【正文】 響塑件質(zhì)量。 在一定溫度范圍內(nèi)，模具溫度升高，成 型 周期縮短，生產(chǎn)效率提高。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(fù)雜、薄壁、深度大的塑件最為明顯。 常見的熱固性塑料的壓縮成 型 溫度和壓縮成 型 壓力如 表 07 所示 。壓縮時(shí)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(yù)壓、預(yù)熱）等有關(guān)。對成 型 物料進(jìn)行預(yù)熱或預(yù)壓以及采用較高成 型 壓力時(shí)，壓縮時(shí)間均可適當(dāng)縮短，通常塑件厚度增加壓縮時(shí)間會隨之增加。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。但如果壓縮時(shí)間過長，不僅降低生產(chǎn)率，而且會使樹脂交聯(lián)過度而使塑件收縮率 增加，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致塑件力學(xué)性能下降，嚴(yán)重時(shí)會使塑件破裂。 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。 （ a） 加料 （ b） 壓注 （ c） 制件脫模 圖 011 壓注成 型 1— 壓注柱塞； 2— 加料腔； 3— 上模座； 4— 凹模； 5— 凸模； 6— 凸模固定板； 7— 下模座； 8— 澆注系統(tǒng)凝料； 9— 制件 壓注成 型 和注射成 型 的相同之處是熔料均是通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，不同之處在于前者塑料是在模具加料腔內(nèi)塑化，而后者則是在注射機(jī)的料筒內(nèi)塑化。它的主要優(yōu)點(diǎn)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(jī)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(shí)，由于摩擦作 用，塑料能很快均勻地?zé)嵬负陀不? ⑵ 壓注成 型 時(shí)的溢料較壓縮成 型 時(shí)少，而且飛邊厚度薄，容易去除。 ⑶ 由于成 型 物料在進(jìn)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(fù)雜以及帶精細(xì)或易碎嵌件的塑件，還可成 型 難以用壓縮法成 型 的塑件。 壓注成 型 雖然具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在以下缺點(diǎn)：成 型 壓力比壓縮成 型 高；工藝條件比壓縮成 型 要求更嚴(yán)格，操作比壓縮成 型 難度大；壓注模比壓縮模結(jié)構(gòu)復(fù)雜；成 型 后加料 19 腔內(nèi)總留有一部分余料以及澆注系統(tǒng)中的凝料，由于不能回收將會增加生產(chǎn)中原材料消耗；存在取向問題，容易使塑件產(chǎn)生取向應(yīng)力和各向異性，特別是成 型 纖維增強(qiáng)塑料時(shí)，塑料大分子的取向與纖維的取向結(jié)合在一起，更容易使塑件的各向異性程度提高。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。 成 型 壓力 成 型 壓力是指壓力機(jī)通過壓注柱塞對加料腔內(nèi)塑料熔體施加的壓力。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。加料室和下模的溫度要低一些，而中框的溫度要高一些，這樣可保證塑料進(jìn)入通暢而不會出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，同時(shí)也可以避免塑件出現(xiàn)缺料、起泡、接縫等缺陷。 壓注成 型 時(shí)的充模時(shí)間通常為 5~50s，而固化時(shí)間取決于塑料品種，塑件的大小、形狀、壁 厚，預(yù)熱條件和模具結(jié)構(gòu)等，通常為 30~180s。 表 09：酚醛壓注成 型 的主要工藝參數(shù) 模具類型 物料狀態(tài) 工藝參數(shù) 罐式 柱塞式 未預(yù)熱 高頻預(yù)熱 高頻預(yù)熱 預(yù)熱溫度 /℃ — 100~110 100~110 成 型 壓力 /MPa 160 80~100 80~100 充模時(shí)間 /min 4~5 1~ ~ 固化時(shí)間 /min 8 3 3 成型周期 /min 12~13 4~ 表 010： 部分塑料壓注成 型 的主要工藝參數(shù) 塑料 填料 成型溫度 /℃ 成型 壓力 /MPa 壓縮率 成型收縮率 /% 環(huán)氧雙酚 A 模塑料 玻璃纖維 138~193 7~34 ~ ~ 礦物填料 121~193 ~21 ~ ~ 環(huán)氧酚醛模塑料 礦物和玻璃纖維 121~193 ~21 ~ 20 礦物和玻璃纖維 190~196 2~ ~ ~ 玻璃纖維 143~165 17~34 6~7 三聚氰胺 纖維素 149 55~138 ~ ~ 酚醛 織物和回收料 149~182 ~138 ~ ~ 聚酯（ BMC、 TMC） 玻璃纖維 138~160 — ~ 聚酯（ SMC、 TMC） 導(dǎo)電護(hù)套料 138~160 ~ ~ 聚酯（ BMC） 導(dǎo)電護(hù)套料 138~160 — ~ 醇酸樹脂 礦物質(zhì) 160~182 ~138 ~ ~ 聚酰亞胺 50%玻璃纖維 199 ~69 脲醛塑料 ? — 纖維 132~182 ~138 ~ ~ 擠出成 型 工藝 擠出成 型 原理及特點(diǎn) 擠出成 型 又稱擠出模塑，在熱塑性塑料成 型 中它是一種用途廣泛、所占比例很大的加工方法。首先將顆粒狀或粉狀的塑料加入擠出機(jī)料筒內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)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。 圖 012 擠出成 型 原理示意 1— 擠出機(jī)料筒； 2— 機(jī)頭； 3— 定徑裝置； 4— 冷卻裝置； 5— 牽引裝置； 6— 塑料管； 7— 切割裝置 擠出成 型 所用的設(shè)備為擠出機(jī)，其所得塑件均為具有恒定斷面形狀的連續(xù)型材，如管、 棒、絲、板、薄膜、電線電纜的涂覆和涂層塑件等。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。 ⑶ 塑件內(nèi)部組織均衡緊密，尺寸比較穩(wěn)定準(zhǔn)確。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。 擠出成 型 工藝過程 21 熱塑性塑料的擠出成 型 工藝過程可分為四個(gè)階段。 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。大多數(shù)情況下，定型和冷卻是同時(shí)完成的，只有在擠出各種棒料和管材時(shí)，才有一個(gè)獨(dú)立 的定徑過程，而擠出薄膜、單絲等無需定型，僅通過冷卻便可。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。 冷卻一般采用空氣冷卻或水冷卻，冷卻速度對塑件性能有很大影響。 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。此外，由于塑件被連續(xù)不斷地?cái)D出，自重越來越大，如果不加以引導(dǎo)，會造成塑件停滯，使塑件不能順利擠出。 牽引過程由擠出機(jī)輔機(jī)之一的牽引裝置來完成。不同的塑件牽引速度不同。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(xué)性能。此外，某些塑件，如薄膜等有時(shí)還需要進(jìn)行后處理，以提高尺寸穩(wěn)定性。 溫度 溫度是擠出成 型 得以順利進(jìn)行的重要條件之一。嚴(yán)格來講，擠出成 型 溫度應(yīng)指塑料熔體的溫度，但該溫度卻在很大程度上取決于料筒和螺桿的溫度，一小部分來自在料筒中混合時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱，所以經(jīng)常用料筒溫度近似表示成 型 溫度。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。 此外，成 型 過程中溫度的波動和溫差，將使塑件產(chǎn)生殘余應(yīng)力、各點(diǎn)強(qiáng)度不均勻和表面灰暗無光澤等缺陷。 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)。這種壓力是塑料變?yōu)榫鶆蛉垠w并得到致密塑件的重要條件之一。和溫度一樣，壓力隨時(shí)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。 擠出速度 擠出速度（亦稱擠出速率）是單位時(shí)間內(nèi)擠出機(jī)口模擠出的塑料質(zhì)量（單位為 Kg/h）或長度（單位為 m/min）。 影響擠出速度的因素很多，如機(jī)頭、螺桿和料筒的結(jié)構(gòu)、螺桿轉(zhuǎn)速、加熱冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和塑料的特性等。在擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)和塑料品種及塑件類型已確定的情況下，擠出速率僅與 螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，因此，調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速是控制擠出速度的主要措施。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。從機(jī)頭和口模中擠出的塑件，在牽引力作用下將會發(fā)生拉伸取向。通常，牽引速度可與擠出速度相當(dāng) 。表 012 是幾種塑料管材的擠出成 型 工藝參數(shù)。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。常用來成型塑料瓶、罐、盒類塑件。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。首 先擠出機(jī)擠出管狀型坯，如圖 014（ａ）所示；截取一段型坯趁熱將其 放于模具中，閉合 對開式模具的同時(shí)夾緊型坯上下兩端，如圖 014（ｂ）所示；然后用吹管通入壓縮空氣， 使型坯吹脹并貼于型腔表壁成型如圖 014（ｃ）所示；最后經(jīng)保壓和冷卻定型，便可排出 壓縮空氣并開模取出塑件，如圖 014（ｄ）所示。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。首先注射機(jī)將熔融塑料注入注射模內(nèi)形成型坯，型坯成型在周壁帶有微孔的空心凸模上，如圖 015（ａ）所示；接著趁熱移至吹塑模內(nèi)，如圖 015（ｂ）所示；然后合模并從芯棒的管道內(nèi)通入壓縮空氣，使型坯吹脹并貼于模具的型腔上，如圖 015（ｃ）所示；最后經(jīng)保壓、冷卻定型后放出壓縮空氣并開模取出塑件，如圖 015（ｄ）所示。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)。經(jīng)過拉伸吹塑的塑件其透明度、抗沖擊強(qiáng)度、表面硬度、剛度和氣體阻透性能都有很大提高。 注射拉伸吹塑成型可分為熱坯法和冷坯法兩種成型方法。這種成型方法省去了冷型坯的再加熱，所以節(jié)省能源，同時(shí)由于型坯的制取和拉伸吹塑在同一臺設(shè)備上進(jìn)行，故占地面積小，生產(chǎn)易于連續(xù)進(jìn)行，自動化程度高。采用冷坯法成型時(shí)，型坯的注射和塑件的拉伸吹塑成型分別在不同設(shè)備上進(jìn)行。 圖 016 注射拉伸吹塑中空成型 １ — 注射機(jī)噴嘴；２ — 注射模；３ — 拉伸芯棒（吹管）；４ — 吹塑模；５ — 塑件 ⑷ 片材吹塑成型 片材吹塑成型如圖 017 所示。圖 017（ａ）為合模前的狀態(tài)， 圖 017（ｂ）為合模后的狀態(tài)。反之，當(dāng)型坯溫度較低時(shí)，型坯在吹塑前的轉(zhuǎn)移過程中就不容易發(fā)生破壞，但是其吹塑成型性能將會變差，成型時(shí)塑料內(nèi)部會產(chǎn)生較大的應(yīng)力，當(dāng)成型后轉(zhuǎn)變?yōu)闅堄鄳?yīng)力時(shí)，不僅削弱塑件強(qiáng)度，而且還會導(dǎo)致塑件表面出現(xiàn)明顯的斑紋。對于結(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。 吹塑模溫度通?？稍?20~50℃內(nèi)選取。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(dǎo)致塑件表面出現(xiàn)斑紋或使光亮度變差。對于薄壁、大容積中空塑件或表面帶有花紋、圖案、螺紋的中空塑件，對于黏度和彈性模量較大的塑件，吹塑壓力應(yīng)盡量取最大值。冷卻后，借助壓縮空氣使塑件從模具中脫出。 凹模真空成型 凹模真空成型 是一種最常用最簡單的成型的方法，如圖 018 所示。 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。多型腔的凹模真空成型比同個(gè)數(shù)的凸模真空成型相比更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)榘寄ＤＧ婚g距可以較近，用同樣面積的塑料板，可以加工出更多的塑件。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。凸模真空成型多用于有凸起形狀較高的薄壁塑件，用這種方法成型塑件的內(nèi)表面尺寸精度較高。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(shí)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。 29 圖 020 凹凸模先后抽真空成型 壓縮空氣延伸法真空成型 壓縮空氣延伸法真空成型如圖 021 所示。這種成型方法的特點(diǎn)與凹凸模先后抽真空成型基本類似。首先將固定于凹模上的塑料板加熱至軟化狀態(tài)，如圖 022（ａ）所示；接著移開加熱器，用柱塞將塑料板推下，這時(shí)凹模里的空氣被壓縮，軟化 的塑料板由于柱塞的推力和型腔內(nèi)封閉的空氣移動而延伸，如圖 022（ｂ）所示；然后凹模抽真空而成 型，如圖 022（ｃ）所示。此方法的缺點(diǎn)是在塑件上殘留有柱塞痕跡。把塑料板加熱后和框