聚氨酯發泡工藝性能分析與參數優化

吳月輝

摘要：本文主要講述了聚氨酯發泡工藝的性能分析以及參數優化等內容，重點對其工藝設計的改善工作開展了討論。本文具體以某公司的具體工藝改進過程為例，證明在改進設計之后，將生產的合格率在很大的程度上提升。通過對上述內容分析以及討論，以期將聚氨酯發泡工藝的參數不斷優化，提高生產的合格率。

關鍵詞：聚氨酯發泡工藝;設計優化;改進設計

前言

一個公司主要對工程車輛使用的空氣過濾器生產，在2008年的時候，從日本將一套聚氨酯發泡設備引進，對四寸到十六寸之間的產品生產，目的是封閉過濾器的端口，但是這項技術相對來說比較老舊，在對生產線試運營的時候，聚氨酯沒有很穩定的發泡性，在其表面具有比較粗大的脫皮或者內部晶粒，而且還有氣孔在表面存在。

1.設計改善工作

1.1篩選設計工作

首先，收集所有的參數，之后可以了解到一共有二十六個參數，在這些參數內包含不可控參數和可控參數，那么從這這么多參數里，很難將次要參數以及重要參數分辨出來，也很難分辨哪些是噪聲因子，無法將它們之間的關系分辨出來。所以，首先需要對篩選實驗開展，就是為了將重要的參數篩選出來，將噪聲因子以及次要參數去掉。在這之內，具有太多的因子，無法對其開展全因子設計實驗，所以對部分因子二等級實驗設計使用，一般情況下，會對2等級采用，就是高水平和低水平，因為將一個等級添加，會將測試的數量大大的增加。對一次合格率FPY應用，脫皮和顆粒粗大、氣孔以及暗孔就是主要的不合格的類型。在確定因子的時候相對比較困難，首先需要結合因果矩陣和流程圖以及工程知識和操作者的經驗，分析相關的歷史記錄，因為需要對成本控制的問題考慮，而且有一些因子確實可以發揮出作用，但是如果將控制工作開展，操作起來會非常的麻煩，并且會有很高的成本，所以會將其放棄。還存在一些噪聲因子是人們不想去控制也無法對其開展控制的，所以就會將這些噪聲因子隨機化，將噪聲因子可能會產生的影響蔓延。比如說對工藝產生影響比較大的空氣濕度，相關人員首先需要對其屏蔽，但是因為全車間具有很大的面積，而且具有很高的中央空調成本，所以該公司將除濕機和玻璃空調房在聚氨酯發泡工位建立，將空氣濕度以及空氣溫度對其產生的影響從基本上排除，最終將通過一系列方法將易控以及可控的對結果產生作用的八個高效因子選擇了出來。

1.2改進設計

在將之后的改進實驗開展的時候，需要進一步的分析這八個因子，沒有將全因子設計開展，因為具有較多的因子，所以該公司對分析度為IV的實驗設計應用。通過將FPY實驗開展，分析主效應和交互作用圖，可以得出如下結論：當轉速為3400時，比轉速為2500時效果更好，所以對這一參數應用。旋轉臺的發泡模具溫度和拉絲時間以及旋轉臺轉速具有比較明顯的主效應，所以需要將對其的研究加強。產品的尺寸具有比較大的參數變化，和流量之間是正相關的關系。

1.3優化設計

之后將優化設計開展，因為型號具有比較大的影響，所以該公司決定和型號的類型相結合，優化參數，首先設計四寸的產品，對全因子實驗設計應用。在開展實驗的時候，對相應優化器應用，將優化求解工作開展。因為不同的尺寸具有不同的參數，所以需要按照不同的尺寸，將實驗分開開展，首先需要對具有最高報廢率的小尺寸的產品開展求解工作。

1.4生產應用

在生產之內應用這些數據，并且控制微調項和觀察項，在之后的生產工作中可以證明這在很大的程度上降低了報廢率，對皮膜不良和關鍵輸出變量暗孔產生了很大的幫助。所以該公司和這三個參數相結合，將匹配數據表設定，之后操作人員和數據表結合，將參數查找設置工作開展，最后表明，合格率非常的高，所以該公司決定再增加投入一條生產線，將產能不斷擴大，通過開展這次試驗，所得到的參數，在很大的程度上為新發泡設備的制造以及設計提供了一系列的幫助，其具體情況如表1所示。

總結

綜上，聚氨酯發泡工藝相對來說比較復雜，而且具有較多的參數，所以會有很多的干擾因子，需要排除這些干擾。型號尺寸和旋轉臺轉速之間相匹配以及發泡模具溫度和原材料拉絲時間之間的匹配才是聚氨酯發泡工藝流程之內真正發揮作用的部分。在工藝參數配置方面，DOE發揮的作用是非常重要的，可以幫助將其內在規律以及聯系快速發現。

參考文獻：

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