【正文】 用活動鑲塊 3 成 型，開模時，塑件留在凸模上，待分型一定距離后，由推出機構的推桿將活動鑲塊 3 連同塑件一起推出模外，然后由人工或其他裝置將塑件與鑲塊分離。如圖07 所示，開模后塑件（衣刷）留在定模上，待分型到一定距離后，由動模通過定距拉板或鏈條等帶動定模一側的推板，將塑件從定模的型芯上脫出。這樣，就大大地節(jié)約了人力物力，且提高了生產(chǎn)率，保證了塑件質(zhì)量，更容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。其區(qū)別在于成 型 熱塑性塑料時不存在交聯(lián)反應，因此在充滿型腔后，需將模具冷卻使其凝固才能脫模而獲得制件。 ⑵預熱與干燥 成 型 前應對熱固性塑料加熱。 定量的方法有測重法、容量法和計數(shù)法三種。 ⑷固化 壓縮成 型 熱固性塑料時，塑料依靠交聯(lián)反應固化定型，生產(chǎn)中常將這一過程稱為硬化。 ⑴模具的清理 脫模后必要時需用銅刀或銅刷去除殘留在模具內(nèi)的塑料 廢邊，然后用壓縮空氣吹凈模具。但過大的成 型 壓力會降低模具壽命。由于塑件外層首先硬化，影響物料的流動， 將引起充模不滿，特別是模壓形狀復雜、薄壁、深度大的塑件最為明顯。壓縮時間過短，塑料硬化不足，將使塑件的外觀性能變差，力學性能下降，易變形。它的主要優(yōu)點有： ⑴ 壓注成 型 前模具已經(jīng)閉合，塑料在加熱腔內(nèi)加熱和熔融，在壓力機通過壓注柱塞將 其擠入型腔并經(jīng)過狹窄分流道和澆口時，由于摩擦作 用，塑料能很快均勻地熱透和硬化。它們的主要區(qū)別在于：壓縮成 型是先加料后閉模，而壓注成 型 則一般要求先閉模后加料。 壓注成 型 時的充模時間通常為 5~50s，而固化時間取決于塑料品種，塑件的大小、形狀、壁 厚，預熱條件和模具結構等，通常為 30~180s。這種成 型 方法有以下特點： ⑴ 連續(xù)成 型 ，產(chǎn)量大，生產(chǎn)率高，成本低，經(jīng)濟效益顯著。 擠出成 型 階段 均勻塑化的塑料熔體隨螺桿的旋轉(zhuǎn)向料筒前端移動，在螺桿的旋轉(zhuǎn)擠壓作用下，通過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。 軟質(zhì)或結晶型塑料件則要求及時冷卻，以免塑件變形。對于擠出硬質(zhì)塑件，牽引速度則不能大，通常需將牽引速度規(guī)定在一定范圍內(nèi)，并且要十分均勻，不然就會影響其尺寸均勻性和力學性能。由圖可知，料筒和塑料溫度在螺桿各段是有差異的，為了使塑料在料筒中輸送、熔融、均化和擠出的過程順利進行，以便高效率地生產(chǎn)高質(zhì)量制品，關鍵問題是控制好料筒各段溫度，調(diào)節(jié)是靠擠出機的加熱冷卻系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。和溫度一樣，壓力隨時間的變化也會產(chǎn)生周期性波動，這種波動對塑件質(zhì) 23 量同樣有不利影響，螺桿轉(zhuǎn)速的變化，加熱、冷卻系統(tǒng)的不穩(wěn)定都是產(chǎn)生壓力波動的原因。因此，除了正確確定螺桿結構和尺寸參數(shù)之外，還應嚴格控制螺桿轉(zhuǎn)速，嚴格控制擠出溫度，防止因溫度改變而引起擠出壓力和熔體黏度變化，從而導致擠出速度的波動。氣動成型主要包括中空吹塑成型、抽真空成型及壓縮空氣成型。擠出吹塑成型的缺點是壁厚不易均勻，且塑件需后加工以去除飛邊。 注射拉伸吹塑成型可分為熱坯法和冷坯法兩種成型方法。圖 017（ａ）為合模前的狀態(tài)， 圖 017（ｂ）為合模后的狀態(tài)。模具溫度過低，則塑料在模具夾坯口處溫度下降很快，阻礙型坯發(fā)生吹脹變形，還會導致塑件表面出現(xiàn)斑紋或使光亮度變差。 用凹模成型法成型的塑件外表面尺寸精度高，一般用于成型深度不大的塑件。首先把塑料板緊固在凹模上加熱，如圖 020（ａ）所示；塑料板軟化后將加熱器移開，然后通過凸模吹 入壓縮空氣，而凹模抽真空使塑料板鼓起，如圖 020（ｂ）所示；最后凸模向下插入鼓起的塑料板中并且從中抽真空，同時凹模通入壓縮空氣，使塑料板貼附在凸模的外表面而成型，如圖 020（ｃ）所示。此方法的缺點是在塑件上殘留有柱塞痕跡。這種成型方法的特點與凹凸模先后抽真空成型基本類似。被夾緊的塑料板在加熱器下 加熱軟化，如圖 019（ａ）所示；接著軟化的塑料板下移，像帳篷似的覆蓋在凸模上，如圖 019（ｂ）所示；最后抽真空，塑料板緊貼在凸模上成型，如圖 019（ｃ）所示。冷卻后，借助壓縮空氣使塑件從模具中脫出。對于結晶型塑料，型坯溫度需要避開最易形成球晶的溫度區(qū)域，否則，球晶會沿著拉伸方向迅速長大并不斷增多，最終導致塑件組織變得十分不均勻。采用冷坯法成型時，型坯的注射和塑件的拉伸吹塑成型分別在不同設備上進行。注射型坯有底，故塑件底部沒有拼合縫，強度高，生產(chǎn)率高，但設備與模具的投資較大，多用于小型塑件的大批量生產(chǎn)。根據(jù)成型方法有不同，中空吹塑成型可分為擠出吹塑成型、注射吹塑成型、注射拉伸吹塑成型及片材吹塑成型等。通常，牽引速度可與擠出速度相當 。 影響擠出速度的因素很多，如機頭、螺桿和料筒的結構、螺桿轉(zhuǎn)速、加熱冷卻系統(tǒng)結構和塑料的特性等。 表 011 是幾種塑料擠出成 型 管材、片材和板材及薄膜等的溫度參數(shù)。 溫度 溫度是擠出成 型 得以順利進行的重要條件之一。 牽引過程由擠出機輔機之一的牽引裝置來完成。管材的定型方法可用定徑套、定徑環(huán)和定徑板等 ， 也有采用能通水冷卻的特殊口模來定徑的。變更機頭口模，產(chǎn)品的斷面形狀和尺寸相應改變，這樣就能生產(chǎn)出不同規(guī)格的各種塑料制件。首先將顆粒狀或粉狀的塑料加入擠出機料筒內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)的擠出機螺桿的作用下，加熱的塑料通過沿螺桿的螺旋槽向前方輸送。例如，酚醛塑料粉和氨基塑料粉需要用的成 型 壓力通常為 50~80MPa，高者可達 100~200MPa；有纖維填料的塑料為80~160MPa。 ⑶ 由于成 型 物料在進入型腔前已經(jīng)塑化，對型芯或嵌件所產(chǎn)生的擠壓力小，因此能成 型深腔薄壁塑件或帶有深孔的塑件，也可成 型 形狀較復雜以及帶精細或易碎嵌件的塑件，還可成 型 難以用壓縮法成 型 的塑件。 表 08：熱固性塑料壓縮成 型 的工藝參數(shù) 18 工藝參數(shù) 酚醛塑料 氨基塑料 一般工業(yè)用 高電絕緣用 耐高頻電絕緣用 壓縮成型溫度 /℃ 150~165 150~170 180~190 140~155 壓縮成型壓力 /MPa 25~35 25~35 ? 30 25~35 壓縮時間 /min/mm ~ ~ ~ 壓注 成 型 工藝 壓注成 型 原理及特點 壓注成 型 又稱傳遞成 型 ，它是熱固性塑料的重要成 型 方法之一，是在壓縮成 型 基礎上發(fā)展起來的一種熱固性塑料的成 型 方法。壓縮時間與塑料的種類（樹脂種類、揮發(fā)物含量等）、塑件形狀、壓縮 成 型 的其他工藝條件以及操作步驟（是否排氣、預壓、預熱）等有關。 壓縮成 型 溫度高低影響模內(nèi)塑料熔料的充模是否順利，也影響成 型 時的硬化速度，進而影響塑件質(zhì)量。常用的熱固性塑件退火處理溫度及時間可參考表 06 所示 。時間過短，熱固性塑件的機械強度、耐蠕變性、耐熱性、耐化學穩(wěn)定性、電氣絕緣性等性能均下降，熱膨脹、后收縮增加，有時還會出現(xiàn)裂紋；時間過長，塑件機械強度不高、脆性大、表面出現(xiàn)密集小泡等。合模分為兩步：當凸模尚未接觸物料時，為縮短成 型 周期，避免塑料在合模之前發(fā)生化學反應，應加快加料速度；當凸模 接觸到塑料之后，為避免嵌件或模具成 型 零件的損壞，并使模腔內(nèi)空氣充分 排除，應放慢合模速度，即所謂先快后慢的合模方式。 壓縮成 型 過程 模具裝上壓機后要進行預熱。 ⑴預壓 壓縮成 型 前，為了成 型 時操作的方便和提高塑件的質(zhì)量，常利用預壓模將物料在預壓機上壓成質(zhì)量一定、形狀相似的錠料。將 松散狀（粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀）的固態(tài)成 型 物料直接加入到成 型 溫度下的模具型腔中，使其逐漸軟 化熔融，并在壓力作用下使物料充滿模腔，這時塑料中的高分子產(chǎn)生化學交聯(lián)反應，最終經(jīng)過固化轉(zhuǎn)變成為塑料制件。為了防止塑件跟隨螺紋型芯一起轉(zhuǎn)動，一般要求塑件外形具有防轉(zhuǎn)結構，圖中是利用塑件端面的凸起圖案來防止塑件隨螺紋型芯轉(zhuǎn)動的。開模時，在開模力的作用下，定模上的斜導柱 2 驅(qū)動動模部分的側滑塊作與開模方向成一定角度（本例為 90℃）的運動，使其前端的小型芯從塑件側孔中抽拔出來，然后再由推出機構將塑件從 主型芯上推出模外。開模時，在彈簧 7 的作用下，中間板 13 與定模座板 14 在 AA 處定距分型，其分型距離由定距拉板 8 和限位銷 6 聯(lián)合控制，以便取出這兩板間的澆注系統(tǒng)凝料。分流道及澆口在分型面上。 注射模的結構組成 注射模的種類很多，其結構與塑料的品種、塑件的結構和注射機的種類等很多因素有關。注射時間中的充模時間不長，一般不超過 10s；保壓時間較長，一般為 20~120s（特厚塑件可達 5~10min）。對于熔體黏度高的塑料，其注射壓力應比黏度低的塑料高；對薄壁、面積大、形狀復雜及成 型 時熔體流程長的塑件，注射壓力也應該高；模具結構簡單、澆口尺寸較大的，注射壓力可以較低；對于柱塞式注射機，因料筒內(nèi)壓力損失較大，故注射壓力應比螺桿式注射機的高；料筒溫度高、模具溫度高的，注射壓力也可以較低。 ⑴ 塑化壓力 塑化壓力是指采用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時所 受的壓力，亦稱背壓，其大小可以通過液壓系統(tǒng)中的溢流閥來調(diào)整。但是，噴嘴溫度不能過低，否則熔料在噴嘴處會出現(xiàn)早凝而將噴嘴堵塞，或者有早凝料注入模腔而影響塑件的質(zhì)量。因此，料筒溫度應高些，以使塑料內(nèi)外層受熱、塑化均勻。溫度、壓力和時間是影響注射成 型 工藝的重要參數(shù)。退火的溫度應控制在塑件使用溫度 10℃ ~20℃ 以上，或塑料的熱變形溫度以下 10℃ ~20℃ 。在冷卻階段中，隨著溫度的迅速下降，模腔內(nèi)的塑料體積收縮，壓力也逐漸下降。保壓補縮階段對于提高塑件密度，減少塑件的收縮，克服塑件表面缺陷均具有重要影響。 ⑴ 塑化 塑化是指粉狀或粒狀的物料，在料筒內(nèi)加熱熔融呈黏流態(tài)并具有良好的可塑性的全過程。 ⑶ 嵌件的預熱 在成 型 帶金屬嵌件，特別是帶較大嵌件的塑件時，嵌件放入模具之前必須預熱，以減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑料的收縮應力，保證塑件質(zhì)量。 4 （ a）塑化階段 （ b） 注射 階段 （ c） 塑件脫模 圖 01 螺桿式注射機注射成型 原理 1— 料斗； 2— 螺桿轉(zhuǎn)動傳動裝置； 3— 注射液壓缸； 4— 螺桿； 5— 加熱器； 6— 噴嘴； 7— 模具 注射成 型 的特點是：成 型 周期短，能一次成 型 外形復雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制 件；對各種塑料的適應性強；生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 近三年來中美模具貿(mào)易情況 如表 04 所示 。 3 模具 出口前景分析 中國是發(fā)展中國家，具有生產(chǎn)發(fā)展水平較低，勞動力資源豐富，生產(chǎn)成本低廉及市場前景廣闊等一般發(fā)展中國家同樣的一些特點，但中國人均 GDP 己超過 20xx 美元，同時還具有相當雄厚的技術和工 業(yè)基礎，人們聰慧、勤勞、靈巧和改革開放良好環(huán)境等一些特殊的特點 。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術上的差距更為嚴重。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有 10 年以上的差距。在某種意義上說： “模具是一種工藝品 ”的概念正在被 “模具是一種高新技術工業(yè)產(chǎn)品 ”所替代，模具 “上下模單配成套 ”的概念正在被 “只裝不配 的概念所替代。 典型的高水平模具如表 03 所示。塑料模具銷售額和進出口情況如表 01 和02 所示。 1 塑料模具認知 一、 我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀與出口前景 模具數(shù)量的發(fā)展情況 當今，模具生產(chǎn)技術水平的高 低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標準之一。 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)配的塑料模具未計入銷售額中 表 02： 20xx~20xx 年塑膠 模具 進出口情況 單位：億美元 年份 20xx 20xx 20xx 進口 出口 注：在海關統(tǒng)計中， 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)。 表 03：典型模具舉例 大型模具 汽車保險杠、整體儀表板、大屏幕彩色電視機、大容量洗衣機等塑件模具 精密模具 光盤、導光板、手機、音像設備、小模數(shù)齒輪、車燈等塑件模具 復雜模具 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 ⑴ 模具產(chǎn)品將向著更大型、更精密、更復雜及 更經(jīng)濟快速方向發(fā)展；模具生產(chǎn)將朝著信息化、無圖化、精細化、自動化方向發(fā)展；模具企業(yè)將向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。模具正從長期以來主要依靠技藝 ， 而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g。 ⑵ 工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。 ⑸ 市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供需矛盾一時還難以解決，供不應求的局 面還將持續(xù)一段時間，特別是在中高檔產(chǎn)品方面矛盾更為突出。這些特點很適 合發(fā)展模具工業(yè)，因此中國模具工業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展十分迅速。 表 04： 20xx~20xx 中美模具貿(mào)易情況