模具的设计是决定最终产品几何精度和结构完整性的主要机械约束。 在压制过程中，模具具有双重作用：它定义了铺路砖的形状，并提供了必要的刚性来承受高压下的熔融塑料。这种约束对于防止材料溢出和几何变形至关重要，即使在加工 LDPE 等高粘度材料时，也能确保砖块达到特定的尺寸规格。
核心要点 模具不仅仅是一个成型容器，它还是一个压力容器，能够实现必要的致密化。它在冷却阶段保持刚性约束的能力，是将再生塑料的松散熔体转化为坚固的承重单元的关键。
约束与稳定性的力学原理
定义几何精度
模具设计对铺路砖最终尺寸的影响最为直接。
模具提供了固定边界，用于塑造熔融的废旧塑料。
坚固的设计可确保这些边界保持静态，从而生产出符合严格尺寸公差的砖块。
防止材料溢出
当实验室压力机对塑料熔体施加压力时，材料会寻找阻力最小的路径。
精确设计的模具可有效密封，防止“飞边”或溢出。
如果模具允许材料逸出，内部压力会下降，导致填充不完全和几何缺陷。
稳定冷却阶段
模具的工作在施加压力后并未结束；它必须在固化过程中保持约束。
模具在塑料从熔融状态冷却到固态的过程中，将其保持在预定形状。
这种物理约束可防止塑料在冷却过程中收缩时产生的翘曲和变形。
对结构密度的影响
消除内部气孔
铺路砖的质量在很大程度上取决于其密度。
模具允许压力机施加足够的力，将困在熔融塑料中的气泡挤出。
通过抵抗塑料的向外力，模具确保材料被压实成无孔结构。
增强颗粒粘合
对于 LDPE、HDPE 或 PET 等再生塑料，需要机械压力才能将颗粒紧密粘合。
模具聚焦于此压力，迫使塑料颗粒熔合形成一个凝聚的整体。
这种紧密的粘合赋予了铺路砖作为人行道和花园用地的抗压强度。
理解权衡
刚性与热应力
虽然高度刚性的模具可确保尺寸稳定性，但它也必须能够承受热循环。
模具会吸收熔融塑料的热量；如果模具设计未考虑热膨胀，模具本身可能会翘曲或卡死。
这可能导致在重复循环中难以弹出砖块或尺寸不一致。
压力分布风险
仅关注外部形状而未考虑内部压力流动的模具设计可能导致薄弱点。
如果模具几何形状过于复杂，压力可能无法有效地传递到砖块的所有角落。
这会导致砖块外部看起来正确，但内部密度和强度不均匀。
为您的目标做出正确选择
为了最大化您的再生塑料铺路砖的质量，请根据您的具体性能要求调整您的模具设计：
- 如果您的主要关注点是尺寸一致性： 优先选择壁厚、接合面紧密的模具，以防止在负载下发生任何变形或泄漏。
- 如果您的主要关注点是抗压强度： 确保模具设计允许简单的、均匀的柱塞作用，最大限度地将压力传递到砖块的核心，以消除空隙。
最终，模具是原始压力和成品耐用产品之间的桥梁；它的刚性是质量的保证。
总结表：
| 设计因素 | 对质量的影响 | 主要优点 |
|---|---|---|
| 刚性和密封性 | 防止材料溢出和飞边 | 确保尺寸精度和恒定压力 |
| 压力分布 | 消除内部气孔（空隙） | 提高结构密度和抗压强度 |
| 热稳定性 | 管理膨胀和收缩 | 防止冷却过程中的翘曲和变形 |
| 表面公差 | 定义边界限制 | 确保砖块满足铺路严格的几何规格 |
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参考文献
- Nur Arinal Khaq, Bobby Damara. Analisa Pemanfaatan Limbah Plastik Sebagai Bahan Baku Pembuatan Paving Block. DOI: 10.33087/jiubj.v24i3.5599
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
