【加工制造】带你了解熔喷布的生产工艺及核心件喷丝板
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自从疫情以来，防疫物资一个接一个的成为爆款，口罩是其中的核心产品，也是缺口最大的最重要战略物资。随着口罩价格的冲高，口罩机和熔喷布的需求和价格都乘风而起。
开始大家到处寻购口罩机，口罩机图纸也火了一把，想必大家肯定看到过不少口罩机相关的技术内容了。对于机械工程师来说，口罩机的机械原理，生产过程可能不算太复杂（可调试起来据说非常困难的）。相比较而言，熔喷布的生产可能会比较陌生了。今天我们就通过几个视频给大家介绍一下熔喷布的生产工艺、过程。并介绍一下熔喷工艺生产中的核心部件：喷丝板。
熔喷法非织造布是20世纪50年代首先在美国研制成功的,我国也曾在60年代初进行过研制。它由高熔融指数的聚丙烯切片直接纺丝成布,是一种高新技术产品。
首先，我们来看第一个视频，讲解的是生产熔喷布的原理与工艺流程：
下面，我们看一下熔喷布的现场生产状况，加深对原理和工艺的理解。
这个原理看上去貌似不难哦，可是仔细想一想，涉及到的设备可是不少，具体罗列出来，有下面这么多：
（1）螺杆挤压机，其目的是将切片熔化。
（2）计量泵：其作用是精确计量，控制产量和纤维的细度，将熔体连续输送到喷丝头。
（1）熔体过滤器：其作用是将熔体中的杂质过滤掉，以免堵塞喷丝孔。
（3）)输送网帘：将熔喷纤维均匀接收铺在网上，向前输送，其下面有散热风机。
（4）纺丝箱体：是熔喷工艺的关键设备，其核心部件就是喷丝板，板上布满一长列喷丝孔，一般每m长约有1500个喷孔。
（5）喂料系统：由3个计量斗组成,分别用于计量白色切片、色母粒、添加剂，3种组分进入下面的混合搅拌器混合均匀，即投入生产。
（6）热风机与加热器：提供纺丝气流拉伸时所用的热空气的温度与压力，用电加热,耗电量较大。
（7）卷取机：采用全自动卷取，将熔喷布成卷包装。
熔喷法非织造布的纤维特点是超细，其纤维直径最小可达到0.5um，一般在1~5um之间。纤维越细，熔喷布质量越好，但产量相对减少。由于纤维超细，其比表面积大，吸附能力强，这也是熔喷布最突出的优点。
要保证纤维直径，就用到了整个熔喷工艺中最核心的部件，喷丝板。喷丝板两侧面装有热空气喷管，下装有热空气喷孔，使纤维喷出之后，即刻用高速热空气进行气流拉伸，把纤维吹断，成为超细纤维。
其实，喷丝板不仅仅是生产熔喷布中使用，还用于各种化纤的生产加工中。
根据不同的加工场景及工艺，喷丝板主要有以下几种分类：
湿法喷丝板：
湿法纺丝是指在凝固夜中，将聚合物（高分子原料）从喷丝板中挤出，经过凝固，再生的化学反应后，再将纺丝原液与凝固夜分离，形成纤维的纺丝方法。
干纺喷丝板
干纺是将高分子化合物制成纺丝溶液，由喷丝头的细孔压入热空气中，因溶剂急速挥发而凝固成纤维。用于制醋酸、氨纶和腈纶纤维等。干纺用异形孔喷丝板在孔边长，孔长，导孔角度等对加工精度的要求比圆孔高。
干湿法喷丝板
干湿法纺丝是指将聚合物（高分子原料）从喷丝板挤出，经过短暂的空气接触后，立即进入凝固夜中，凝固后形成纤维的纺丝方法。
熔纺喷丝板
熔纺是化学纤维的主要成形方法之一，主要特点是卷绕速度高、不需要溶剂，设备简单，工艺流程短。和其他纺丝工艺相比生产性较高，合成纤维主要品种的涤纶和锦纶等都采用熔纺生产。
复合纺丝喷丝板
虽然种类不同，但都有一个最大的共同点：板上很多小孔。
其实，整个喷丝板的核心工艺就在微孔的加工上，微孔要求直径在Φ0.20~Φ0.25mm，深度2.5~4mm不等。
常用喷丝板材料如下：
14Cr17Ni2 12Cr18Ni9 | 1Cr17Ni2 1Cr18Ni9Ti | SUS431 SUS321 |
下面我们来看一个喷丝板加工的视频：
从视频中可以看出，喷丝板喷嘴的加工精度很高，属于微孔加工领域，所以生产难度非常大。目前，高端喷丝板主要供应商都在日本和德国。
▲喷丝板
那么，口罩熔喷布喷丝板上的小孔能用什么设备加工呢？主要是微孔钻头进行钻削加工，同时也会用到其它一些特种加工工艺。
微孔钻头规格为Φ0.2x3.5mm、Φ0.25x4mm等。因为钻头太细，生产钻头本身价格就比较高，而且由于是微孔加工，钻头寿命也不高。这也造成了喷丝板的加工成本较高。
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