高分子成型加工工藝復(fù)習(xí)題(10-11章)

1、1. 熱成型的定義。熱成型是一種以熱塑性塑料板材和片材為成型對(duì)象的二次成型技術(shù)，其法一般是先將板材裁切成一定形狀和尺寸的坯件，再將坯件在一定溫度下加熱到彈塑性狀態(tài)，然后施加壓力使坯件彎曲與延伸，在達(dá)到預(yù)定的型樣后使其冷卻定型，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男拚闯蔀橹破?。熱成型過(guò)程中對(duì)坯件施加的壓力，在大多數(shù)情況下是靠真空和引進(jìn)壓縮空氣在坯件兩面形成氣壓差，有時(shí)也借助于機(jī)械壓力或液壓力。2. 為什么自由真空成型不能制備大拉伸比的制品？自由真空成型法成型過(guò)程中，隨著拉伸程度的增大，最大變形區(qū)（即片材中心）的厚度不斷減小，如圖所示，半球最深處的厚度只有片材厚度的30%左右，因此實(shí)際生產(chǎn)中不能制備大拉伸比的制品。3.

2、 簡(jiǎn)述雙片熱成型過(guò)程和特點(diǎn)首先將兩塊加熱至要求溫度的片材夾持在半合模具的?？蛑?，合模使片材邊緣粘合，然后將吹針插入兩片材間將壓縮空氣送至兩片材間的中空區(qū)。與此同時(shí)，通過(guò)設(shè)在兩半合模上的氣門(mén)將片材與模具間的氣體抽出，則片材就在內(nèi)部壓縮空氣及外部真空壓力的作用下與模腔內(nèi)壁緊密貼合，經(jīng)冷卻、脫模、修壁等步驟即取得制品。雙片熱成型常用來(lái)成型中空制品，具有成型快、制件壁厚均勻的特點(diǎn)，制件成型效果類(lèi)似于吹塑和旋轉(zhuǎn)模塑成型，并且該成型方法可方便地實(shí)現(xiàn)中空制品兩組成部分在顏色、厚度及其他結(jié)構(gòu)性質(zhì)方面的靈活組合。4. 要制作一直徑達(dá)2米、高5米、厚15毫米的大型聚乙烯圓筒，可以采用哪些方法？對(duì)于這種大尺寸的圓筒

3、，很難采用擠出法生產(chǎn)，可以采用熱成型法生產(chǎn)。如可以用機(jī)械加壓法生產(chǎn)兩、三塊弧形板，通過(guò)熱熔連接成一個(gè)完整筒體。也可以采用加熱后卷繞的辦法直接卷繞成型。5. 簡(jiǎn)述氣脹覆蓋成型和特點(diǎn)氣脹覆蓋成型（billow drap forming）又稱(chēng)為反向拉伸成型（reverse draw forming）,該法是氣脹預(yù)拉伸成型同覆蓋成型結(jié)合的一種成型方法。氣脹覆蓋成型法基本過(guò)程是：預(yù)熱片材向上吹脹，頂部片材為最薄處，此時(shí)陽(yáng)模下移，最先接觸泡頂，同時(shí)拉伸兩側(cè)片材使壁厚趨向均勻。其后過(guò)程同陽(yáng)模覆蓋成型一致，也可在覆蓋結(jié)束后從陽(yáng)模抽真空輔助成型，以利于片材更緊密地貼合在陽(yáng)模壁上。這種方法實(shí)際上使片材在成型之前經(jīng)

4、歷了氣脹和陽(yáng)模兩次相反方向的拉伸作用，因而制品厚度均勻性更好。6. 機(jī)器設(shè)備在運(yùn)輸前需要用塑料膜包裝，如何包裝并解釋機(jī)理?？梢圆捎脽岢尚椭械囊环N原體成型方法，即用熱收縮膜包裝設(shè)備。熱收縮膜包裝成型原理是：生產(chǎn)熱收縮膜時(shí)，用一定的工藝流程在薄膜內(nèi)形成很大的殘余應(yīng)力，在室溫下使之處于凝滯狀態(tài)；當(dāng)加熱到高彈態(tài)時(shí)，這些殘余應(yīng)力將導(dǎo)致薄膜劇烈的收縮。設(shè)備包裝的具體過(guò)程是將包裝品用熱收縮薄膜包起來(lái)，再置入熱成型箱內(nèi)加熱后，薄膜開(kāi)始收縮便緊包住包裝品。7. 簡(jiǎn)述旋轉(zhuǎn)式三工位機(jī)的工作過(guò)程。旋轉(zhuǎn)式三工位機(jī)的工作過(guò)程分為三個(gè)工位：第一工位是取件和片材夾持，第二工位是片材加熱，第三工位為成型，片材在三個(gè)工位中傳遞，

5、周而復(fù)始。 8. 氣壓成型時(shí)為什么一般要設(shè)計(jì)緩沖板，應(yīng)設(shè)計(jì)在什么位置？氣壓成型由于壓力較高，成型速度快，過(guò)高的壓力容易導(dǎo)致制件形成發(fā)泡及夾層結(jié)構(gòu)；另外，冷的壓縮空氣也會(huì)造成制件表面提前硬化導(dǎo)致制件冷拉伸產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。因此需要在氣體入口處設(shè)緩沖板，避免冷空氣直接吹到熱片材上，同時(shí)減緩片材局部受壓過(guò)大的情況。9. 熱成型的成型溫度范圍如何確定？一般用直接觀察的辦法可大致確定成型溫度范圍和最低成型溫度，以保證在最大拉伸區(qū)域內(nèi)不發(fā)白或不出現(xiàn)明顯缺陷為準(zhǔn)，而最高成型溫度則以片材不發(fā)生降解和不會(huì)在夾持架上出現(xiàn)過(guò)分下垂的為宜。這可以通過(guò)改變加熱距離和時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)成型溫度。為了獲得最短的成型周期，通常成型溫度都

6、偏于下限值。 10. 什么叫牽伸比？如何提高熱成型制品的牽伸比？牽伸比為成型最大深度與寬度之比，一般表示為H/L(或D)，H為深度，L為寬度，D為直徑。為了增大牽伸比(深拉)，確保制品斷面厚度的均勻性，可采用預(yù)拉伸的辦法，如前面介紹的采用柱塞輔助以及氣脹預(yù)拉伸方法都是為此目 2的。11. 成型速度對(duì)熱成型制品的性能有何影響？厚片材和薄片材的成型速度有何區(qū)別？熱成型的成型速度一般是指最終成型時(shí)片材所受到的牽伸速率，過(guò)大的成型速度會(huì)導(dǎo)致材料因?yàn)榱鲃?dòng)不足而使產(chǎn)品在偏凹(或凸)的位置出現(xiàn)厚度過(guò)薄的現(xiàn)象，甚至被拉穿而成為廢品。但過(guò)小的速率又會(huì)因片材的先行冷卻而出現(xiàn)裂紋。薄型片材的牽伸一般都應(yīng)快于厚型的，

7、因?yàn)榍罢叩臏囟仍诔尚蜁r(shí)下降較快，應(yīng)適當(dāng)提高成型速度。12. 模具溫度對(duì)熱成型制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率有何影響？模溫高時(shí)，制品表面光澤度高，輪廓清晰，但成型周期延長(zhǎng)。適當(dāng)?shù)哪剡€可減小制品的內(nèi)應(yīng)力，減少制品拉伸皺痕。13. 熱成型加工過(guò)程中為什么需考慮材料的軟化溫度范圍和熱態(tài)力學(xué)強(qiáng)度？如何從這兩方面選擇適宜熱成型加工的材料結(jié)構(gòu)？熱成型過(guò)程中材料的溫度下降很快，需要材料在較寬的溫度范圍都能保持適當(dāng)?shù)娜犴g性，可塑性和彈性，才能保證最終制品邊角部分的完整性，因此適合熱成型過(guò)程的材料軟化溫度范圍應(yīng)比較寬。熱成型加工的聚合物分子量分布應(yīng)比較寬。材料還需具有較高的熱態(tài)力學(xué)強(qiáng)度，否則熱態(tài)下一經(jīng)牽伸就會(huì)厚薄嚴(yán)重不均，

8、這就要求用于熱成型的熱塑性塑料分子量不宜過(guò)低。另外可通過(guò)在分子鏈中引入強(qiáng)極性基團(tuán)或交聯(lián)結(jié)構(gòu)限制分子鏈的相互滑移，提高材料的熱成型加工性能。14. 與注塑成型相比，熱成型有哪些優(yōu)勢(shì)和不足？為什么？與注塑成型相比，熱成型設(shè)備投資低；由于成型溫度、壓力低，對(duì)模具耐熱壓要求低，所以模具費(fèi)用低；易成型大制件；易于產(chǎn)品更新。不足在于原材料損耗大；成型溫度低導(dǎo)致制品殘余應(yīng)力大；成型形狀受限，通常只有一面被模具定型；制品精度較低；生產(chǎn)人力成本高。15. 采用單面電加熱方式對(duì)8毫米的ABS板材真空覆蓋成型后發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)以下情況，試分析可能原因并提出解決方案（1）表面起泡（2）制品側(cè)面和底部交界處很脆（3）制品內(nèi)側(cè)沒(méi)

9、有出現(xiàn)陽(yáng)模表面那樣清晰的花紋由于ABS是熱的不良導(dǎo)體，采用單面電加熱方式對(duì)8毫米這樣的ABS厚壁板材加熱時(shí)，片材內(nèi)部和外表面間熱傳遞距離太遠(yuǎn)，因此表面已過(guò)熱而內(nèi)部尚未充分受熱；表面起泡的另一原因是ABS易吸水受潮，因此加熱前應(yīng)在較低溫度下預(yù)熱。真空覆蓋成型時(shí)制品側(cè)面和底部交界處是成型過(guò)程中材料受到牽伸變形最大的部分，也是厚度最小的部分，同時(shí)又是最后定型的部分，殘余應(yīng)力也最大，因此該部位是制品的結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)，在外力下易破壞?？刹捎妙A(yù)拉伸的方式調(diào)整制品厚度，克服結(jié)構(gòu)上的薄弱點(diǎn)。真空成型動(dòng)力僅0.010.03Mpa,對(duì)于厚壁板材成型動(dòng)力顯得不足，所以制品內(nèi)側(cè)成型不完整，沒(méi)有完全反映陽(yáng)模表面的結(jié)構(gòu)，可采用氣壓成型或機(jī)械加壓成型提高成型動(dòng)力。其他成型方法1、為什么靜態(tài)澆鑄時(shí)不用塑料熔體，而離心澆鑄時(shí)卻常用塑料熔體?因?yàn)樗芰先垠w的粘度較高，流動(dòng)性較差，靜態(tài)澆鑄時(shí)，流體的流動(dòng)動(dòng)力僅是流體的重力，若采用塑料熔體成型，由于塑料熔體流動(dòng)性差，很容易產(chǎn)生模具充不滿(mǎn)的現(xiàn)象，形成廢品。而離心澆鑄時(shí)，有離心力作為其流動(dòng)的助動(dòng)力，可即好又快的完成充模過(guò)程。因此離心澆鑄時(shí)可卻常用塑料熔體。2、 用滾鑄和滾塑技術(shù)成型制品時(shí)，模具為什么必須同時(shí)在兩個(gè)相互垂直的軸向上旋轉(zhuǎn)?保證制品結(jié)構(gòu)的均勻性。3、 用粉末流化床浸涂和靜電噴涂的金屬件為什么必須經(jīng)過(guò)烘烤才能在金屬件表面上形成光