確定塑料成型方法及工藝過(guò)程

1、項(xiàng)目二 確定塑料成型方法及工藝過(guò)程能力目標(biāo)： 1.具有合理選擇塑料成型方法的初步能力2.能夠編制切實(shí)可行的塑料制品成型工藝流程 知識(shí)目標(biāo)：1.掌握注射模塑成型工作原理、成型工藝過(guò)程及特點(diǎn)2.了解其它各類塑料成型工作原理、成型工藝過(guò)程及特點(diǎn) 一、項(xiàng)目引入 塑件成型方法有很多，確定塑件成型方法應(yīng)考慮所選擇塑料的種類、塑件生產(chǎn)批量、模具成本及不同成型方法的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍。然后根據(jù)塑料的成型工藝特點(diǎn)，不同成型方法的工藝過(guò)程確定所生產(chǎn)塑件的工藝過(guò)程。本項(xiàng)目以圖1-1-1所示開(kāi)關(guān)盒為載體，訓(xùn)練學(xué)生合理確定該塑件的成型方法及成型工藝過(guò)程。二、相關(guān)知識(shí)（一）注射成型 1.注射成型原理 注射成型是熱塑性塑料成型

2、的一種主要方法。它能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精度高、帶有金屬或非金屬嵌件的塑件。注射成型周期短、生產(chǎn)率高、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。到目前為止，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成型的方法成型，一些流動(dòng)性好的熱固性塑料也可用注射方法成型。 （1）柱塞式注射機(jī)注射成型工作原理 柱塞式注射機(jī)注射成型工作原理如圖1-2-1所示。首先注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)帶動(dòng)模具的活動(dòng)部分（動(dòng)模）與固定部分（定模）閉合，然后注射機(jī)的柱塞將料斗中落入料筒的粒料或粉料推進(jìn)到加熱料筒中。同時(shí)，料筒中已經(jīng)熔融成粘流狀態(tài)的塑料，在柱塞的高壓高速推動(dòng)下，通過(guò)料筒端部噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)而射入已經(jīng)閉合的型腔中。充滿型腔的熔體在受壓情況下，

3、經(jīng)冷卻固化而保持型腔所賦予的形狀。最后，柱塞復(fù)位，料斗中的粒料或粉料又落入料筒，合模機(jī)構(gòu)帶動(dòng)動(dòng)模部分打開(kāi)模具，并由推件板將塑件推出模具，即完成一個(gè)注射成型周期。 柱塞式注射機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在注射成型中存在塑化不均勻、注射壓力損失大、注射量的提高受到限制等問(wèn)題。a) b) c)圖1-2-1 柱塞式注射機(jī)的成型原理1-型芯；2-推件板；3-塑件；4-凹模；5-噴嘴；6-分流梭；7-加熱器；8-料筒；9-料斗；10-柱塞 （2）螺桿式注射機(jī)注射成型工作原理 螺桿式注射機(jī)注射成型工作原理如圖1-2-2所示。首先是動(dòng)模與定模閉合，接著液壓缸活塞帶動(dòng)螺桿按要求的壓力和速度，將已經(jīng)熔融并積存于料筒端部的塑料

4、經(jīng)噴嘴射入模具型腔中。此時(shí)螺桿不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)熔融塑料充滿模具型腔后，螺桿對(duì)熔體仍保持一定壓力，以阻止塑料的倒流，并向型腔內(nèi)補(bǔ)充因塑件冷卻收縮所需要的塑料。經(jīng)一定時(shí)間的保壓后，活塞的壓力消失，螺桿開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)由料斗落入料筒的塑料，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)沿著螺桿向前輸送。在塑料向料筒前端輸送的過(guò)程中，塑料受加熱器加熱和螺桿剪切摩擦熱的影響而逐漸升溫直至熔融成粘流狀態(tài)，并建立起一定壓力。當(dāng)螺桿頭部的熔體壓力達(dá)到能克服注射液壓缸活塞退回的阻力時(shí)，在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，逐步向后退回，料筒前端的熔體逐漸增多，當(dāng)螺桿退到預(yù)定位置時(shí)，即停止轉(zhuǎn)動(dòng)的后退，以上過(guò)程稱為預(yù)塑。在預(yù)塑過(guò)程或再稍長(zhǎng)一些時(shí)間內(nèi)，已成型的塑料件在模具內(nèi)冷

5、卻硬化。當(dāng)塑件完全冷卻硬化后，模具打開(kāi)，在推出機(jī)構(gòu)作用下，塑件被推出模具，即完成一個(gè)工作循環(huán)。a) b) c)圖1-2-2 柱塞式注射機(jī)的成型原理1-料斗；2-螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置；3-注射機(jī)液壓缸；4-螺桿；5-加熱器；6-噴嘴；7-模具 2.注射成型工藝過(guò)程 一個(gè)完整的注射過(guò)程包括成型前準(zhǔn)備、注射過(guò)程及塑件后處理3個(gè)過(guò)程。 （1）成型前的準(zhǔn)備工作 成型前的準(zhǔn)備工作包括：對(duì)原料的檢驗(yàn)、預(yù)熱和干燥、注射機(jī)料筒的清洗、嵌件的預(yù)熱及脫模劑的選用等。有時(shí)還需對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱。 1）對(duì)原料的檢驗(yàn)。檢查原材料的色澤、細(xì)度及均勻度、流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、收縮性、水分含量等。如果是粉料，有時(shí)還需要進(jìn)行染色和造料。2）

6、原料的預(yù)熱與干燥。對(duì)吸濕性強(qiáng)的塑料，如聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜等，在成型前必須進(jìn)行干燥處理，否則塑料制品表面將會(huì)出現(xiàn)斑紋、銀絲和氣泡等缺陷，甚至導(dǎo)致高分子在成型前產(chǎn)生降解，嚴(yán)重影響制件的質(zhì)量。3）料筒的清洗。生產(chǎn)時(shí)需要變換產(chǎn)品、更換壓力、調(diào)換顏色或排除已分解物料時(shí)，均需對(duì)注射機(jī)料筒進(jìn)行清洗或拆換。柱塞式注射機(jī)料筒存料量大又不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或采用專用料筒。螺桿式注射機(jī)通常直接換料清洗。清洗時(shí)，若欲置換塑料成型溫度比料筒內(nèi)殘留塑料溫度高時(shí)，應(yīng)先將料筒和噴嘴溫度升高到欲置換塑料的最低加工溫度，然后加熱欲置換料，并連續(xù)對(duì)空注射，直至全部存料清洗完畢時(shí)才調(diào)整溫度進(jìn)行正常生產(chǎn)；若欲置換塑料的

7、成型溫度比料筒內(nèi)塑料溫度的，則應(yīng)將料筒和噴嘴溫度升高到料筒內(nèi)塑料的最佳流動(dòng)溫度后，切斷加熱電源，用欲換料在降溫條件下進(jìn)行清洗；若欲置換成型溫度高、熔體黏度大，而料筒內(nèi)存留料又是熱敏性的，如聚氯乙烯、聚甲醛等，為了預(yù)防塑料分解，應(yīng)該選用流動(dòng)性好、熱穩(wěn)定性高的聚苯乙烯或低密度聚乙烯作為過(guò)渡料。4）嵌件的預(yù)熱。對(duì)于有嵌件的塑件，金屬嵌件與塑料熔體的收縮率相差很大，塑料熔體包圍金屬嵌件后，在冷卻定型過(guò)程中，嵌件周圍的塑料會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂紋或?qū)е轮破窂?qiáng)度下降。在成型過(guò)程中對(duì)金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱可以克服這一缺點(diǎn)。5）脫模劑的選用。為了使塑件容易從模具內(nèi)脫出，有時(shí)還需要對(duì)模具型腔或模具涂上脫模劑。

8、常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液體石蠟和硅油等。 （2）注射過(guò)程 注射過(guò)程一般包括加料、塑化、充模、保壓補(bǔ)縮、冷卻定型和脫模步驟，其工藝流程如圖1-2-3所示。 1）加料。將粒狀或粉狀塑料加入到注射機(jī)的料斗中。 2）塑化。對(duì)料筒中塑料進(jìn)行加熱，或者螺桿注射機(jī)的螺桿對(duì)塑料的剪切摩擦熱作用，使其由固體顆粒變成熔融狀態(tài)并具有良好的可塑性，這一過(guò)程稱為塑化。 對(duì)塑化的要求是：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)塑化出足夠數(shù)量的熔融塑料；塑料熔體在進(jìn)入塑料模具型腔之前應(yīng)達(dá)到規(guī)定的成型溫度，而且熔體各部位溫度應(yīng)均勻一致，避免局部溫度過(guò)低或溫度過(guò)高。 3）充模。注射機(jī)的柱塞或螺桿快速向料筒前端推進(jìn)，使塑化好的熔體經(jīng)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)

9、高速注射入模具型腔的過(guò)程稱為充模。 4）保壓補(bǔ)縮。在模具中熔體冷卻收縮時(shí)，注射機(jī)的柱塞或螺桿繼續(xù)緩慢向前推進(jìn)，迫使料筒中的熔體不斷補(bǔ)充到模具中以補(bǔ)償其體積的收縮，保持型腔中熔體壓力不變，從而成型出形狀完整、質(zhì)地致密的塑件，這一階段稱為保壓。 保壓還有防止倒流的作用。保壓結(jié)束后，為了給下次注射準(zhǔn)備塑化熔料，注射機(jī)的柱塞或螺桿后退，所以模具型腔內(nèi)的壓力比澆注系統(tǒng)和料筒前端內(nèi)的高，此時(shí)若澆口未凍結(jié)，就會(huì)導(dǎo)致熔體倒流，塑件產(chǎn)生收縮、變形及質(zhì)地疏松等缺陷。一般保壓時(shí)間較長(zhǎng)，通常保壓結(jié)束時(shí)澆口已經(jīng)封閉，從而可以防止倒流。 5）冷卻定型。塑件在模內(nèi)的冷卻過(guò)程是指從澆口處的塑料熔體完全凍結(jié)時(shí)起到塑件從模腔內(nèi)推

10、出為止的全部過(guò)程。模具內(nèi)的塑料在這一階段繼續(xù)冷卻、硬化、定型，以使制件在脫模時(shí)具有足夠的剛度而不致產(chǎn)生翹曲或變形。 6）脫模。塑件冷卻到一定的溫度即可開(kāi)模，在推出機(jī)構(gòu)的作用下將制件推出模外。圖1-2-3 注射成型工藝流程圖 （3）塑件后處理 由于塑化不均或由于塑料在模具型腔中的結(jié)晶、定向和冷卻不均勻及金屬嵌件的影響、塑件的二次加工不當(dāng)?shù)仍颍芗?nèi)部不可避免地存在內(nèi)應(yīng)力。而內(nèi)應(yīng)力的存在往往導(dǎo)致塑件在使用過(guò)程中產(chǎn)生變形或開(kāi)裂。為了解決這些問(wèn)題，根據(jù)塑料的特性和使用要求，可對(duì)塑件進(jìn)行退火處理或調(diào)濕處理。 退火處理是把塑件放在一定溫度的烘箱中或液體介質(zhì)（如熱水、熱礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟等）中

11、保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻。其目的是消除制品的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。對(duì)于結(jié)晶型塑料還能提高結(jié)晶度，穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而提高其彈性模量，但卻降低了斷裂伸長(zhǎng)率。退火溫度一般控制在塑件的使用溫度以上1020至塑料熱變形溫度以下1020。保溫的時(shí)間與塑料品種和塑件的壁厚有關(guān)，一般可按每毫米0.5小時(shí)計(jì)算。 調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放在熱水中，隔絕空氣，防止塑件氧化，加快吸濕平衡速度。其目的是保持塑件的顏色、性能以及尺寸穩(wěn)定。主要用于吸濕性強(qiáng)又容易氧化變色的聚酰胺類塑件。調(diào)濕處理所用的介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液，調(diào)濕處理溫度一般為100120，處理時(shí)間取決于塑料的品種、制件形狀與壁厚和結(jié)晶度大小。達(dá)到調(diào)濕處理

12、時(shí)間后，應(yīng)緩慢冷卻至室溫。 當(dāng)然，并非所有的塑件都要經(jīng)過(guò)后處理，像聚甲醛和氯化聚醚塑料的制品，雖然存在內(nèi)應(yīng)力，但由于高分子本身柔性較大和玻璃化溫度較低，內(nèi)應(yīng)力能夠自行緩慢消除，如果塑件要求不嚴(yán)格時(shí)，可以不必進(jìn)行后處理。（二）壓縮成型壓縮成型又稱壓制成型、壓塑成型、模壓成型等。主要用于熱固性塑料的加工，（如酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等，）也可用于某些流動(dòng)性很差的熱塑性塑料（如聚四氟乙烯）的成型。與注射成型相比，其優(yōu)點(diǎn)是可以使用普通壓力機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)；壓縮模結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；塑件內(nèi)取向組織少，性能比較均勻，成型收縮率小等。利用壓縮方法還可以生產(chǎn)一些帶有碎屑狀、片狀或長(zhǎng)纖維狀填充料，流動(dòng)性很差的塑料制件和

13、面積很大、厚度較小的大型扁平塑料制件。但壓縮成型周期長(zhǎng)，生產(chǎn)環(huán)境差，生產(chǎn)操作多用手工而不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此勞動(dòng)強(qiáng)度大；塑件經(jīng)常有溢料飛邊，高度方向的尺寸精度不易控制；模具易磨損，因此使用壽命短。其典型的制品有：電器開(kāi)關(guān)、儀器儀表外殼、電源插座等。1.壓縮成型原理 壓縮成型是將松散狀（粉料、粒料、碎屑狀或纖維狀）的固態(tài)物料直接加入到加熱的壓模型腔中，使其受熱逐漸軟化熔融，并在壓力下使物料充模模腔，塑料中的高分子材料產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，經(jīng)固化轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰现破贰Ｆ涑尚瓦^(guò)程見(jiàn)圖1-2-4所示。圖1-2-4 壓縮成型a）加料 b）壓縮 c）制品脫模1上模座；2上凸模；3凹模；4下凸模；5下模板；6下模座 2

14、.壓縮成型工藝過(guò)程 壓縮成型工藝過(guò)程包括壓縮成型前的準(zhǔn)備、壓縮成型和后處理等。其工藝流程如圖1-2-5所示。圖1-2-5 壓縮成型工藝流程圖（1）成型前準(zhǔn)備。成型前的準(zhǔn)備工作主要指預(yù)壓、預(yù)熱等預(yù)處理工序。1）預(yù)壓。成型前，在室溫或稍高于室溫的條件下，利用預(yù)壓模將物料在預(yù)壓機(jī)上壓成重量一定、形狀相似的錠料，以使其能比較容易地放入壓縮模加料室內(nèi)，方便成型操作和提高塑件質(zhì)量。2）預(yù)熱與干燥。在成型前，應(yīng)對(duì)熱固性塑料加熱，去除其中的水分和其它揮發(fā)物，同時(shí)提高料溫，便于縮短成型周期，提高塑件內(nèi)壁固化的均勻性，改善塑件物理力學(xué)性能。提高熔體的流動(dòng)性，降低成型壓力，減少模具磨損。（2）壓縮成型過(guò)程模具裝上壓

15、力機(jī)后要進(jìn)行預(yù)熱。若塑件帶有嵌件，加料前應(yīng)將嵌件放入模具型腔內(nèi)一起預(yù)熱。熱固性塑料的壓縮過(guò)程一般可分為加料、合模、排氣、固化和脫模等幾個(gè)階段。1）加料。加料是在模具型腔中加入已預(yù)熱的定量物料，關(guān)鍵是加料量。因?yàn)榧恿狭康亩嗌僦苯佑绊懼芗某叽绾兔芏?。常用的加料定量方法有質(zhì)量法、容量法和記數(shù)法三種。質(zhì)量法比較準(zhǔn)確，但較麻煩，每次加料前必須稱料；容量法不如質(zhì)量法準(zhǔn)確，但操作方便；記數(shù)法只用于預(yù)壓坯料的加料。2）合模。加料完成后進(jìn)行合模，即通過(guò)壓力使模具內(nèi)成型零部件閉合成與塑件形狀一致的模腔。當(dāng)凸模尚未接觸物料之前，應(yīng)盡量使閉模速度加快，以縮短模塑周期和塑料過(guò)早固化。而在凸模接觸物料以后，合模速度應(yīng)

16、放慢，以避免模具中嵌件和成型桿的位移和損壞，同時(shí)也有利于空氣的順利排放。合模時(shí)間一般為幾秒至幾十秒不等。3）排氣。模壓熱固性塑料時(shí)，必須排除塑料中的水分和揮發(fā)物變成的氣體以及化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物，以免影響塑件的性能和表面質(zhì)量。為此，在合模之后，最好將壓縮模松動(dòng)少許時(shí)間，以便排出氣體。排氣操作應(yīng)力求迅速，并要在塑料處于可塑狀態(tài)下進(jìn)行。排氣的次數(shù)和時(shí)間根據(jù)實(shí)際需要而定，通常排氣次數(shù)為12次，每次時(shí)間為幾秒，最長(zhǎng)為20秒。4）固化。壓縮成型熱固性塑料時(shí)，塑料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)固化定型的過(guò)程稱為固化或硬化。熱固性塑料模壓成型時(shí)對(duì)固化階段的要求是，在成型壓力與溫度下保持一定時(shí)間，使高分子交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行到要求的

17、程度，制品性能好，生產(chǎn)效率高。為此，必須注意兩個(gè)問(wèn)題：固化速度和固化程度。固化速度通常以試樣硬化1mm厚度所需要的時(shí)間表示。在一定的塑料和制品情況下，可以通過(guò)調(diào)整成型工藝條件、預(yù)熱、預(yù)壓來(lái)控制固化速度。固化速度慢，成型周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低；固化速度過(guò)快，塑料未充滿型腔就已經(jīng)固化，不能成型形狀很復(fù)雜的塑件。對(duì)固化速度不高的塑料，也可以在制品能夠完整地脫模時(shí)就結(jié)束模壓過(guò)程，然后用后烘的方法完成全部硬化過(guò)程，以縮短成型周期，提高壓力機(jī)的利用率。固化程度對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。固化程度不足或固化過(guò)度的塑件質(zhì)量都不好。固化不足的塑件，其力學(xué)強(qiáng)度、耐蠕變性、耐熱性、耐化學(xué)性、電絕緣性等均下降，熱膨脹、后收縮增

18、加，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生裂紋；固化過(guò)度，其力學(xué)性能不高，脆性大，變色，表面出現(xiàn)密集小泡等。固化不足或固化過(guò)度可能發(fā)生在同一塑件上。為了獲得合格塑件必須確定適當(dāng)?shù)墓袒瘯r(shí)間。5）脫模。脫模方法有機(jī)動(dòng)推出脫模和手動(dòng)推出脫模。有嵌件的塑件，需要先將成型桿擰脫，而后再脫模。如果塑件由于冷卻不均勻可能產(chǎn)生翹曲，則可將脫模后的塑件放在形狀與之相吻合的型面間，在加壓的情況下冷卻。有的塑件由于冷卻不均勻內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)此，可將塑件放在烘箱中進(jìn)行緩慢冷卻。（3）后處理 主要指對(duì)塑件進(jìn)行的后處理（退火處理）。為進(jìn)一步提高塑件質(zhì)量，熱固性塑料制件脫模后，將其置于較高溫度下保持一段時(shí)間。后處理目的是促使塑料固化更趨于

19、完全，減小或消除制件內(nèi)應(yīng)力，去除水分和揮發(fā)物，這樣，能夠提高塑件的力學(xué)性能及電性能。（三）壓注成型1.壓注成型原理壓注成型又稱傳遞成型，它是在壓縮成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種熱固性塑料加工方法，成型原理見(jiàn)圖1-2-6所示。先將固態(tài)成型物料（通常預(yù)壓成錠或預(yù)熱）加入裝在閉合的壓注模具上的加料腔內(nèi)，使其受熱軟化成為粘流態(tài)，在壓機(jī)柱塞壓力作用下，經(jīng)澆注系統(tǒng)充滿模腔，塑料在模腔內(nèi)繼續(xù)受熱受壓，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化定型，最終開(kāi)模取出制件。圖1-2-6 壓注成型a）加料 b）壓縮 c）制品脫模1壓注柱塞；2加料腔；3上模腔；4凹模；5凸模；6凸模固定板；7下模板；8澆注系統(tǒng)凝料；9制品2.壓注成型工藝過(guò)程壓注

20、成型工藝過(guò)程和壓縮成型基本相同，它們的主要區(qū)別在于：壓縮成型過(guò)程是先加料后閉模，而壓注成型則一般要求先閉模后加料。其工藝流程如圖1-2-7所示。圖1-2-7 壓注成型工藝流程圖3.壓注成型特點(diǎn)及應(yīng)用壓注成型與壓縮成型有許多共同之處，兩者的加工對(duì)象都是熱固性塑料，但是壓注成型與壓縮成型相比又具有以下優(yōu)缺點(diǎn)。（1）成型周期短，生產(chǎn)效率高。塑料在加料室首先被加熱塑化，成型時(shí)塑料被高速通過(guò)澆注系統(tǒng)擠入型腔，使未完全塑化的塑料與高溫的澆注系統(tǒng)摩擦接觸，快速而均勻地升溫，有利于塑料制件在型腔內(nèi)迅速硬化從而縮短了硬化時(shí)間，壓注成型的硬化時(shí)間只相當(dāng)于壓縮成型的1/31/5。（2）塑件的尺寸精度高，表面質(zhì)量好。

21、塑料受熱均勻，交聯(lián)硬化充分，改善了塑件的機(jī)械性能，使塑件的強(qiáng)度、力學(xué)性能、電性能都得以提高。塑件高度方向的尺寸精度較高，飛邊很薄。（3）適用于成型壁薄、高度大而嵌件又多的復(fù)雜制品。壓注成型塑料是以熔融狀態(tài)壓入型腔，對(duì)細(xì)長(zhǎng)型芯、嵌件等產(chǎn)生的擠壓力比壓縮模小，可成型孔深尺寸不大于直徑10倍的通孔、不大于直徑3倍的盲孔。（4）原料消耗大。由于存在澆注系統(tǒng)凝料，同時(shí)為了傳遞壓力，壓注成型后總有一部分余料留在加料室，使原料消耗增多，小型塑件尤為突出，模具宜采用多型腔結(jié)構(gòu)。（5）壓注成型的收縮率比壓縮成型大。一般酚醛塑料壓縮成型時(shí)收縮率為0.8%，壓注成型時(shí)則為0.9%1%。同時(shí)壓注成型時(shí)塑件收縮的方向性

22、也較明顯。（6）壓注模的結(jié)構(gòu)比壓縮模復(fù)雜，成型壓力大，操作較麻煩，因此，只有用壓縮模成型無(wú)法達(dá)到要求時(shí)才用壓注成型。（四）擠出成型 擠出成型又稱擠出模塑，在熱塑性塑料成型中它是一種用途廣泛，所占比例很大的重要的加工方法，主要用于生產(chǎn)管材、棒材、板材、片材、線材和薄膜等連續(xù)型材的成型加工。 1.擠出成型原理 熱塑性塑料的擠出成型原理如圖1-2-8所示（以管材的擠出為例）。首先將粉狀或粒狀塑料加入料斗中，在旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)螺桿的作用下，加熱的塑料通過(guò)螺桿的螺旋槽向前方輸送。在此進(jìn)程中，塑料不斷地接受外加熱和螺桿與物料之間、物料與物料之間及物料與料筒之間的剪切摩擦熱，逐漸熔融呈粘流態(tài)，然后在擠出系統(tǒng)的作

23、用下，塑料熔體通過(guò)具有一定形狀的擠出模具（機(jī)頭）口模以及一系列輔助裝置（定型、冷卻、牽引、切割等裝置），從而獲得截面形狀一定的塑料型材。擠出成型主要用于生產(chǎn)熱塑性塑料制件。圖1-2-8 擠出成型原理圖 2.擠出成型工藝過(guò)程 熱塑性塑料擠出成型的工藝過(guò)程可分為三個(gè)階段。 第一階段為塑化階段。經(jīng)過(guò)干燥的塑料原料由擠出機(jī)料斗加入料筒后，在料筒溫度和螺桿的旋轉(zhuǎn)、壓實(shí)及混合作用下，由粉狀或粒狀轉(zhuǎn)變成具有一定流動(dòng)性的粘流態(tài)物質(zhì)，稱干法塑化；將固體塑料在機(jī)外溶解于有機(jī)溶劑中而成為具有一定流動(dòng)性的粘流態(tài)物質(zhì)，然后加入到擠出機(jī)的料筒中，稱濕法塑化。生產(chǎn)中，通常采用干法塑化方式。 第二階段為成型階段。均勻塑化的塑

24、料熔體隨擠出機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)向料筒前端移動(dòng)，在螺桿的旋轉(zhuǎn)擠壓作用下，通過(guò)具有一定形狀的口模而得到截面與口模形狀一致的連續(xù)型材。 第三階段為定型階段。通過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，如定徑處理、冷卻處理等，使已擠出的塑料連續(xù)型材固化為塑件。 現(xiàn)詳細(xì)介紹熱塑性塑料的干法塑化擠出成型的工藝過(guò)程。（1）原料的準(zhǔn)備和預(yù)處理擠出成型所用的熱塑性塑料通常是粒狀或粉狀塑料。由于原料中可能含有水分，將會(huì)影響擠出成型的正常進(jìn)行，也會(huì)影響制品質(zhì)量，在制品中出現(xiàn)氣泡、表面黯淡無(wú)光、流痕，力學(xué)性能下降等。因此，加工前應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行預(yù)熱和干燥。對(duì)于不同塑料允許含水量不同，一般控制原料含濕率在0.5%以下。原料中的金屬及其它機(jī)械雜質(zhì)應(yīng)盡可能

25、去除。原料的預(yù)熱和干燥通常是在烘箱或烘房?jī)?nèi)進(jìn)行。（2）擠出成型首先將擠出機(jī)加熱到預(yù)定溫度，然后開(kāi)啟螺桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)加入原料。料筒中的塑料在外加熱和剪切摩擦熱作用下熔融塑化。由于螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)塑料不斷推擠，迫使塑料經(jīng)過(guò)濾板上的過(guò)濾網(wǎng)，再通過(guò)機(jī)頭一定形狀的口模成型為一定截面形狀的連續(xù)型材。初期的擠出質(zhì)量較差，外觀也欠佳，要調(diào)整工藝條件及設(shè)備裝置，直到正常狀態(tài)后才能投入正式生產(chǎn)。在擠出成型過(guò)程中，料筒內(nèi)的溫度和剪切摩擦熱兩個(gè)因素對(duì)塑件質(zhì)量有很大的影響。（3）冷卻與定型擠出物離開(kāi)機(jī)頭口模后仍處于高溫熔融狀態(tài)，具有很大的塑性變形能力，應(yīng)立即進(jìn)行冷卻與定型。若冷卻定型不及時(shí)，制品在自身重力作用下會(huì)變形，出

26、現(xiàn)凹陷或扭曲等現(xiàn)象。在大多數(shù)情況下，冷卻與定型同時(shí)進(jìn)行，只有在擠出各種棒料和管材時(shí)，才有一個(gè)獨(dú)立的定徑過(guò)程；而擠出薄膜、單絲等無(wú)須定型，僅通過(guò)冷卻便可。未經(jīng)定型的擠出物必須用冷卻裝置使其及時(shí)降溫，以固定擠出物的形狀和尺寸，已定型的擠出物由于在定型裝置中的冷卻作用并不充分，仍需用冷卻裝置，使其進(jìn)一步冷卻。冷卻介質(zhì)一般采用空氣或冷水。冷卻速度對(duì)制品性能有較大影響，硬質(zhì)制品不能冷卻過(guò)快，否則易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并影響外觀，對(duì)軟質(zhì)或結(jié)晶塑料則要求及時(shí)冷卻，以免制品變形。（4）制品的牽引和卷?。ㄇ懈睿崴苄运芰蠑D出離開(kāi)口模后，由于有熱收縮和離模膨脹雙重效應(yīng)，使擠出物的截面與口模斷面形狀尺寸并不一致。此外，制品

27、連續(xù)不斷擠出，其質(zhì)量越來(lái)越大，如不引出，會(huì)造成產(chǎn)品堵塞，生產(chǎn)停滯，擠出不能順利進(jìn)行或制品變形。因此在擠出生產(chǎn)的同時(shí)，要連續(xù)而均勻地將擠出物牽引出，這就是牽引。牽引過(guò)程由擠出機(jī)輔機(jī)的牽引裝置來(lái)完成。牽引速度要與擠出速度相適應(yīng)。冷卻定型后根據(jù)制品的要求進(jìn)行卷取或切割。軟質(zhì)制品在卷取到給定長(zhǎng)度或質(zhì)量后切斷，硬質(zhì)型材從牽引裝置送出達(dá)到一定長(zhǎng)度后切斷。3.擠出成型特點(diǎn)（1）連續(xù)成型，產(chǎn)量大，生產(chǎn)率高，成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 （2）塑件的幾何形狀簡(jiǎn)單，橫截面形狀不變，所以模具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，制造維修方便。 （3）塑件內(nèi)部組織均勻緊密，尺寸比較穩(wěn)定準(zhǔn)確。 （4）適應(yīng)性強(qiáng)，除氟塑料外，所有的熱塑性塑料都可采用擠出

28、成型工藝，部分熱固性塑料也可采用擠出成型。變更機(jī)頭口模，產(chǎn)品的截面形狀和尺寸可相應(yīng)改變，這樣就能生產(chǎn)出不同規(guī)格的各種塑料制件。擠出成型工藝所用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，應(yīng)用廣泛。（五）氣動(dòng)成型 氣動(dòng)成型是利用氣體的動(dòng)力作用代替部分模具的成型零件（凸?；虬寄＃┏尚退芗囊环N方法，與注射、壓縮、壓注成型相比，氣動(dòng)成型壓力低，因此對(duì)模具材料要求不高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，壽命長(zhǎng)。氣動(dòng)成型主要包括中空吹塑成型、真空成型及壓縮空氣成型。 1.中空吹塑成型 中空吹塑成型是制造空心塑件的一種成型方法。成型時(shí)，先用擠出機(jī)或注射機(jī)擠出或注射出處于高彈態(tài)管筒形狀型坯，然后將其放入吹塑模具內(nèi)，向坯料內(nèi)吹入壓縮空氣，使中空的坯料均勻膨脹直到緊貼模具內(nèi)壁，冷卻定型后開(kāi)啟模具則可獲得具有一定形狀和尺寸的中空制品。這種成型方法可生產(chǎn)口徑不同、容量不同的瓶、壺、桶等用品和杯、碗等一次性使用的容器以及日常用品和兒童玩具等。 2.真空成型真空成型是把熱塑性塑料板、片固定在模具上，用輻射加熱器進(jìn)行加熱至軟化溫度，然后用真空泵把板材