【正文】 保壓時(shí)間的最佳值。 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。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℃ 。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。 ③ 倒流階段 （ t2~ t3） 這一階段是從柱塞或螺桿開始后退時(shí)起至澆口處熔體凍結(jié)時(shí)為止。 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。 表 04： 20xx~20xx 中美模具貿(mào)易情況 單位：億美元 年份 20xx 20xx 20xx 中國出口美國 美國出口中國 進(jìn)入 2 1 世紀(jì)， 20xx～ 20xx 年，中國模具出口額從 億美元增加到 億美元，七年年均增長率為 ％，這充分說明了以往的出口業(yè)績。 ⑸ 市場需求旺盛，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。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(shù)。 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)。塑料模具銷售額和進(jìn)出口情況如表 01 和02 所示。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(shù)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。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(shù)上的差距更為嚴(yán)重。 近三年來中美模具貿(mào)易情況 如表 04 所示 。 ⑶ 嵌件的預(yù)熱 在成 型 帶金屬嵌件，特別是帶較大嵌件的塑件時(shí)，嵌件放入模具之前必須預(yù)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(yīng)力，保證塑件質(zhì)量。保壓補(bǔ)縮階段對(duì)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。退火的溫度應(yīng)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℃ 。因此，料筒溫度應(yīng)高些，以使塑料內(nèi)外層受熱、塑化均勻。 ⑴ 塑化壓力 塑化壓力是指采用螺桿式注射機(jī)時(shí)，螺桿頂部熔體在螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)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。注射時(shí)間中的充模時(shí)間不長，一般不超過 10s；保壓時(shí)間較長，一般為 20~120s（特厚塑件可達(dá) 5~10min）。分流道及澆口在分型面上。開模時(shí)，在開模力的作用下，定模上的斜導(dǎo)柱 2 驅(qū)動(dòng)動(dòng)模部分的側(cè)滑塊作與開模方向成一定角度（本例為 90℃）的運(yùn)動(dòng)，使其前端的小型芯從塑件側(cè)孔中抽拔出來，然后再由推出機(jī)構(gòu)將塑件從 主型芯上推出模外。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(shí)塑料中的高分子產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，最終經(jīng)過固化轉(zhuǎn)變成為塑料制件。 壓縮成 型 過程 模具裝上壓機(jī)后要進(jìn)行預(yù)熱。時(shí)間過短，熱固性塑件的機(jī)械強(qiáng)度、耐蠕變性、耐熱性、耐化學(xué)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(shí)還會(huì)出現(xiàn)裂紋；時(shí)間過長，塑件機(jī)械強(qiáng)度不高、脆性大、表面出現(xiàn)密集小泡等。 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(shí)的硬化速度，進(jìn)而影響塑件質(zhì)量。 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(shí)間 /min/mm ~ ~ ~ 壓注 成 型 工藝 壓注成 型 原理及特點(diǎn) 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(chǔ)上發(fā)展起來的一種熱固性塑料的成 型 方法。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(dá) 100~200MPa；有纖維填料的塑料為80~160MPa。變更機(jī)頭口模，產(chǎn)品的斷面形狀和尺寸相應(yīng)改變，這樣就能生產(chǎn)出不同規(guī)格的各種塑料制件。 牽引過程由擠出機(jī)輔機(jī)之一的牽引裝置來完成。 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)。通常，牽引速度可與擠出速度相當(dāng) 。注射型坯有底，故塑件底部沒有拼合縫，強(qiáng)度高，生產(chǎn)率高，但設(shè)備與模具的投資較大，多用于小型塑件的大批量生產(chǎn)。對(duì)于結(jié)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(huì)沿著拉伸方向迅速長大并不斷增多，最終導(dǎo)致塑件組織變得十分不均勻。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。此方法的缺點(diǎn)是在塑件上殘留有柱塞痕跡。 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。圖 017（ａ）為合模前的狀態(tài)， 圖 017（ｂ）為合模后的狀態(tài)。擠出吹塑成型的缺點(diǎn)是壁厚不易均勻，且塑件需后加工以去除飛邊。因此，除了正確確定螺桿結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)之外，還應(yīng)嚴(yán)格控制螺桿轉(zhuǎn)速，嚴(yán)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(dǎo)致擠出速度的波動(dòng)。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(jìn)行，以便高效率地生產(chǎn)高質(zhì)量制品，關(guān)鍵問題是控制好料筒各段溫度，調(diào)節(jié)是靠擠出機(jī)的加熱冷卻系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。 軟質(zhì)或結(jié)晶型塑料件則要求及時(shí)冷卻，以免塑件變形。這種成 型 方法有以下特點(diǎn)： ⑴ 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。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。壓縮時(shí)間過短，塑料硬化不足，將使塑件的外觀性能變差，力學(xué)性能下降，易變形。但過大的成 型 壓力會(huì)降低模具壽命。 ⑷固化 壓縮成 型 熱固性塑料時(shí)，塑料依靠交聯(lián)反應(yīng)固化定型，生產(chǎn)中常將這一過程稱為硬化。 ⑵預(yù)熱與干燥 成 型 前應(yīng)對(duì)熱固性塑料加熱。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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。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)，采用活動(dòng)鑲塊 3 成 型，開模時(shí)，塑件留在凸模上，待分型一定距離后，由推出機(jī)構(gòu)的推桿將活動(dòng)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。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。 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。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。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）。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)。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。 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(duì)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)。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。 ⑶ 大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。 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。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。 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。 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。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 。近年來，注射成 型 已成功地用來成 型 某些熱固性塑料制件。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。 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。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。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。 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。 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。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。 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。典型的壓縮制件有儀表殼、電閘板、電器開關(guān)、插座等。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。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。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。因 此，制品性能均勻密實(shí)，質(zhì)量好。 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)。 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。 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）。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。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。 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。 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 ~。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。首先將塑料板緊固在凹模上，并用加熱器對(duì)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。 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。 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。 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。擠出速度的大小表征著擠出生產(chǎn)能力的高低。 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。擠出板材與片材，有時(shí)還通過一對(duì)壓輥壓平，也有定型與冷卻作用。 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）。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。 表 07：熱固性塑料的壓縮成 型 溫度和成 型 壓力 塑料類型 壓縮成型溫度 /℃ 壓縮成型壓力 /MPa 酚醛塑料 (PF) 146~180 7~24 三聚氰胺甲醛塑料（ MF） 140~180 14~56 脲 甲醛塑料（ UF） 135~155 14~56 聚酯塑料（ UP） 85~150 ~ 鄰苯二甲酸二丙烯酯塑料（ PDPO） 120~160 ~14 環(huán)氧樹脂塑料（ EP） 1