聚氨酯发泡工艺性能分析与参数优化

吴月辉

摘要：本文主要讲述了聚氨酯发泡工艺的性能分析以及参数优化等内容，重点对其工艺设计的改善工作开展了讨论。本文具体以某公司的具体工艺改进过程为例，证明在改进设计之后，将生产的合格率在很大的程度上提升。通过对上述内容分析以及讨论，以期将聚氨酯发泡工艺的参数不断优化，提高生产的合格率。

关键词：聚氨酯发泡工艺;设计优化;改进设计

前言

一个公司主要对工程车辆使用的空气过滤器生产，在2008年的时候，从日本将一套聚氨酯发泡设备引进，对四寸到十六寸之间的产品生产，目的是封闭过滤器的端口，但是这项技术相对来说比较老旧，在对生产线试运营的时候，聚氨酯没有很稳定的发泡性，在其表面具有比较粗大的脱皮或者内部晶粒，而且还有气孔在表面存在。

1.设计改善工作

1.1筛选设计工作

首先，收集所有的参数，之后可以了解到一共有二十六个参数，在这些参数内包含不可控参数和可控参数，那么从这这么多参数里，很难将次要参数以及重要参数分辨出来，也很难分辨哪些是噪声因子，无法将它们之间的关系分辨出来。所以，首先需要对筛选实验开展，就是为了将重要的参数筛选出来，将噪声因子以及次要参数去掉。在这之内，具有太多的因子，无法对其开展全因子设计实验，所以对部分因子二等级实验设计使用，一般情况下，会对2等级采用，就是高水平和低水平，因为将一个等级添加，会将测试的数量大大的增加。对一次合格率FPY應用，脱皮和颗粒粗大、气孔以及暗孔就是主要的不合格的类型。在确定因子的时候相对比较困难，首先需要结合因果矩阵和流程图以及工程知识和操作者的经验，分析相关的历史记录，因为需要对成本控制的问题考虑，而且有一些因子确实可以发挥出作用，但是如果将控制工作开展，操作起来会非常的麻烦，并且会有很高的成本，所以会将其放弃。还存在一些噪声因子是人们不想去控制也无法对其开展控制的，所以就会将这些噪声因子随机化，将噪声因子可能会产生的影响蔓延。比如说对工艺产生影响比较大的空气湿度，相关人员首先需要对其屏蔽，但是因为全车间具有很大的面积，而且具有很高的中央空调成本，所以该公司将除湿机和玻璃空调房在聚氨酯发泡工位建立，将空气湿度以及空气温度对其产生的影响从基本上排除，最终将通过一系列方法将易控以及可控的对结果产生作用的八个高效因子选择了出来。

1.2改进设计

在将之后的改进实验开展的时候，需要进一步的分析这八个因子，没有将全因子设计开展，因为具有较多的因子，所以该公司对分析度为IV的实验设计应用。通过将FPY实验开展，分析主效应和交互作用图，可以得出如下结论：当转速为3400时，比转速为2500时效果更好，所以对这一参数应用。旋转台的发泡模具温度和拉丝时间以及旋转台转速具有比较明显的主效应，所以需要将对其的研究加强。产品的尺寸具有比较大的参数变化，和流量之间是正相关的关系。

1.3优化设计

之后将优化设计开展，因为型号具有比较大的影响，所以该公司决定和型号的类型相结合，优化参数，首先设计四寸的产品，对全因子实验设计应用。在开展实验的时候，对相应优化器应用，将优化求解工作开展。因为不同的尺寸具有不同的参数，所以需要按照不同的尺寸，将实验分开开展，首先需要对具有最高报废率的小尺寸的产品开展求解工作。

1.4生产应用

在生产之内应用这些数据，并且控制微调项和观察项，在之后的生产工作中可以证明这在很大的程度上降低了报废率，对皮膜不良和关键输出变量暗孔产生了很大的帮助。所以该公司和这三个参数相结合，将匹配数据表设定，之后操作人员和数据表结合，将参数查找设置工作开展，最后表明，合格率非常的高，所以该公司决定再增加投入一条生产线，将产能不断扩大，通过开展这次试验，所得到的参数，在很大的程度上为新发泡设备的制造以及设计提供了一系列的帮助，其具体情况如表1所示。

总结

综上，聚氨酯发泡工艺相对来说比较复杂，而且具有较多的参数，所以会有很多的干扰因子，需要排除这些干扰。型号尺寸和旋转台转速之间相匹配以及发泡模具温度和原材料拉丝时间之间的匹配才是聚氨酯发泡工艺流程之内真正发挥作用的部分。在工艺参数配置方面，DOE发挥的作用是非常重要的，可以帮助将其内在规律以及联系快速发现。

参考文献：

[1]李飞，窦午红，赵斌等.苯基磷酰胺酸二乙酯的合成及阻燃硬质聚氨酯泡沫研究[J].工程塑料应用，2016，44（1）：110-114.

[2]刘源，吴博，胡泽宇等.全水发泡聚氨酯/Al（OH）3阻燃硬质泡沫的研究[J].塑料工业，2015，43（2）：89-93.