【正文】 ★ 塑件結(jié)構(gòu)的工藝性 ★ 基本概念 ★ 塑料成型的方法及優(yōu)缺點(diǎn) 一、基本概念 塑料的類型 這種類型在成形過程中發(fā)生了化學(xué)變化，分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化。 ⑴ 熱固性塑料： 在初次受熱時(shí)變軟，可以制成一定形狀，但加熱到一定時(shí)間或加入固化劑后，就硬化定型，再加熱不熔融也不溶解，形成體型（網(wǎng)狀）結(jié)構(gòu)物質(zhì)的塑料。 常見的熱固性塑料有：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂等。 這種塑料在成形過程中只有物理變化，而無化學(xué)變化。 ⑵ 熱塑性塑料： 指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱和冷卻硬化的塑料。 常見的熱塑性塑料有：聚乙烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃、 ABS、聚四氟乙烯等。 二、塑料成形的工藝特性 ⑴ 流動性： 指塑料在一定溫度、壓力作用下，能夠充滿型腔的性能。 影響流動性的因素有：塑料的分子結(jié)構(gòu)與成分、溫度、壓力、模具結(jié)構(gòu)等。 流動性好，所需成形壓力小，且易充滿型腔，但塑料成形時(shí)易產(chǎn)生益邊；反之反然。 式中 s —— 計(jì)算收縮率； a —— 型腔在常溫下的實(shí)際尺寸； b —— 塑件在常溫下的實(shí)際尺寸。 一定量的塑料在熔融狀態(tài)下的體積總比其固態(tài)下的體積大，說明塑料經(jīng)成形冷卻后體積發(fā)生了收縮的特性。 ⑵ 收縮性： 塑件的收縮性可用 計(jì)算收縮率 來表示： %1 0 0??? b baS注意： 在實(shí)際成形時(shí)，不同品種的塑料收縮率不 同，不同批的同種塑料或同一塑料的不同部 位的收縮性也各不相同。 影響塑件收縮率的因素有： 塑料品種、塑件特性、澆口形式和尺寸、成形條件。 常用塑料的成形收縮率如下表。 一般來說，不透明的或半透明的是結(jié)晶型塑料，透明的為非結(jié)晶型塑料。 ⑶ 結(jié)晶性： 熱塑性塑料按其冷凝時(shí)是否出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料兩種。 結(jié)晶現(xiàn)象：是塑料由熔融態(tài)到冷凝過程中，分子由 無次序的自由運(yùn)動狀態(tài)而逐漸排列成 為正規(guī)模型的一種現(xiàn)象。 指熱固性塑料成形時(shí)完成交聯(lián)反應(yīng)的過程。 塑料中因有各種添加劑，使其對水的敏感程度各不相同的特性稱為吸濕性。 熱敏性是由于塑料成形時(shí)受高溫作用容易變色、降解、分解的特性。 硬化速度慢的塑料，會使成形周期變長，生產(chǎn)率降低；硬化速度快的塑料，則不能形成復(fù)雜的塑件。 ⑸吸濕性與熱敏性： ⑷硬化特性： 三、塑料成形方法及優(yōu)缺點(diǎn) 塑料成型的選擇主要決定于塑料的類型 (熱塑性還是熱固性 )、起始形態(tài)以及制品的外形和尺寸。加工熱塑性塑料常用的方法有擠出、注射成型、壓延、吹塑和熱成型等，加工熱固性塑料一般采用模壓、傳遞塑模，也用注射成型。塑料成型是將各種形態(tài) (粉料、粒料、溶液和分散體）的塑料制成所需形狀的制品或坯件的過程。成型的方法多達(dá)三十幾種。層壓、模壓和熱成型是使塑料在平面上成型。上述塑料 加工 的方法，均可用于橡膠加工。此外，還有以液態(tài)單體或聚合物為原料的澆鑄等。在這些方法中，以擠出和注射成型用得最多，也是最基本的成型方法。 塑料成型簡介 （ 1）注射成型 注射成形也稱注塑成形，是利用注射機(jī)將熔化的塑料快速注入模具中，并固化得到各種塑料制品的方法。幾乎所有的熱塑性塑料（氟塑料除外）均可采用此法，也可用于某些熱固性塑料的成形。注射成形占塑料件生產(chǎn)的 30%左右，它具有能一次成形形狀復(fù)雜件、尺寸精確、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)；但設(shè)備和模具費(fèi)用較高，主要用于大批量塑料件的生產(chǎn)。 注射成形機(jī)常用的有柱塞式和螺桿式兩種，下圖為螺桿式注射成形示意圖。注射成形原理如圖所示，將粉粒狀原料從料斗加入料筒，柱塞推進(jìn)時(shí)，原料被推入加熱區(qū)，繼而經(jīng)過分流梭，通過噴嘴將 塑料成型方法 熔融塑料注入模腔中，冷卻后開模即得塑料制品。注塑料制件從模腔中取出后通常需進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，以消除塑料制件在成形時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸和性能。 此外，還有切除毛邊和澆口、拋光、表面涂飾等。 注射成型 閉模 注射 保壓 塑化 冷卻 開模 制品 成型周期 注射成型可分為： （ 1）排氣式注射成型。 排氣式注射成型應(yīng)用的排氣式注射機(jī)，在料筒中部設(shè)有排氣口，亦與真空系統(tǒng)相連接，當(dāng)塑料化時(shí)，真空泵可將塑料中合有的水汽、單體、揮發(fā)性物質(zhì)及空氣經(jīng)排氣口抽走；原料不必預(yù)干燥，從而提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。特別適用于聚碳酸酯、尼龍、有機(jī)玻璃、纖維素等易吸濕的材料成型。 (2) 流動注射成型。 流動注射成型可用普通移動螺桿式注射機(jī)。即塑料經(jīng)不斷塑化并擠入有一定溫度的模具型腔內(nèi)，塑料充滿型腔后，螺桿停止轉(zhuǎn)動，借螺桿的推力使模內(nèi)物料在壓力下保持適當(dāng)時(shí)間，然后冷卻定型。流動注射成型克服了生產(chǎn)大型制品的設(shè)備限制，制件質(zhì)量可超過注射機(jī)的最大注射量。其特點(diǎn)是塑化的物件不是貯存在料筒內(nèi)，而是不斷擠入模具中，因此它是 擠出和注射相結(jié)合 的一種方法。 (3) 共注射成型。 共注射成型是采用具有兩個(gè)或兩個(gè)以上注射單元的注射機(jī)，將不同品種或不同色澤的塑料，同時(shí)或先后注入模具內(nèi)的方法。用這種方法能生產(chǎn)多種色彩和 (或 )多種塑料的復(fù)合制品，有代表性的共注射成型是 雙色注射和多色注射 。 (4) 無流道注射成型。 模具中不設(shè)置分流道，而由注射機(jī)的延伸式噴嘴直接將熔融料分注到各個(gè)模腔中的成型方法。在注射過程中，流道內(nèi)的塑料保持熔融流動狀態(tài)，在脫模時(shí)不與制品一同脫出，因此制件 沒有流道殘留物 。這種成型方法不僅節(jié)省原料，降低成本，而且減少工序，可以達(dá)到全自動生產(chǎn) (5) 反應(yīng)注射成型。 反應(yīng)注射成型的原理是將反應(yīng)原材料經(jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后泵入混合頭，在混合頭中碰撞混合，然后高速注射到密閉的模具中，快速固化，脫模，取出制品。它適于加工聚氨酯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、醇酸樹脂等一些熱固性塑料和彈性體。目前主要用于聚氨酯的加工 。 (6) 熱固性塑料的注射成型。 粒狀或團(tuán)狀熱固性塑料，在嚴(yán)格控制溫度的料筒內(nèi)，通過螺桿的作用，塑化成粘塑狀態(tài)，在較高的注射壓力下，物料進(jìn)入一定溫度范圍的模具內(nèi)交聯(lián)固化。熱固性塑料注射成型除有物理狀態(tài)變化外，還有化學(xué)變化。因此與熱塑性塑料注射成型比，在成型設(shè)備及加工工藝上存在著很大的差別。下表比較了 熱固性與熱塑性塑料注射成型的差別。 工藝條件 熱固性塑料 熱塑性塑料 熱固性與熱塑性塑料注射成型條件的比較 在料筒中的時(shí)間 短 較 長 塑化溫度低，料筒溫度 在 95℃ 以下，溫度控 制要求嚴(yán)格 料筒溫度 塑化溫度高，料筒溫度 在 150℃ 以上，溫度控制不嚴(yán)格 料筒加熱方式 液體介質(zhì) (水、油 ) 電加熱 模具溫度 150一 200℃ 100℃ 以下 注射壓力 100200MPa 35140MPa 熱固性塑料的注射成型應(yīng)用最多的是酚醛塑料。 ?優(yōu)點(diǎn)： ?成型周期短； ?能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件； ?對各種塑料的適用性強(qiáng)； ?易實(shí)現(xiàn)全自動化 ,生產(chǎn)效率高； ?缺點(diǎn)： ?生產(chǎn)周期長； ?設(shè)備和模具費(fèi)用高； ?不適合單件小批量生產(chǎn)； 注射成型優(yōu)缺點(diǎn) （ 2）擠出成型 擠出成形是利用螺桿旋轉(zhuǎn)加壓方式，連續(xù)地將塑化好的塑料擠進(jìn)模具，通過一定形狀的口模時(shí)，得到與口模形狀相適應(yīng)的塑料型材的工藝方法。擠出成形占塑料制品的 30%左右，主要用于截面一定、長度大的各種塑料型材，如塑料管、板、棒、片、帶、材和截面復(fù)雜的異形材。它的特點(diǎn)是能連續(xù)成形、生產(chǎn)率高、模具結(jié)構(gòu)簡單、成本低、組織緊密等。除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都能擠出成形，部分熱固性塑料也可擠出成形。 下圖為螺旋擠出成形示意圖，粒狀塑料從料斗送入螺旋推進(jìn)室，然后由旋轉(zhuǎn)的螺桿送到加熱區(qū)熔融，并受到壓縮；在螺旋力的作用下，迫使其通過具有一定形狀的擠出模具，得到與口模截面形狀相一致的型材；落到輸送機(jī)皮帶后用噴射空氣或水使它冷卻變硬得到固 化的塑料制件。 擠出成型按塑化方式可分為 干法擠出 和 濕法擠出 。按加壓方式可分為 連續(xù)擠出 和 間歇擠出 。 熱固性纖維增強(qiáng)塑料的