Page 71 - 《橡塑技术与装备》2025年7期

机械与模具
MACHINERY AND MOLD

IV 型储氢瓶内胆电加热滚塑模具

集成设计与实验验证

江财明
( 温岭市旭日滚塑科技有限公司，浙江 台州 317511)

摘要 ： 本文结合 450 L IV 型储氢瓶内胆的结构特性与模具工艺要求，设计了一套专用电加热滚塑模具系统。该系统包括模具
电热丝加热、BOSS 自动锁紧 / 释放结构、模具抽真空、充氮气和模内冷却及模具定位导向机构等关键技术模块。实验验证表明，
与传统工艺相比，该模具不仅操作便捷、成型质量稳定可控，而且显著降低了单位能耗，提升了生产效率。研究成果为 IV 型储氢
瓶内胆模具的设计提供了经验支持和为实现储氢瓶内胆规模化、自动化滚塑成型提供了可靠的技术支撑。
关键词 ： IV 型储氢瓶内胆 ；滚塑成型 ；电加热模具
中图分类号 ： TQ320.5 文章编号 ： 1009-797X(2025)07-0027-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.07.006

0 引言
在全球碳中和目标的驱动下，氢能作为零碳能源
载体，已成为能源转型的核心赛道。氢能源储运环节
作为氢能产业链的 “ 卡脖子 ” 环节，高效、低成本的
图 1 IV 型储氢瓶滚塑内胆结构
储氢运输技术是氢能产业发展中实现大规模用氢的必
要保障。在广大科技工作者的共同努力下，储氢瓶已 本文所研究的 450 L 滚塑储氢瓶内胆长度尺寸含封
从最初的全金属结构 I 型气瓶，发展到了采用全缠绕 头 BOSS 凸台为 2 140±10 mm，直径为 Φ554.5±5.5 mm，
模式的塑料内胆包裹纤维的 IV 型 [1] 。传统 IV 型储氢 壁厚≥ 5 mm。
瓶内胆制造多采用分步成型工艺（如注塑、焊接等）， 1.2 模具成型工艺要求
存在焊接缺陷和渗漏风险。滚塑成型作为一种热塑性 IV 型储氢瓶滚塑内胆通常采用的原材料为交联聚
高分子材料旋转一体成型技术，其独特的工艺特性为 乙烯或者尼龙材料，以上两种材料与常规的滚塑原材
IV 型储氢瓶内胆的制造提供了革新路径。当前 IV 型 料 LLDPE 相比，对模具温度的控温精度及均匀性要
储氢瓶内胆项目在国内正处于研发、小批量试制阶段， 求更高。
研发成型用的电加热模具和设备主要以进口为主。为 当储氢瓶滚塑内胆选用尼龙材料时，为减少滚塑
实现国产替代进口，推动滚塑 IV 型储氢瓶产业的发展。 成型过程中塑料因高温环境出现氧化而影响制品的性
笔者针对 450 L IV 型储氢瓶内胆的结构特性与模具成 能，在塑粉加热成型前需要对模具进行抽真空，熔融
型工艺要求，创新设计了一套专用电加热滚塑模具系 结束后需要充氮气进行保护。
统并进行了工业验证，取得了一些研究成果，为后续 滚塑加热成型完毕后，产品进入冷却阶段，会发
IV 型储氢瓶内胆的规模化、自动化滚塑成型加工提供 生自由收缩，如果 BOSS 的位置不能随制品收缩做相
了可靠的技术支撑。 对位移，将会造成 BOSS 与储氢瓶内胆两端弧形封头
脱层或导致弧形封头变形，产品质量和尺寸精度无法
1 产品结构特性及模具成型工艺要求 得到保证。
1.1 产品结构特性
作者简介 ：江财明 (1988-)，男，本科，高级工程师，副
IV 型储氢瓶滚塑内胆结构由直段筒体、圆弧形封
总工程师，主要从事滚塑设备、滚塑模具、滚塑制品的研发、
头和金属嵌件（BOSS）组成，如图 1 所示。 技术服务及企业管理。

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