【正文】 戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。 典型的高水平模具如表 03 所示。雖然滿足率在逐年提高，但是進(jìn)口的塑料模具目前仍占我國(guó)市場(chǎng)的 20%以上。塑料模具銷售額和進(jìn)出口情況如表 01 和02 所示。塑料制品業(yè)要發(fā)展，必然要求塑料模具 產(chǎn)業(yè)隨之發(fā)展。 1 塑料模具認(rèn)知 一、 我國(guó)塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀與出口前景 模具數(shù)量的發(fā)展情況 當(dāng)今，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高 低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品 的 主要用戶行業(yè) 發(fā)展迅速。 表 01： 20xx~20xx 年塑料模具銷售額 單位：億元人民幣 年份 20xx 20xx 20xx 銷售額 244 288 365 注： 大量自產(chǎn)自用 內(nèi)配的塑料模具未計(jì)入銷售額中 表 02： 20xx~20xx 年塑膠 模具 進(jìn)出口情況 單位：億美元 年份 20xx 20xx 20xx 進(jìn)口 出口 注：在海關(guān)統(tǒng)計(jì)中， 塑料模具和橡膠模具在同一稅目中，因此表中數(shù)據(jù)包含這兩類模具，但塑料模具占其中的絕大多數(shù)。 模具水平的發(fā)展情況 在生產(chǎn)量高速增長(zhǎng)的情況下，中國(guó)塑料模具水平也有很大的提高。 表 03：典型模具舉例 大型模具 汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板、大屏幕彩色電視機(jī)、大容量洗衣機(jī)等塑件模具 精密模具 光盤、導(dǎo)光板、手機(jī)、音像設(shè)備、小模數(shù)齒輪、車燈等塑件模具 復(fù)雜模具 多色注塑、多層注塑、低壓注塑、帶件注塑、模內(nèi)轉(zhuǎn)印、蒸汽注塑、熱流道注塑、氣體輔助注塑等塑件模具 多腔模具 塑料封裝模具、塑料包裝模具等 模具 高速模具 塑料型材擠出模，包括雙腔、雙色、雙材質(zhì)等共擠模具 2 模具工業(yè) 的發(fā)展趨勢(shì) ⑴ 模具產(chǎn)品將向著更大型、更精密、更復(fù)雜及 更經(jīng)濟(jì)快速方向發(fā)展；模具生產(chǎn)將朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方向發(fā)展；模具企業(yè)將向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。 ⑷ 大力提高開(kāi)發(fā)能力，將開(kāi)發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中去，甚至在尚無(wú)明確的 用戶對(duì)象之前進(jìn)行開(kāi)發(fā) (這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行 )，變被動(dòng)為主動(dòng)。模具正從長(zhǎng)期以來(lái)主要依靠技藝 ， 而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。 模具行業(yè)存在的問(wèn)題 我國(guó)塑料模具行業(yè)發(fā)展 水平 和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在六個(gè)方面的問(wèn)題。 ⑵ 工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開(kāi)發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對(duì)開(kāi)發(fā)不夠重視。 ⑸ 市場(chǎng)需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供需矛盾一時(shí)還難以解決，供不應(yīng)求的局 面還將持續(xù)一段時(shí)間，特別是在中高檔產(chǎn)品方面矛盾更為突出。雖然各地都在努力解決這兩個(gè)問(wèn)題，但要得到較好解決尚待時(shí)日 。這些特點(diǎn)很適 合發(fā)展模具工業(yè)，因此中國(guó)模具工業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展十分迅速。他們進(jìn)口工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具雖然質(zhì)量水平高，但 價(jià)格昂貴，而中國(guó)模具在同樣能滿足要求的前提下，價(jià)格比較適中，因而也有不少市場(chǎng)。 表 04： 20xx~20xx 中美模具貿(mào)易情況 單位：億美元 年份 20xx 20xx 20xx 中國(guó)出口美國(guó) 美國(guó)出口中國(guó) 進(jìn)入 2 1 世紀(jì)， 20xx～ 20xx 年，中國(guó)模具出口額從 億美元增加到 億美元，七年年均增長(zhǎng)率為 ％，這充分說(shuō)明了以往的出口業(yè)績(jī)。近年來(lái)，注射成 型 已成功地用來(lái)成 型 某些熱固性塑料制件。所以，注射成 型 廣泛地用于塑料制件的生產(chǎn)中，但注射成 型 的設(shè)備及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料制件的生產(chǎn)。 ⑵ 物料的預(yù)熱和干燥 對(duì)于吸水性強(qiáng)的塑料，在成 型 前必須進(jìn)行干燥處理，除去物料中過(guò)多的水分和揮發(fā)物，以防止成 型 后塑件表面出現(xiàn)斑紋和氣泡等缺陷，甚至發(fā)生降解，嚴(yán)重影響塑料制件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。 ⑷ 料筒的清洗 當(dāng)改變產(chǎn)品、更換原料及顏色時(shí)均需清洗料筒。常用的脫模劑有硬脂酸鋅（除聚酰胺外，各種塑料均可使用）、液態(tài)石 蠟（白油）（適用于聚酰胺）和硅油（潤(rùn)滑效果好，但價(jià)格較貴，使用也較麻煩）等。對(duì)塑化的要求是：塑料在進(jìn)入模腔之前，既要達(dá)到規(guī)定的成 型 溫度，又要使熔體各點(diǎn)溫度均勻一致，并能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提供上述質(zhì)量的足夠熔融塑料以保證生產(chǎn)連續(xù)順利地進(jìn)行。 ② 保壓補(bǔ)縮（ t1~ t2） 這一階段是從熔體充滿型腔時(shí)起至柱塞或螺桿退回時(shí)為止。 ③ 倒流階段 （ t2~ t3） 這一階段是從柱塞或螺桿開(kāi)始后退時(shí)起至澆口處熔體凍結(jié)時(shí)為止。 ④ 澆口凍結(jié)后的冷卻（ t3~ t4） 這一階段是從澆口處塑料完全凍結(jié)起到制件脫模取出時(shí)為止。開(kāi)模時(shí)，模腔內(nèi)的壓力不一定等于外界大氣壓。 塑件的后處理 由于塑化不均勻或由于塑料在型腔內(nèi)的結(jié)晶、取向和冷卻不均勻，或由于金屬嵌件的影響或由于塑件的二次加工不當(dāng)?shù)仍?，塑件?nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致塑件在使用過(guò)程中產(chǎn)生變形或開(kāi)裂，因此應(yīng)該設(shè)法消除之。退火處理的時(shí)間取決于塑料品種、加熱介質(zhì)溫度、塑件的形狀和成 型條件。其目的是使制件顏色、性能以及尺寸保持穩(wěn)定，防止塑件使用中尺寸變化，制品盡快達(dá)到吸濕平衡。 溫度 在注射成 型 中需控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。也就是說(shuō)，料筒溫度應(yīng)控制在黏流溫度（或熔點(diǎn)）與分解溫度之間（ Tf~Td 或 Tm~Td）。對(duì)于螺桿式注射機(jī)，由于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的攪動(dòng)，同時(shí)使物料受高剪切作用，物料自身摩擦生熱，使傳熱加快，因此料筒溫度可以低于柱塞式 10℃ ~20℃ 。料筒溫度的分布，一般從料斗一側(cè)起至噴嘴是逐步升高的，以利于塑料逐步均勻塑化。料筒溫度和噴嘴溫度的最佳值一般通過(guò)試模來(lái)確定。在特殊情況下，可采用電阻加熱圈和加熱棒對(duì)模具加熱而保持定溫。 塑化壓力大小對(duì)熔體實(shí)際溫度、塑化效率及成 型 周期等均有影響。 ⑵ 注射壓力 注射機(jī)的注射壓力指柱塞或螺桿頂部對(duì)塑料熔體所施加的壓力。 型腔充滿后，注射壓力的作用在于對(duì)模內(nèi)熔料的壓實(shí)。 時(shí)間（成 型 周期） 完成一次注射成 型 所需要的時(shí)間，稱為成 型 周期，它是決定注射成 型 生產(chǎn)率及塑件質(zhì)量的一個(gè)重要因素。通常以塑料制品收縮 率最小為保壓時(shí)間的最佳值。 注射模的分類及典型結(jié)構(gòu) 注射模包括定模和動(dòng)模兩部分。 9 一般情況，注射模是由成 型 部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和支承零部件組成，如果塑件有側(cè)向的孔或凸臺(tái)，注射模還包括側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)于小塑件的模具，可直 10 接利用分型面或推桿等與模具的間隙排氣 支撐零部件 用來(lái)安裝固定或支承成 型 零部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件 定模座板 定位圈 支承板 1支承釘 1墊板 20 和動(dòng)模座板 10 側(cè)向分型 與抽芯機(jī)構(gòu) 當(dāng)有些塑件有側(cè)向的凹凸形狀的孔或凸臺(tái) 時(shí)，需先把側(cè)向的凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向的型芯從塑件上脫開(kāi)或抽出 常見(jiàn) 注射模的分類及典型結(jié)構(gòu) 注射模的分類方法很多，按加工塑料的品種可分為熱塑性塑料注射模和熱固 性塑料注射模；按注射機(jī)類型可分為臥式注射機(jī)用注射模、立式注射機(jī)用注射模和角式注射機(jī)用注射模；按型腔數(shù)目可分為單型腔注射模和多型腔注射模；按其注射模總體結(jié)構(gòu)特征可分為單分型面注射模、雙分型面注射模、斜導(dǎo)柱（彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊、齒輪齒條）側(cè)向分型抽芯注射模、帶有活動(dòng)鑲件的注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模和自動(dòng)卸螺紋注射模等。合模時(shí)在導(dǎo)柱 導(dǎo)套 9 的導(dǎo)向定位下，動(dòng)模和定模閉合。當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)一定距離后，注射機(jī)的頂桿 21 接觸推板 13，推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始動(dòng)作，使推桿 18 和拉料桿 15 分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從凸模７和冷料穴中推出，塑件及澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下，完成一次注射過(guò)程。繼 續(xù)開(kāi)模時(shí)，模具便在 BB 分型面分型，塑件與凝料拉斷并留在型芯 16 上，最后在注射機(jī)的固定頂出桿的作用下，推動(dòng)模具的推出機(jī)構(gòu)，將型芯上的塑件推出。這種模具要求推桿 9 完成推出動(dòng)作后能先 回程，以便活動(dòng)鑲塊3 在合模前再次放入型芯 4 定位孔中。圖 06（ａ）為合模狀態(tài)，圖 06（ｂ）為開(kāi)模狀態(tài)。 ⑹ 自動(dòng)卸螺紋的注射模 有的制件上的螺紋可直接注射成型。開(kāi)模時(shí)，模具從 AA 處分開(kāi)的同時(shí)，螺紋型芯 1由注射機(jī)的開(kāi)合模絲桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)并開(kāi)始從塑件中旋出，此時(shí)，塑件暫時(shí)留在模具型腔內(nèi)不動(dòng)，當(dāng)螺紋型芯在塑件內(nèi)還有一扣或半扣時(shí)，定距螺釘 4 使模具從 BB 分型面分開(kāi)，塑件即被帶出模具型腔，并與螺紋型芯也脫離。但熱流道注射模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度控制要求嚴(yán)格，模具成本高，故適應(yīng)大 批量生產(chǎn)。 （ a） 加料 （ b） 壓縮 （ c） 制件脫模 圖 010 壓縮成 型 1— 上模座； 2— 上凸模； 3— 凹模； 4— 下凸模； 5— 下模板； 6— 下模座 與注射成 型 相比，壓縮成 型 的優(yōu)點(diǎn)有可采用普通液壓機(jī)，壓縮模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（無(wú)澆注系統(tǒng)）， 15 生產(chǎn)過(guò)程較簡(jiǎn)單，壓縮塑件內(nèi)部取向組織少、性能均勻，塑件成 型 收縮率小等。典型的壓縮制件有儀表殼、電閘板、電器開(kāi)關(guān)、插座等。在成 型 時(shí)以一定數(shù)量的錠料放入壓縮模內(nèi)。加熱的目的有兩個(gè)：一是對(duì)塑料進(jìn)行干燥，除去其中的水分和其他揮發(fā)物；二是提高料溫，便于縮短成 型 周期，提高塑件內(nèi)部固化的均勻性，從而改善塑件的物理力學(xué)性能。一般熱固性塑料壓縮過(guò)程可以分為加料、合模、排氣、固化和脫模等幾個(gè)階段，在成 型 帶有嵌件的塑料制件時(shí)，加料前應(yīng)預(yù)熱嵌件并將其安放定位于 模內(nèi)。測(cè)重法比較準(zhǔn)確，但操作麻煩；容積法雖然不及測(cè)重法準(zhǔn)確，但操作方便；計(jì)數(shù)法只用于預(yù)壓錠料的加 料。 ⑶排氣 壓縮熱固性塑料時(shí)，在模具閉合后，有時(shí)還需卸壓將凸模松動(dòng)少許時(shí)間，以便排出其中的氣體。在這一過(guò)程中，呈黏流態(tài)的熱固性塑料在模腔內(nèi)與固化劑反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并在成 型 溫 16 度下保持一段時(shí)間，使其性能達(dá)到最佳狀態(tài)。 ⑸塑件脫模 制品脫模方法分為機(jī)動(dòng)推出脫模和手動(dòng)推出脫模。如果塑料有黏膜現(xiàn)象，用上述方法不易清理時(shí)則用拋光劑拭涮。 表 06：常用熱固性塑件退火處理溫度及時(shí)間 塑料種類 退火溫度 /℃ 保溫時(shí)間 /h 酚醛塑料制作 80~130 4~24 酚醛纖維塑料制作 130~160 4~24 氨基塑 料制作 70~80 10~12 壓縮成 型 工藝參數(shù) 壓縮成 型 的工藝參數(shù)主要是指壓縮成 型 壓力、壓縮成 型 溫度和壓縮時(shí)間。 壓縮成 型 壓力的大小與塑料種類、塑件結(jié)構(gòu)以及模具溫度等因素有關(guān)，一般情況下，塑料的流動(dòng)性愈小，塑件愈厚以及形狀愈復(fù)雜，塑料固化速度和壓縮比愈大，所需的成 型 壓力亦愈大。隨著溫度的升高，塑料固體粉末逐漸融化，黏度由大到小，開(kāi)始交聯(lián)反應(yīng)，當(dāng)其流動(dòng)性隨溫度的升高而出現(xiàn)峰值時(shí)，迅速增大成 型 壓力，使塑料在溫度還不很高而流動(dòng)性又較大時(shí)充滿型腔的各部分。同時(shí)，由于水分和揮發(fā)物難以排除，塑件內(nèi)應(yīng)力大，模件開(kāi)啟時(shí)塑件易發(fā)生腫脹、開(kāi)裂、翹曲等；如果模具溫度過(guò)低，硬化不足，塑件表面將會(huì)無(wú)光，其物理性能和力學(xué)性能下降。壓縮成 型 溫度升高，塑件固化速度加快，所需壓縮時(shí)間減少，因而壓縮周期隨模具溫度提高也會(huì)減少。適當(dāng)增加壓縮時(shí)間，可以減少塑件收縮率，提高其耐熱性能和其他物理力學(xué)性能。其成 型 原理如圖 011 所示，先將固態(tài)成 型 物料（最好是預(yù)壓成錠或經(jīng)預(yù)熱的物料）加入裝在閉合的壓注模具上的加料腔內(nèi)，使其受熱軟化轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)，并在壓力機(jī)柱塞壓力作用下塑料熔體經(jīng)過(guò)澆注系統(tǒng)充滿型腔，塑料在型腔內(nèi)繼續(xù)受熱受壓，產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)而固化定型，最后開(kāi)模取出塑件。因 此，制品性能均勻密實(shí)，質(zhì)量好。 ⑷由于成 型 物料在加料腔內(nèi)已經(jīng)受熱熔融，因此，進(jìn)入模腔時(shí)料溫及吸熱量均勻，所 需的交聯(lián)固化時(shí)間較短，致使成 型 周期較短，生產(chǎn)效率高 。 壓注成 型 工藝參數(shù) 壓注成 型 主要工藝參數(shù)包括成 型 壓力、成 型 溫度和成 型 時(shí)間等，它們均與塑料品種、模具結(jié)構(gòu)、塑料情況等多種因素有關(guān)。 模具溫度 壓注成 型 的模具溫度通常要比壓縮成 型 的 溫度低一些，一般約為 130℃ ~190℃ ，因?yàn)樗? 料通過(guò)澆注系統(tǒng)時(shí)能從摩擦中取得一部分熱量。 表 09 和表 010 列出了酚醛和其他一些熱固性塑 料壓注成 型 的主要工藝參數(shù)。在此過(guò)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，逐漸熔融呈黏流態(tài)，然后在擠出系統(tǒng)的作用下，塑料熔料通過(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。 ⑵ 塑件的幾何形狀簡(jiǎn)單，橫截面形狀不變，因此模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造維修方便。擠出工藝所用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，應(yīng)用廣泛。 冷卻定型階段 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)型材固化為塑料制件。不論采用哪種方法，都是使管坯內(nèi)外形成壓力差，使其緊貼在定徑套上而冷卻定型。 塑件的 牽引、卷取和切割 塑件自口模