆注到緩慢旋轉(zhuǎn)的膠輥金屬芯上，逐步固化，最終形成膠輥。該技術(shù)不僅流程短，機(jī)械化自動(dòng)化程度高，而且省去了笨重的模具，可以根據(jù)要求生產(chǎn)各種規(guī)格的膠輥，大大降低了成本。現(xiàn)在已經(jīng)成為PUR膠輥的主要發(fā)展方向。
此外，世界各地用液體硅橡膠制造辦公自動(dòng)化設(shè)備用的微細(xì)膠輥也發(fā)展迅速。他們分為兩類:LTV和RTV，使用的設(shè)備不同于上述的PUR，形成了另一種類型的鑄造形式。在這里，最關(guān)鍵的問題是如何控制和降低橡膠的粘度，以保持一定的壓力和擠出速度。
四。表面處理
表面處理是膠輥生產(chǎn)的最后也是最關(guān)鍵的工序，表面研磨狀態(tài)直接影響膠輥的性能。目前有各種磨削方法，但主要是機(jī)械車削和拋光。正因如此，所用的磨削方法、磨具、磨料都很重要，很多企業(yè)都將其視為技術(shù)訣竅，并保持保密的態(tài)度。其中一個(gè)最大的問題是如何解決橡膠在研磨過(guò)程中的發(fā)熱現(xiàn)象，并保持研磨表面的最佳撓度。
膠輥除了打磨表面，還要徹底清洗，去除表面附著的橡膠粉。如果要求高，表面要進(jìn)一步打磨，部分要涂樹脂漆、乳膠漆、磁粉、靜電粉。同時(shí)，還可以電鍍或化學(xué)氧化所需的涂層，以達(dá)到感光、耐腐蝕、磁化和導(dǎo)電的功能。
隨著
膠輥的不斷發(fā)展，膠輥表面的涂覆技術(shù)得到了快速的提高，傳統(tǒng)的用膠輥性能涂覆橡膠的方法開始改變。具體來(lái)說(shuō)，就是用包覆的方法來(lái)改變和賦予膠輥新的性質(zhì)。比如使用壓延機(jī)、刮刀等設(shè)備，添加油屏蔽層提高耐油性等。，膠輥的形狀和材質(zhì)雖然和原來(lái)一樣，但是功能發(fā)生了很大的變化，有的變成了功能膠輥。這種表面處理技術(shù)在未來(lái)將會(huì)有很好的發(fā)展前景。
