【正文】 壓縮 時(shí)間 熱固性塑料壓縮成 型 時(shí)，要在一定溫度和一定壓力下保持一定時(shí)間，才能使其充分交聯(lián)固化，成為性能優(yōu)良的塑件，這一時(shí)間稱為壓縮時(shí)間。 表 08列出了酚醛塑料和氨基塑料的壓縮成 型 工藝參數(shù)。因此，塑件的尺 寸精度較高，特別是制件的高度尺寸精度較壓縮制件高得多。由于熔體通過澆注系統(tǒng)時(shí)有壓力損失，故壓注時(shí)的成 型 壓力一般為壓縮時(shí)的 2~3 倍。 熱塑性塑料的擠出成 型 原理如圖 012 所示（以管材的擠出為例）。 ⑷ 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成 型 ，部分熱固性塑料也 可采用擠出成 型 。擠出板材與片材，有時(shí)還通過一對壓輥壓平，也有定型與冷卻作用。因此，在冷卻的同時(shí)，要連續(xù)均勻地將塑件引出，這就是牽引。 擠出成 型 工藝參數(shù) 擠出成 型 工藝參數(shù)包括溫度、壓力、擠出速度和牽引速度等，下面分別討論。產(chǎn)生這種波動(dòng)和溫差的因素很多，如加熱、冷卻系統(tǒng)不穩(wěn)定，螺桿轉(zhuǎn)速 變化等，但以螺桿設(shè)計(jì)和選用的好壞影 響最大。擠出速度的大小表征著擠出生產(chǎn)能力的高低。拉伸取向程度越高，塑件沿取向方向的拉伸強(qiáng)度也越大，但冷卻后長度收縮也大。 中空吹塑成型 中空吹塑成型將處于塑性狀態(tài)的塑料型坯置于模具型腔內(nèi)，使壓縮空氣注入型坯中將其吹脹，使之緊貼于模具型腔壁上，經(jīng)冷卻定型得到一定形狀的中空塑件的加工方法。這種成型方法的優(yōu)點(diǎn)是壁厚均勻無飛邊，不需后加工。 冷坯法是將注射好的型坯加熱到合適的溫度后再將其置于吹塑模中進(jìn)行拉伸吹塑的成型方 法。因此，擠出吹塑成型時(shí)型坯溫度應(yīng)在Ｔ g～Ｔ f（Ｔ m）范圍內(nèi)盡量偏向Ｔ f（Ｔ m）；注射吹塑成型時(shí)，只要 保證型坯轉(zhuǎn)移不發(fā)生問題，型坯溫度應(yīng)在 Ｔ g～Ｔ f（Ｔ m） 范圍內(nèi)盡量取較高值；注射拉伸吹塑成型時(shí)，只要保證吹塑能順利進(jìn)行，型坯溫度可在 Ｔ g～Ｔ f（Ｔ m） 區(qū)間取較低值，這樣能 夠避免拉伸吹塑取向結(jié)構(gòu)因型坯溫度較高而取向，但對于非結(jié)晶型透明塑料制件，型坯溫度太低會(huì)使透明度下降。 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和模具之間的空氣抽掉，從而使板材貼在凹模型腔上而成型。 28 圖 018 凹模真空成型 凸模真空成型 凸模真空成型如圖 019 所示。首先將塑料板緊固在凹模上，并用加熱器對其 加熱，如圖 021（ａ）所示；待塑料板加熱軟化后移開加熱器，壓縮空氣通過 凹模吹入把塑 料板吹鼓后將凸模頂起，如圖 021（ｂ）所示；停止吹氣，凸模抽真空，塑料板貼附在凸模 上成型，如圖 021（ｃ）所示。 圖 022 柱塞延伸法真空成型 帶有氣體緩沖裝置的真空成型 圖 023 帶有氣體緩沖裝置的真空成型 １ — 柱塞；２ — 凹模；３ — 空氣管路；４ — 真空管路 帶有氣體緩沖裝置的真空成型如圖 023 所示，這是柱塞和壓縮空氣并用的形式。這種成型方法，由于將軟化了的塑料板吹鼓，使板材延伸后再成型，故壁厚比較均勻，可用于成型深型腔塑件。如果塑件深度很大時(shí)，特別是小型塑件，其底部轉(zhuǎn)角處就會(huì)明顯變薄。 ⑵吹塑壓力 吹塑壓力系指吹塑成型所用的壓縮空氣壓力，其數(shù)值通常為：擠出吹塑成型時(shí)取~，注射拉伸吹塑成型時(shí)吹塑壓力要比普通吹塑壓力大一些，常取 ~。 圖 017 片材吹塑中空成型 27 吹塑成型的工藝參數(shù) ⑴ 型坯溫度與模具溫度 一般來說，型坯溫度較高時(shí)，塑料易發(fā)生吹脹變形，成型的塑件外觀 輪廓清晰，但型坯自身的形狀保持能力較差。 熱坯法注射拉伸吹塑成型工藝過程如圖 016 所示，首先在注射工位注射成一空心帶底型坯，如圖 016（ａ ）所示；然后打開注射模將型坯迅速移到拉伸和吹塑工位，進(jìn)行拉伸和吹塑成型如圖 016（ｂ）、圖 016（ｃ）所示；最后經(jīng)保壓、冷卻后開模取出塑件，如 圖016（ｄ）所示。 25 圖 014 擠出吹塑中空成型 １ — 擠出機(jī)頭；２ — 吹塑模；３ — 管狀型坯；４ — 壓縮空氣吹管；５ — 塑件 ⑵ 注射吹塑成型 注射吹塑成型的工藝過程如圖 015 所示。采用氣動(dòng)成型，利用較簡單的成型設(shè)備就可獲得大尺寸的塑料制件，其生產(chǎn)費(fèi)用低、生產(chǎn)效率較高，是一種比較 經(jīng)濟(jì)的二次成型方法。 牽引速度 擠出成 型 主要生產(chǎn)連續(xù)的塑件，因此必須設(shè)置牽引裝置。為了減少壓力 波動(dòng)，應(yīng)合理控制螺桿轉(zhuǎn)速，保證加熱和冷卻裝置的溫度控制精度。 圖 013 聚乙烯擠出成 型 溫度曲線 1— 料筒溫度曲線； 2— 螺桿溫度曲線； 3— 物料的最高溫度曲線； 4— 物料平均溫度曲線； 5— 物料最低溫度曲線 機(jī)頭溫度必須控制在塑料熱分解溫度以下，而口模處的溫度可比機(jī)頭溫度稍低一些，但應(yīng)保證塑料熔體具有良好的流動(dòng)性。 通過牽引的塑件可根據(jù)使用要求在切割裝置上裁剪（如棒、管、板、片等），或在卷取裝置上繞制成卷（如薄膜、單絲、電線電纜等）。 塑件的 牽引、卷取和切割 塑件自口模擠出后，一般都會(huì)因壓力突然解除而發(fā)生離模膨脹現(xiàn)象，而冷卻后又會(huì)發(fā)生收縮現(xiàn)象，從而使塑件的尺寸和形狀發(fā)生改變。 冷卻定型階段 通過適當(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。 ⑵ 塑件的幾何形狀簡單，橫截面形狀不變，因此模具結(jié)構(gòu)比較簡單，制造維修方便。 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)。 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)。因 此，制品性能均勻密實(shí)，質(zhì)量好。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。同時(shí)，由于水分和揮發(fā)物難以排除，塑件內(nèi)應(yīng)力大，模件開啟時(shí)塑件易發(fā)生腫脹、開裂、翹曲等；如果模具溫度過低，硬化不足，塑件表面將會(huì)無光，其物理性能和力學(xué)性能下降。 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。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。在這一過程中，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)。測重法比較準(zhǔn)確，但操作麻煩；容積法雖然不及測重法準(zhǔn)確，但操作方便；計(jì)數(shù)法只用于預(yù)壓錠料的加 料。加熱的目的有兩個(gè)：一是對塑料進(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。典型的壓縮制件有儀表殼、電閘板、電器開關(guān)、插座等。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)。 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。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。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，完成一次注射過程。對于小塑件的模具，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或抽出 常見 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?？傮w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。 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。 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。 ⑵ 注射壓力 注射機(jī)的注射壓力指柱塞或螺桿頂部對塑料熔體所施加的壓力。在特殊情況下，可采用電阻加熱圈和加熱棒對模具加熱而保持定溫。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。也就是說，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）。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。 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颍芗?nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致塑件在使用過程中產(chǎn)生變形或開裂，因此應(yīng)該設(shè)法消除之。 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。 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。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（潤滑效果好，但價(jià)格較貴，使用也較麻煩）等。 ⑵ 物料的預(yù)熱和干燥 對于吸水性強(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。近年來，注射成 型 已成功地用來成 型 某些熱固性塑料制件。他們進(jìn)口工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具雖然質(zhì)量水平高，但 價(jià)格昂貴，而中國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。雖然各地都在努力解決這兩個(gè)問題，但要得到較好解決尚待時(shí)日 。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。 模具行業(yè)存在的問題 我國塑料模具行業(yè)發(fā)展 水平 和國外先進(jìn)水平相比，主要存在六個(gè)方面的問題。 ⑷ 大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的 用戶對象之前進(jìn)行開發(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)。 模具水平的發(fā)展情況 在生產(chǎn)量高速增長的情況下，中國塑料模具水平也有很大的提高。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。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。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市場的 20%以上。 ⑶ 模具的質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，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。 ⑹ 高速加工、復(fù)合加工、精益生產(chǎn)、敏捷制造及新材料、新工藝、新技術(shù)將不斷得到發(fā)展。 ⑶ 大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。還有一個(gè)方面是有些發(fā)展中國家由于技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，模具生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還跟不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需，因此模具供不應(yīng)求需要進(jìn)口的現(xiàn)象也較為普遍。除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可用此方法成 型 。 ⑴ 原料外觀的檢驗(yàn)和工藝性能的測定 檢驗(yàn)內(nèi)容包括對色澤、粒度及均勻性、流動(dòng)性（熔體指數(shù)、黏度）、熱穩(wěn)定性及收縮率的檢驗(yàn)。在生產(chǎn)上為順利脫模， 通常使用脫模劑。這一階段的時(shí)間從開始充模到 t1，壓 力變化為：熔體未注入模具型腔前模腔內(nèi)沒有壓力；待型腔充滿時(shí)壓力達(dá)到最大值 p0。如果柱塞或螺桿后退時(shí)澆口處的熔料已經(jīng)凍結(jié)，或者在噴嘴中裝有止逆閥，則倒流階段不存在，就不會(huì)出現(xiàn) t2~ t3 壓力下降的曲線，而是圖 02 中所示的虛線。應(yīng)該指出的是，若冷卻速度過快或模溫不均，則塑件會(huì)由于冷卻不均勻而導(dǎo)致各部分收縮不一致，使塑件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此冷卻速度必須適當(dāng)。 ⑵ 調(diào)濕處理 調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放入熱水中，以隔絕空氣，防止對塑料制件的氧化，加快吸濕平衡速度的后處理方法。但不論非結(jié)晶型或結(jié)晶型塑料，料筒溫度均不能超過塑料本身的分解溫度（ Td）。對于形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制件，或者熔體充模流程曲折較多、較長的，料筒溫度也應(yīng)選擇高一些。模具溫度由通入定溫的冷卻介質(zhì)來控制，也有的靠熔料注入模具自然升溫和自然散熱達(dá)到平衡而保持一定的模 溫。所以，塑化壓力應(yīng)在保證塑件質(zhì)量的前提下越低越好，其具體數(shù)值是隨所用塑料的品種而異的，通常不超過 2MPa。 缺點(diǎn)是會(huì)造成脫模時(shí)的殘余壓力過大、塑件脫模困難和成 型 周期長。此外，在成 型 過程中應(yīng)盡可能縮短開模、脫模等其他時(shí)間，以提高生產(chǎn)率。一般熱塑性塑料的注射模主要是設(shè)計(jì)模具的冷卻系統(tǒng) 冷卻水道 3 排氣系統(tǒng) 為了將成 型 時(shí)塑料本身揮發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面上開設(shè)排氣槽。開模時(shí)，注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模后退，模具從動(dòng)模和定模分型面分開，塑件包在凸模 7 上隨動(dòng)模一起后退，同時(shí)，拉料桿 15 將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中拉出。如圖 05 所示為帶有活動(dòng)凸模的注射模，制件內(nèi)側(cè)帶有凸臺(tái)，采