塑料成型工艺与模具设计.ppt

塑料成型工艺,及模具设计,主讲：,塑料成型工艺与模具设计,第一章 塑料成型基础 第二章 塑料成型工艺 第三章 塑料成型工艺及制品结构工艺性 第四章 注射模设计 第六章 压缩模与传递模设计,第一章 塑料成型基础,第一节 塑料成型制品与成型技术的发展 第二节 塑料模具及发展趋势,1.1 塑料成型制品与成型技术的发展,塑料成型制品是以塑料为主要材料经成型加工获得的制品，简称塑件。,塑料工业,原料生产,制品成型,塑料工业是一个新兴的工业领域，又是一个发展迅速的领域。,塑料广泛应用于农业、包装行业、日用消费品、交通运输、电子、电讯、机械化工、建筑材料等各个领域。,当今世界把一个国家的塑料消耗量和塑料工业水平，作为衡量一个国家工业发展水平的重要标志之一。,一、塑料与工程塑料,1、塑料 以合成树脂为主要成分，加入适量添加剂，在一定温度和压力下成型的有机高分子材料。,2、工程塑料 作为工程结构产品的塑料。,（一）塑料与工程塑料的区别,（二）塑料之优点,1、质量轻：密度0.83-2.3g/cm3，为钢铁的1/7-1/4，铝的1/2 2、比强度高：增强塑料的强度/密度金属 3、耐化学腐蚀性好：耐酸碱比金属好 4、耐磨性好：摩擦系数小，甚至可以在无润滑下工作 5、吸震性好：噪音小、寿命高 6、电绝缘性优：塑料是电的不良导体,（三）塑料之缺点,1、刚性差：塑料的弹性模量仅为钢铁的1/100 2、耐热性差：温度升高时，强度变低，即热强性低 3、导热性差：虽然可作隔热件，但散热不好，不宜作传动摩擦件 4、儒变性：长期载荷下，易发生变形,（一）按受热时的特征,1、热塑性塑料 加热时软化、熔融，成形后冷却硬化。该过程具可逆性。加工方便，耐热性和刚性差 2、热固性塑料 加热时软化、熔融，可塑制成形。该过程不可逆。耐热性高，不易变形,二、塑料分类,（二）按用途和特性,1、通用塑料 产量大、价格低、应用广的塑料 2、工程塑料 可替代金属作为工程结构之用的塑料 3、耐高温塑料 150以上，甚至200-250 长期工作,（一）热塑性塑料,三、塑料特性与应用,（二）热固性塑料,常用的塑料成型工艺,注射,压缩,传递,挤出,中空吹塑,真空吸塑,气压成型,目前，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化方向发展。,常用的塑料成型工艺,注射,压缩,传递,挤出,中空吹塑,真空吸塑,气压成型,目前，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化方向发展。,1. 2 塑料模具及发展趋势,一、模具与塑料模具,模具是材料成型加工中的工艺装备。模具是利用其特定形状去复制成型或复制加工具有一定形状和尺寸制件的工具。,塑料模具是成型塑料制件的工艺装备或工具。,在塑料加工行业中约有95%的产品靠模具生产，产品的更新都是以工艺的改进和模具的更新为前提的。,塑料制品生产的三大重要因素,合理的加工工艺,高效的设备,先进的模具,通常将塑料模具分为,注射模具,压缩模具,传递模具,挤出模具,中空吹塑模具,热成型模具,能生产出在尺寸精度、外观、物理性能、力学性能等方面均能满足使用要求的优质制件。,在模具使用时，力求生产效率高、自动化程度高、操作简便、寿命长；在模具制造方面，要求结构合理、制造容易、成本低廉。,对塑料模具设计的要求：,工业品零件粗加工的70，精加工的50都是由模具成型完成的。我国模具工业的产值在国际上排名第三位，仅次于日本和美国。日本模具产业年产值达13000亿日元。,目前，深圳周边及珠江三角洲地区已经成为中国塑料模具工业最为发达、科技含量最高的区域。今后几年，随着全球制造业重心加快向我国转移，这一地区有可能在10年内发展成为世界模具生产中心。随着发达国家将制造业纷纷转移到我国，使我国塑料模具工业面临空前的发展机遇。,1. 塑料模具标准化,随着模具种类和要求的提高，模具标准件已经成为模具企业参与国际竞争的重要条件。品种多、分类细是目前模具标准件的主要趋势。传统的标准件品种越来越多，质量要求越来越高。新的功能结构标准单元与具有更多制造柔性的标准件也越来越重要，成为新技术和创新提升竞争力的新方向。,许多模具加工装备企业纷纷对接互联网，积极打造“模具制造+互联网”模式，有力地推动了模具行业的转型与升级。,2.商业互联网向模具及其产业链延伸,二、塑料模具技术发展趋势,3.模具智能化,在塑料模具和压铸模具行业，已经出现了模具型腔的压力、温度、流量、冷却过程的智能控制的模具。另外，模具加工装备的智能化也正在迅速推进模具的智能化制造。,4. 塑料模具专用材料的研究与开发,新材料与大型塑料模具的出现与优化。随着汽车轻量化的发展，轻量化新材料层出不穷，国内模具企业已经开始应对这种变化，展开了轻量化新材料汽车覆盖件模具与大型复合材料模具的开发。,第二章 塑料成型技术基础,第一节 塑料的组成和特性 第二节 塑料分类与应用 第三节 塑料成型的工艺性能 第四节 塑料成型流变学基础,一、聚合物的热力学性能与加工工艺,2.3 塑料成型的工艺性能,（一）聚合物的热力学性能,（二）聚合物的加工工艺,二、塑料成型工艺性,(一) 热塑性塑料成型的工艺性能,1流动性,塑料熔体在一定温度与压力作用下充填模腔的能力称为流动性。,塑料成型工艺性是指塑料在成型过程中表现出的特有性能。,热塑性塑料的流动性常用熔体流动速率指数，简称熔融指数来表示。熔融指数越大，塑料熔体的流动性越好。,可以通过改变工艺参数来改变塑料的流动性，如提高成型温度和压力，合理设计浇口的位置与尺寸，降低模腔表面粗糙度值等都能大大提高流动性。,流动性好：PA、PE、PP、PS、CA,流动性中等：改性PS、ABS、AS、PMMA、POM,流动性差：PC、硬PVC、PPO、PSU,选用塑料的流动性必须与塑件要求、成型工艺及成型条件相适应，模具设计时应根据流动性来考虑浇注系统、分型面及进料方向等等。,流动性的大小除取决于树脂的内在结构外，还受到填料、添加剂、模具结构和成型工艺条件等多种因素的影响。,2. 收缩性,塑料在成型及冷却过程中发生的体积收缩性质称为收缩性，塑料在熔融状态下的体积总比其固态下的体积大。,影响塑料收缩性的因素有：塑料的组成及结构、成型工艺方法、工艺条件、塑件几何形状及金属镶件的数量、模具结构及浇口形状与尺寸等。,收缩性的大小以单位长度塑件收缩量的百分率来表示，叫做收缩率。,3. 热稳定性,是指塑料在受热时性能发生变化的程度。热稳定性差的塑料：硬PVC 、POM等。,4. 吸湿性,可分为两类,具有吸湿或粘附水分的倾向的塑料PA、PC、 ABS 、PPO 、PSU,吸湿或粘附水分倾向极小的塑料PE、PP、POM,是指塑料对水分的亲疏的程度。,6. 结晶性,结晶型塑料：PE、PP、POM、PA等， 不透明或半透明。,非结晶型塑料：PS、PVC、PMMA、PC、 ABS、PSU等，透明。,5. 相容性,是指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态不产生相互分离的能力。,7. 应力开裂和熔体破裂,应力开裂： 在外力或溶剂作用下易产生开裂，如PS、PC、PUS。,熔体破裂： 由于切应力和切变速率过大而引起的。,(二) 热固性塑料成型的工艺性能,热固性塑料同热塑性塑料相比，具有制件尺寸稳定性好、耐热和刚性大等特点，在工程上应用十分广泛。,1. 收缩率,热固性塑料也具有因成型加工而引起的尺寸减小。产生收缩的原因主要有以下几点：,（1）热收缩 （2）结构变化引起的收缩 （3）弹性恢复 （4）塑性变形,影响热固性塑料收缩率的原因还有：原材料、模具结构、成型方法及成型工艺条件等。,2流动性,热固性塑料的流动性通常以拉西格流动性来表示。,影响热固性塑料流动性