【正文】 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。此成型方法使塑料板在成型前先延伸，壁厚 30 變形使塑料板在成型前先延伸，壁厚變形均勻，主要用于成型深型腔塑件。 圖 021 壓縮空氣延伸法真空成型 柱塞延伸法真空成型 柱塞延伸法真空成型如圖 022 所示。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。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。 圖 019 凸模真空成型 凹凸模先后抽真空成型 凹凸模先后抽真空成型如圖 020 所示。這種成型方法，由于成型過程中冷的凸模首先與塑料板接觸，故其底部稍厚。 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。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。把板材固定并密封在凹模型腔的上方，將加熱器移到板材上方將板材加熱至軟化，如圖 018（ａ）所示；然后 移開加熱器，在型腔內(nèi)抽真空，板材就貼在凹模型腔壁上，如圖 018（ｂ）所示；冷卻后由抽氣孔通入壓縮空氣將成型好的塑件吹出，如圖 018（ｃ）所示。 真空成型方法主要有凹模真空成型、凸模真空成型、凹凸模先后抽真空成型、吹泡真空成型、柱塞推下真空成型和帶有氣體緩沖裝置的真空成型等。 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。 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 ~。模具溫度過高，塑件需較長 冷卻定型時(shí)間，生產(chǎn)率下降，并在冷卻過程中，塑件會(huì)產(chǎn)生較大的成型收縮，難以控制其尺寸與形狀精度。型坯溫度還與塑料品種有關(guān)，例如，對(duì)于線型聚酯和聚氯乙烯等非結(jié)晶塑料，型坯溫度比 Ｔ g 高 10~40℃，通常線型聚酯可取 90~100℃，對(duì)于聚丙烯等結(jié)晶型塑料，型坯溫度比 Ｔ m低 5~40℃較合 適，聚丙烯一般取 150℃左右。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(duì)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。 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。將壓延或擠出成型的片材再加熱，使之軟化，放入型 腔，合模后在片材之間通入壓縮空氣而成型出中空塑件。在拉伸吹塑之前，為了補(bǔ)償型坯冷卻散發(fā)的熱量，需要 進(jìn)行二次加熱，以確保型坯的拉伸吹塑成型。 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。 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。注射拉伸吹塑最典型的產(chǎn)品是線型聚酯飲料瓶。 圖 015 注射吹塑中空成型 １ — 注射機(jī)噴嘴；２ — 注射型坯；３ — 空心凸模；４ — 加熱器；５ — 吹塑模；６ — 塑件 ⑶注射拉伸吹塑成型 26 注射拉伸吹塑成型是將注射成型的有底型坯加熱到熔點(diǎn)以下的適當(dāng)溫度后置于模具內(nèi)，先用拉伸桿進(jìn)行軸向拉伸后再通入壓縮空氣吹脹成型的加工方法。這種成型方法的優(yōu)點(diǎn)是壁厚均勻無飛邊，不需后加工。 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。擠出吹塑成型模具結(jié)構(gòu)簡單，投入少，操作容易，適于多種塑料的中空吹塑成型。 常用吹塑成型方法 ⑴ 擠出吹塑成型 擠出吹 塑成型是得到中空塑件的主要方法，擠出吹塑成型工藝過程如圖 07 所示。 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。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。 表 012：幾種塑料管材的擠出成 型 工藝參數(shù) 塑料 管材 工藝參數(shù) 硬聚氯乙烯（ HPVC） 軟聚氯乙烯（ LPVC） 低密度 聚乙烯（ LDPE） ABS 聚酰胺 1010 (PA1010) 聚碳酸酯（ PC） 管材外徑/mm 95 31 24 管材內(nèi)徑/mm 85 25 19 25 管材厚度/mm 5? 1 3 2? 1 3? 1 — — 機(jī)筒溫度/℃ 后段 80~100 90~100 90~100 160~165 200~250 200~240 中段 140~150 120~130 110~120 170~175 260~270 240~250 前段 160~170 130~140 120~130 175~180 260~280 230~255 機(jī)頭溫度 /℃ 160~170 150~160 130~135 175~180 220~240 200~220 口模溫度 /℃ 160~180 170~180 130~140 190~195 200~210 200~210 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 12 20 16 15 口模內(nèi)徑 32 33 33 24 /mm 芯模內(nèi)徑/mm 25 26 26 穩(wěn)流定型段長度 /mm 120 60 60 50 45 87 牽引比 真空定徑套內(nèi)徑 /mm — 25 33 33 定徑套長度/mm 300 — 160 250 — 250 定徑套與口模間距 /mm — — — 25 20 20 氣動(dòng)成型工藝 氣動(dòng)成型是利用氣體的動(dòng)力作用代替部分模具的成型零件（凸?；虬寄＃┏尚退芗囊环N方法，與注射、壓縮、壓注成型相比，氣動(dòng)成型壓力低，因此對(duì)模具材料要求不高，模具結(jié)構(gòu)簡單，成本低，壽命長。牽引速度與擠出速度的比值稱牽引比，其值必須大于 1。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。 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。 擠出速度在生產(chǎn)過程中也存在波動(dòng)現(xiàn)象，這將影響塑件的幾何形狀和尺寸精度。理論和實(shí)踐都證明，擠出速度隨螺桿直徑、螺槽深度、均化段長度和螺桿轉(zhuǎn)速的增大而增大，隨螺桿末端熔體壓力和螺桿與料筒間隙增大而增大。擠出速度的大小表征著擠出生產(chǎn)能力的高低。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。 增加機(jī)頭壓力可以提高擠出熔體的混合均勻性和穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品致密度，但機(jī)頭壓力過大將影響產(chǎn)量。 表 011： 熱塑性塑料擠出成 型 時(shí)的溫度參數(shù) 塑料名稱 擠出溫度 /℃ 原料中水分控制 /% 加料段 壓縮段 均化段 機(jī)頭及口模段 丙烯酸類聚合物 室溫 100~170 ~200 175~210 ? 醋酸纖維素 室溫 110~130 ~150 175~190 ? 聚酰胺（ PA） 室溫 ~90 140~180 ~270 180~270 ? 聚乙烯（ PE） 室溫 90~140 ~180 160~200 ? 硬聚氯乙烯（ HPVC） 室溫 ~60 120~170 ~180 170~190 ? 軟聚氯乙烯及氯乙烯共聚物 室溫 80~120 ~140 140~190 ? 聚苯乙烯 （ PS） 室溫 ~100 130~170 ~220 180~245 ? 壓力 在擠出過程中，由于料流的阻力，螺桿槽深度的改變，以及過濾網(wǎng)、過濾板和口模等產(chǎn)生 阻礙，因而沿料筒軸線方向，在塑料內(nèi)部產(chǎn)生一定的壓力。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。 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。 圖 013 為聚乙烯擠出成 型 溫度曲線（圖中 D 為擠出機(jī)螺桿外徑），它是沿料筒軸心方 22 向測得的。從粉狀或粒狀的固態(tài)物料開始，高溫制品從機(jī)頭中擠出，經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜的溫度變化過程。 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。 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）。通常薄膜和單絲的牽引速度可以快些， 其原因是牽引速度大，塑件的厚度和直徑減小，縱向抗斷裂強(qiáng)度增高，扯斷伸長率降低。牽引速度要與擠出速率相適應(yīng)，一般是牽引速度略大于擠出速率，以便消除塑件尺寸的變化值，同時(shí)對(duì)塑件進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦炜商岣哔|(zhì)量。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。 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。硬質(zhì)塑件（如聚苯乙烯、低密度聚乙烯和硬聚氯乙烯等）不能冷卻得過快，否則容易造成殘余內(nèi)應(yīng)力，并影響塑件 的外觀質(zhì)量。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。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。 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。 塑化階段 經(jīng)過干燥處理的塑料原料由擠出機(jī)料斗加入料筒后，在料筒溫度和螺桿旋轉(zhuǎn)、壓實(shí)及混合作用下，由固態(tài)的粉料或粒料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢鲃?dòng)性的均勻熔體，這一過程稱為塑化。擠出工藝所用設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，應(yīng)用廣泛。 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 。 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。擠出成 型 還可用于塑料的著 色、造粒和共混改性等。在此過程中，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。 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）。 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)。 成 型 時(shí)間 壓注成 型 時(shí)間包括加料時(shí)間、充模時(shí)間、交聯(lián)固化時(shí)間、脫模取塑件時(shí)間和清模時(shí)間等。 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? 料通過澆注系統(tǒng)時(shí)能從摩擦中取得一部分熱量。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。 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)。 壓注成 型 工藝過程 壓注成 型 的工藝過程和壓縮成 型 基本相似，不再贅述。 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 。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。因 此，制品性能均勻密實(shí)，質(zhì)量好。壓注成 型 是在克服壓縮成型 缺點(diǎn)、吸收注射成 型 優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。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